agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2025-6-82-91agroengineering-1163Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПКTECHNICAL SERVICE IN AGRICULTUREУстройство для мониторинга системы подачи воздуха и диагностических параметров работы ДВС сельскохозяйственной техникиDevice for monitoring the air intake system and diagnostic parameters of agricultural machinery engineshttps://orcid.org/0000-0003-0832-3608КатаевЮ. В.KataevYu. V.

Катаев Юрий Владимирович, канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник

109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Yuri V. Kataev, CSc, Associate Professor, Lead Research Engineer

5, 1st Institutskiy Proezd Str., Moscow, 109428

Scopus Author ID: 57209744442

ykataev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6527-780XСаяпинА. С.SayapinA. S.

Саяпин Александр Сергеевич, младший научный сотрудник

109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Aleksandr S. Sayapin, Junior Research Engineer

5, 1st Institutskiy Proezd Str., Moscow, 109428

comaconcrsas@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7399-9906ПестряковЕ. В.PestryakovE. V.

Пестряков Ефим Вадимович, младший научный сотрудник

109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Efim V. Pestryakov, Junior Research Engineer

5, 1st Institutskiy Proezd Str., Moscow, 109428

Scopus Author ID: 57536298300

unlimeted-007@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1126-7520КостомахинМ. Н.KostomakhinM. N.

Костомахин Михаил Николаевич, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Mikhail N. Kostomakhin, CSc, Lead Research Engineer

5, 1st Institutskiy Proezd Str., Moscow, 109428

Scopus Author ID: 57536298400

redizdat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3608-5408ПетрищевН. А.PetrishchevN. A.

Петрищев Николай Алексеевич, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Nikolai A. Petrishchev, CSc, Lead Research Engineer

5, 1st Institutskiy Proezd Str., Moscow, 109428

gosniti14@mail.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2025281220252768291Copyright © Катаев Ю.В., Саяпин А.С., Пестряков Е.В., Костомахин М.Н., Петрищев Н.А., 20252025Катаев Ю.В., Саяпин А.С., Пестряков Е.В., Костомахин М.Н., Петрищев Н.А.Kataev Y.V., Sayapin A.S., Pestryakov E.V., Kostomakhin M.N., Petrishchev N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1163

Загрязненность воздушного фильтра дизельного двигателя приводит к снижению его мощности и топливной экономичности, ухудшению условий труда оператора и экологической безопасности техники. Исследования проведены с целью разработки устройства для мониторинга технического состояния системы воздухоочистки и диагностических параметров работы ДВС. Разработанное экспериментальное устройство на базе микроконтроллера ATmega2560 включает в себя датчик разряжения XGZP6847A в впускном коллекторе ДВС, датчик давления картерных газов QDW90A, датчик скорости вращения коленчатого вала TENSTAR ROBOT E18-D80NK, датчик температуры отработавших газов TZT MAX6675, датчик температуры охлаждающей жидкости ДВС, датчик температуры воздуха окружающей среды DS18B20. Для обработки считываемых с датчиков данных о состоянии воздушной системы с последующим отображением результатов измерения и анализа на дисплее устройства разработано программное обеспечение. Быстродействие программного алгоритма на микроконтроллере – не более 0,05 с. Разработанный экспериментальный образец устройства позволяет в процессе эксплуатации оперативно оценивать текущее состояние системы воздухоочистки и определять общее состояние эксплуатационных характеристик дизельных двигателей. При мониторинге состояния ДВС возможны следующие варианты индикации на дисплее устройства: чистый фильтр; допускаемая загрязненность; предельная загрязненность; аварийное состояние; разгерметизация системы воздухоочистки; низкая мощность ДВС. Разработанное устройство позволит собирать исходную информацию для системы интеллектуальной оценки технического состояния с применением нейронных сетей в целях корректировки типа работы и времени технического обслуживания.

Contamination of an air filter used in the diesel engine critically compromises its power and fuel efficiency, simultaneously degrading operator working conditions and environmental safety. This research aimed to develop a device for real-time monitoring of the technical condition of air filtration systems and the diagnostic parameters of the internal combustion engine (ICE). Built upon an ATmega2560 microcontroller, the experimental device integrates an XGZP6847A vacuum sensor in the ICE intake manifold, a QDW90A crankcase gas pressure sensor, a TENSTAR ROBOT E18-D80NK crankshaft speed sensor, a TZT MAX6675 exhaust gas temperature sensor, an ICE coolant temperature sensor, and a DS18B20 ambient air temperature sensor. The authors developed a software product to process data acquired from these sensors, related to the air system’s status, and display the processed and analyzed results on the device screen. The microcontroller-based software algorithm boasts an execution speed of no more than 0.05 seconds. The developed prototype facilitates immediate operational assessment of the current state of the air filtration system and enables comprehensive evaluation of the overall operational performance of the diesel engine. The device display provides clear indications during ICE monitoring, including: clean filter; permissible contamination; critical contamination; emergency condition; air filtration system depressurization; and low ICE power. Crucially, this device will serve as a foundational data source for an intelligent system of assessing technical condition by leveraging neural networks, thereby enabling optimized operation and maintenance scheduling.

