Введение. В настоящее время значительно возрос интерес к электрическому приводу транспортных машин. Это касается как колёсных, так и гусеничных машин. Особенность любой гусеничной машины (ГМ) заключается в том, что её трансмиссия должна обеспечивать помимо прямолинейного движения ещё и поворот машины за счёт рассогласования скорости перематывания гусениц левого и правого бортов.

Методология и методы. В статье предложена методика синтеза планетарных механизмов, обладающих двумя степенями свободы и предназначенных для использования в составе электротрансмиссий однозвенных гусеничных машин.

Результаты и научная новизна. В результате использования предложенной методики были синтезированы кинематические схемы планетарных механизмов, состоящих из двух планетарных рядов и обеспечивающих как прямолинейное, так и криволинейное движение однозвенных гусеничных машин.

Практическая значимость. Полученные кинематические схемы позволят разработать электротрансмиссии, обеспечивающие наиболее эффективное использование мощности источников энергии как в режиме прямолинейного, так и криволинейного движения.

Введение. Статья посвящена описанию базовых алгоритмов управления жёсткостью пневматических упругих элементов подвески автомобиля, обладающих двумя значениями жёсткости с регулировкой путём отключения части рабочего объёма. Данная схема реализации изменяемой жёсткости подвески легковых автомобилей активно внедряется у мировых лидеров отрасли. Она позволяет обеспечить быстрое изменение жёсткости упругого элемента без существенных затрат энергии, без значительного увеличения массы и компоновочного объёма систем подрессоривания.

Целью исследования является повышение комфортности и безопасности движения легковых автомобилей за счёт изменения свойств компонентов системы подрессоривания согласно текущим условиям движения.

Методология и методы. Для достижения вышеуказанной цели проведена разработка логики управления регулируемыми системами подвески, позволяющей создать алгоритм для программного обеспечения систем управления подрессориванием. Представлены блок-схемы алгоритмов переключения общего режима работы подвески и текущего управления жёсткостью упругих элементов для манёвров: смена полосы, волновая дорога, торможение и поворот. Блок-схемы представлены в формате развития сложности логики – от самых простых до непрерывно реагирующих на окружающую обстановку.

Результаты и научная новизна. Для рассмотренных общих режимов работы подвески представлены результаты компьютерного моделирования с алгоритмами текущего управления жёсткостью упругих элементов для ряда манёвров. Результаты моделирования показывают эффективность системы пневматических упругих элементов подвески с изменяемой жёсткостью. Работа данной системы обеспечивает значительное снижение вибронагруженности пассажиров, а также значимое повышение устойчивости автомобиля.

Практическая значимость. Разработанные логические схемы позволят создать программу по управлению подвеской автомобиля, повышающую его эксплуатационные свойства.

Введение. Одним из основных этапов проектирования транспортных средств специального назначения является расчёт тормозной системы. При расчёте тормозных показателей по динамической характеристике строится тормозная диаграмма в виде графика зависимости замедления, тормозного давления или удельной тормозной силы от времени. На каждой оси сравниваются максимальная тормозная сила и предел по сцеплению. Затем определяются время нарастания давления и тормозной путь.

Цель исследования – выявить недостатки интегрального метода расчёта тормозного пути и провести необходимые уточнения.

Методология и методы. Известны интегральный и итерационный методы расчёта тормозного пути по тормозной диаграмме. Более точных результатов можно достичь, применив итерационный метод на каждом шаге дифференцирования. Однако при проектировочных и оценочных расчётах достаточно точности, которая обеспечивается интегральным методом с учётом приведённых в настоящей статье уточнений. Время нарастания давления в пневматическом тормозном приводе определяется с использованием метода линейной аппроксимации.

Результаты и научная новизна. В ходе исследований установлено, что в традиционном интегральном методе не учитывается зависимость времени реализации сцепления от коэффициента сцепления, массы груза, перераспределения вертикальных реакций под действием замедления и высоты центра масс звеньев автопоезда. Кроме того, не учитываются соотношение максимальной тормозной силы и предела по сцеплению, а также влияние типоразмера тормозных камер и коэффициента трения между фрикционными поверхностями тормозных механизмов. Авторами предложена новая уточнённая методика расчёта тормозных свойств.

