Повышение надёжности работы пневматической тормозной системы грузовых автомобилей и автобусов путём разработки метода осушки сжатого воздуха

Введение (постановка задачи и актуальность). Сжатый воздух как рабочее тело получил широкое распространение в приводах пневматических систем наземных транспортных средств (ТС), в том числе в тормозных системах грузовых автомобилей и автобусов, благодаря своим высоким эксплуатационным свойствам. Климатическая устойчивость пневматических систем обеспечивает стабильность рабочих характеристик при колебаниях температуры. Благодаря своей безопасности, доступности и экономичности именно сжатый воздух используют в тормозных системах грузовых автомобилей и автобусов. Однако существуют проблемы, связанные с наличием высокой концентрации влаги в воздухе, которая может попадать в пневмосистему и приводить к образованию конденсата и коррозии деталей пневмосистемы, а в зимнее время – к её обмерзанию. В свою очередь, это может привести к отказам оборудования компонентов тормозной системы и аварийным ситуациям с наземными ТС.
Цель исследования – провести анализ основных современных методов осушки сжатого воздуха, применяемых в пневматических системах наземных ТС, оценить уровень их эффективности и предложить наиболее рациональный метод осушки сжатого воздуха в пневматических тормозных системах наземных ТС.
Методология и методы. В работе использован метод системного анализа отечественных и зарубежных исследований осушки сжатого воздуха в пневматических системах наземных ТС.
Результаты работы. В работе предложен инновационный подход к процессу осушки сжатого воздуха в пневматических системах наземных ТС путём интеграции и оптимизации различных современных методов осушки сжатого воздуха наземных ТС.
Практическая значимость. Обобщены основные отказы пневматических систем наземных ТС, связанные с наличием в них влаги, обозначен ряд ключевых аспектов, способствующих улучшению работы пневматических систем наземных ТС.

1. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. – М.: Стандартинформ, 2010. – 13 с.

2. Котляренко В.И. Научное обоснование создания и разработка ходовых систем транспортных средств на пневмоколёсных движителях сверхнизкого давления: дис. ... д-ра техн. наук. – Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2009. – С. 93–94. EDN: QEPOEV.

3. Плотность населения России на 2022 составляет 8,50 чел/км². Карта. По регионам – самые густонаселённые и малонаселённые; 05.05.2022. URL: https://www.statdata.ru/nasel_regions (дата обращения: 17.06.2022).

4. ГОСТ 24484-80. Промышленная чистота. Сжатый воздух. Методы измерения загрязнённости. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 9 с.

5. Правила ООН № 13. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств категорий М, N и О в отношении торможения (с изменениями и дополнениями), 2012. – 12 с.

6. Рязанцев В.А., Ахметшин А.М. Метод повышения эффективности тормозного управления колёсных машин // Автомобильная промышленность. – 2017. – № 7. – С. 17–20. EDN: ZDFCCR.

7. Рязанцев В.А. Метод совершенствования управления антиблокировочной системой автомобиля при индивидуальном регулировании тормозных механизмов: дис. … канд. техн. наук. – М.: ФГУП «НАМИ», 2020. – 166 с. EDN: JTNIFW.

8. ISO 8573-1:2001. Compressed air. Part 1: Contaminants and purity classes. International Organization for Standardization. – 8 p.

9. Риполь-Сарагоси Т.Л., Воробьёв А.А., Соболев А.А., Цыбульский А.Н. Исследование возможностей снижения энергоёмкости адсорбционных процессов при высоких требованиях к влагосодержанию сжатого воздуха // Бюллетень результатов научных исследований. – 2023. – № 4. – С. 187–200. DOI: 10.20295/2223-9987-2023-4-187-200. EDN: JDFVAY.

10. Галюжин А.С. Способ повышения степени осушки сжатого воздуха пневмосистем мобильных машин // Вестник Белорусско-Российского университета. – 2023. – № 2 (79). – С. 5–13. DOI: 10.24412/2077-8481-2023-2-5-13. EDN: RBNYAD.

11. Риполь-Сарагоси Т.Л., Риполь-Сарагоси Л.Ф. Исследование энергоэффективности процессов осушки сжатого воздуха с использованием цеолитов различных марок // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2023. – № 2 (90). – С. 132–138. DOI: 10.46973/0201-727X_2023_2_132.EDN: YNVRLT.

12. Lugo-Méndez H., Lopez-Arenas T., Torres-Aldaco A., Torres-González E.V., Sales-Cruz M., Lugo-Leyte R. Interstage pressures of a multistage compressor with intercooling // Journal of Engineering Thermodynamics. – 2024. – No. 1. – 14 p.

13. Матяш Ю.И., Кирпиченко Е.М., Петракова А.Г., Ермоленко И.Ю. Подготовка сжатого воздуха тормозных систем грузовых вагонов с учётом их эксплуатации в условиях рельефной местности // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2016. – № 2 (50). – С. 154–168. EDN: WHDDYP.

14. Фенелонов В.Б. [и др.] О кинетике и динамике сорбции газов и паров на синтетических цеолтах / Цеолиты, их синтез, свойства и применение: материалы 2-го Всесоюзного совещания по цеолитам: сб. докл. / под ред. М.М. Дубинина, Г.Г. Плаченова; Акад. наук СССР. – Л., 1965. – С. 345–349.

15. Jeřábek M., Volf M., Richter L. Air drying in an industrial compressor / University of West Bohemia, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Power System Engineering. – Pilsen, Czech Republic. – 2024. – No. 1. – 11 p.

16. Мельгунов М.С. Короткоцикловая безнагревная адсорбция / Промышленный катализ в лекциях / под общ. ред. А.С. Носкова. – М., 2009. – Вып. 8. – С. 62–105.

17. Рачинский В.В. Введение в общую теорию динамики сорбции и хроматографии. – М.: Наука, 1964. – 153 с.

18. Kannan S., Vijayan S., Lenin V.R., Neerukonda A., Matheswaran M.M., Sowrirajan M. Evaluation of compressed air adsorption dryer with three different heat regeneration modes. URL: https://www.researchsquare.com/article/rs-2000181/v1 (дата обращения: 21.08.2024).

19. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твёрдой фазой. – М.: Химия, 1980. – 248 с.