сельскохозяйственная техникаДВСвоздушный фильтртехническое состояниемониторингустройство для мониторингадатчиксистема воздухоочисткиagricultural machineryinternal combustion engine (ICE)air filtertechnical conditionmonitoringmonitoring devicesensorair cleaning systemReferencesКатаев Ю.В., Костомахин М.Н., Петрищев Н.А. и др. Экспериментальный образец счетчика индикатора для мониторинга технического состояния воздухоочистителя двигателя трактора // Техника и оборудование для села. 2023. № 7 (313). С. 28-33. EDN: TMXNYJKataev Yu.V., Kostomakhin M.N., Petrishchev N.A. et al. Experimental sample of a counter indicator for monitoring the technical condition tractor engine air cleaner. Machinery and Equipment for Rural Area. 2023;7:28-33. (In Russ.)Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. и др. Приоритетные направления научно-технического развития отечественного тракторостроения // Техника и оборудование для села. 2021. № 2 (284). С. 2-7. EDN: WGULNOLachuga Yu.F., Izmailov A.Yu., Lobachevsky Ya. et al. Priority areas of scientific and technical development of the domestic tractor industry. Machinery and Equipment for Rural Area. 2021;2:2-7. (In Russ.)Дорохов А.С., Денисов А.В., Соломашкин А.А., Герасимов В.С. Стратегии технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственных машин // Технический сервис машин. 2020. № 3 (140). С. 38-48. EDN: HVXYMFDorokhov A.S., Denisov A.V., Solomashkin A.A., Gerasimov V.S. Strategies of maintenance and repair of agricultural machinery. Machinery Technical Service. 2020;3:38-48. (In Russ.)Бурак П.И., Голубев И.Г. Оценка функциональных характеристик сельскохозяйственных тракторов // Чтения академика В.Н. Болтинского: Сборник статей. Москва: ООО «Сам Полиграфист», 2022. Ч. 1. С. 34-39. EDN: LRLMVKBurak P.I., Golubev I.G. Estimation of farm tractors functional characteristics. Readings of Academician Vladimir Boltinskiy. 2022;1:34-39. (In Russ.)Семейкин В.А., Дорохов А.С. Экономическая эффективность входного контроля качества сельскохозяйственной техники // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2009. № 7 (38). С. 15-17. EDN: KVCLAZSemeykin V.A., Dorokhov A.S. Economic efficiency of entrance quality assurance of agricultural machinery. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2009;7:15-17. (In Russ.)Валиев М.Ш., Косимов Х.Р. О контроле температуры отработавших газов дизеля в эксплуатации // Universum: технические науки. 2020. № 9-1 (78). С. 99-103. EDN: BCMMDAValiyev M., Qosimov Kh. About monitoring the temperature of diesel exhaust gases in operation. Universum: tekhnicheskie nauki. 2020;9-1:99-103. (In Russ.)Альт В.В., Савченко О.Ф., Елкин О.В. Цифровая технология оценки мощности тракторного парка сельхозпредприятия // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. Т. 13, № 4. С. 25-31. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2019-13-4-25-31Alt V.V., Savchenko O.F., Elkin O.V. Digital technology of assessment the power capacity of tractor fleet of an agricultural enterprise. Agricultural Machinery and Technologies. 2019;13(4):25-31. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2019-13-4-25-31Альт В.В., Ольшевский С.Н., Добролюбов И.П. и др. Разработка динамической модели ДВС // Труды ГОСНИТИ. 2015. Т. 118. С. 8-15. EDN: TODEVNAlt V.V., Olshevskiy S.N., Dobrolyubov I.P. et al. Development of a dynamic model of an internal combustion engine. Trudy GOSNITI. 2015;118:8-15. (In Russ.)Игнатов В.И., Дорохов А.С., Мишина З.Н., Герасимов В.С. Способы поддержки жизненного цикла сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села. 2018. № 10. С. 40-43. EDN: YOGJLVIgnatov V.I., Dorokhov A.S., Mishina Z.N., Gerasimov V.S. Ways to support the life cycle of agricultural machinery. Machinery and Equipment for Rural Area. 2018;10:40-43. (In Russ.)Катаев Ю.В., Герасимов В.С., Тишанинов И.А., Мордасова М.С. Современные тенденции совершенствования инженерной службы АПК // Технический сервис машин. 2022. № 3 (148). С. 74-82. EDN: AAUYIJKataev Yu.V., Gerasimov V.S., Tishaninov I.A., Mordasova M.S. Modern trends in improving the engineering service of agroindustrial complex. Machinery Technical Service. 2022;3:74-82. (In Russ.)Дорохов А.С., Катаев Ю.В., Костомахин М.Н. и др. Управление техническим состоянием сельскохозяйственной техники с применением цифровых технологий // Российская сельскохозяйственная наука. 2024. № 5. С. 51-56. https://doi.org/10.31857/S2500262724050102Dorokhov A.S., Kataev Y.V., Kostomakhin M.N., Petrishchev N.A., Pestryakov E.V., Sayapin A.S. Management of the technical condition of agricultural machinery using digital technologies. Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka. 2024;5:51-56. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S2500262724050102

The authors declare that there are no conflicts of interest present.