Практическая значимость. Результаты исследований необходимо учитывать при разработке тормозных систем, систем автоматического экстренного торможения и систем автономного управления, а также их можно использовать в учебном процессе.

Введение. Повышение энергоэффективности, экологичности и безопасности колёсных транспортных средств – три основных тренда совершенствования их конструкций. Высокий уровень потребительских свойств автомобиля зависит от технического уровня всех его компонентов, в том числе и от технико-экономических показателей ведущих мостов. Функциональные и технические характеристики ведущих мостов определяют важнейшие эксплуатационные свойства автомобиля. В первую очередь – тяговые и динамические показатели, топливную экономичность, уровни шума, плавность хода, опорную проходимость и другие характеристики. Известно, что почти все указанные свойства в значительной степени определяются конструктивным исполнением, режимами смазки вращающихся деталей и характеристиками трансмиссионного масла. Традиционно исследования режимов работы механизмов ведущего моста и его системы смазки выполняются в условиях лабораторных и стендовых испытаний. Однако в последние годы в практике проектирования автомобильной техники всё большее применение находят технологии «цифровых испытаний», или компьютерного моделирования.

Цель исследования – разработка методики компьютерного моделирования гидродинамических процессов смазки в картере ведущего моста с использованием программного комплекса FlowVision. Методология и методы. При разработке методики использовались классические уравнения гидродинамики в форме уравнений Навье-Стокса, методы численного решения уравнений в частных производных и компьютерного моделирования динамики сплошной среды.

Результаты и научная новизна. Результатом выполненной работы является разработанная методика. Научную новизну работы представляет новый метод решения актуальной проблемы с использованием технологии компьютерного моделирования.

Практическая значимость. Разработанная методика позволит сократить объёмы натурных испытаний при разработке и оптимизации систем смазки агрегатов трансмиссии.

Введение. Механические испытания на удар автомобильных систем вызова экстренных служб, проводимые с целью определения устойчивости к воздействию перегрузок, возникающих при столкновении транспортного средства, и проверки возможности автоматического определения момента аварии, требуют в качестве средства измерений характеристик ударного воздействия измерительной системы по классу частотных характеристик (КЧХ) КЧХ60 или КЧХ180. Из всего перечня требований к такой измерительной системе отдельно выделяется ряд требований к низкочастотной фильтрации, которая осуществляется бесфазным фильтром Баттерворта 4-го порядка.

Целью исследования является анализ возможных ограничений, возникающих при использовании эмпирического метода привязки транспонированных данных перед стартом и после окончания сбора данных, приведённого в документе ISO 6487, разработанном Международной организацией по стандартизации, на который опираются отечественные нормативные документы, регламентирующие испытания на ударное воздействие, а также в документе SAE J 211-1, разработанном Сообществом автомобильных инженеров.

Методология и методы. Методом исследования является представление шумового аддитивного сигнала, сопровождающего ударное воздействие, в виде детерминированного синусоидального сигнала с начальной фазой, при которой происходит максимальный паразитный выброс результирующего сигнала, анализ природы его возникновения с целью последующей минимизации.

Результаты и научная новизна. Результатом проведённой работы являются выявленные недостатки регламентируемых в ISO 6487 и SAE J 211-1 методов принудительной привязки транспонированных данных перед стартом и после окончания сбора данных и возможные при этом ограничения. Научной новизной является предложенный метод дополнительного сдвига транспонированных дополнительных данных, существенно снижающий влияние возникающих переходных процессов, аналитические выражения и алгоритм реализации предложенного метода, обеспечивающие минимизацию паразитных выбросов результирующего импульса ударного ускорения при проведении испытаний.

Практическая значимость результатов работы состоит в повышении достоверности результатов испытаний путём сравнения формы ударного импульса, отфильтрованного по методам ISO 6487 и SAE J 211-1, а также с учётом предложенного в данной работе метода с последующим исключением паразитной составляющей.

Введение. Понижение размерности (рабочего объёма) и одновременный наддув бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) для сохранения или улучшения ездовых качеств легкового автомобиля является популярным направлением развития мирового автостроения, направленным на значительное (до 20–30%) снижение расхода топлива и выбросов СО₂. Практическая реализация этой концепции требует решения ряда проблем, наиболее трудной из которых является ухудшение ездовых качеств автомобиля из-за турбо лага.

Методология и методы. Обзор причин и мероприятий, позволяющих минимизировать турбо лаг при понижении размерности ДВС, базируется на сравнительном анализе результатов экспериментальных и расчётных исследований турбо лага, приведённых в зарубежных и отечественных публикациях за последние несколько лет.

Результаты и научная новизна. Впервые обобщены и систематизированы основные причины возникновения турбо лага в бензиновом двигателе при понижении его размерности, а также факторы, позволяющие его устранить или уменьшить. Лучшей комбинацией технологий ДВС, позволяющей уменьшить турбо лаг, остаются непосредственный впрыск бензина и регулируемый клапанный привод. Обе технологии повышают наполнение благодаря охлаждению заряда, первая – за счёт испарения топлива в цилиндре, вторая – вследствие продувки камеры сгорания. Оценена эффективность новых технологий ДВС: разделения периода выпуска, рекомпрессии, переохлаждения наддувочного воздуха. Для экстремального понижения размерности рекомендован комбинированный турбонаддув с механическим или электрическим нагнетателем. Последний совместим с электрификацией силового привода и позволяет ДВС работать практически без турбо лага, с пониженными на 25–33% расходом топлива и выбросами СО₂.

Практическая значимость заключается в возможности использования результатов работы при выборе схемы и конструктивных решений для перспективного бензинового двигателя пониженной размерности.

Введение. В статье рассмотрена проблема снижения выбросов оксидов азота, содержащихся в отработавших газах (ОГ) дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автотранспортных средств. Отмечено, что при контроле выбросов вредных веществ при эксплуатации транспортных средств важным является учитывать их локальное воздействие в населённых пунктах, расположенных у автотрасс. Для населённых пунктов, через которые проходят автотрассы, и особенно для водителей транспортных средств, существует проблема высокой загрязнённости среды азотосодержащими выбросами.

Цель исследования заключалась в анализе работы системы нейтрализации SCR-NH₃ подачей мочевины в ОГ дизельных ДВС, а также исследование метода подачи мочевины за счёт её впрыскивания в цилиндры дизельного ДВС на такте выпуска газов.

Методология и методы. Исследования показали, что важнейшим фактором, определяющим эффективность процесса реакций нейтрализации на катализаторе дизельного ДВС, является термическое воздействие на протекание реакции. Основной вклад в суммарные выбросы NО_х вносят режимы номинальной мощности ДВС и режимы максимального крутящего момента. Показана связь между значениями максимальных концентраций NO x при М_к.mах и N_е.mах на суммарные выбросы NO_x по 13-ступенчатому циклу в соответствии с Правилами ООН № 49.

Результаты и научная новизна. Анализируются недостатки метода нейтрализации SCR-NH₃. В связи с этим предложено совершенствование метода подачи мочевины и топлива в цилиндры дизельного ДВС при помощи двухканальной форсунки. Приведены дополнительные преимущества, которые можно получить при впрыскивании мочевины в цилиндры ДВС.

Практическая значимость. Представлены результаты расчёта температуры в цилиндре дизельного ДВС при максимальной и минимальной цикловой подаче дизельного топлива при частоте вращения коленчатого вала, соответствующей максимальному крутящему моменту. Приведённые значения температур показывают, что если осуществлять впрыскивание мочевины в цилиндр ДВС после завершения открытия выпускного клапана, то условия для процесса термолиза и гидролиза мочевины, а также восстановительных реакций будут благоприятны. Проанализирован метод нейтрализации выбросов NO_x, содержащихся в дымовых газах тепловых станций, процесс очистки которых включает обработку раствором мочевины дымовых газов без применения катализаторов в интервале температур, близких к условиям цилиндра дизельного ДВС.

Введение. Проблема применения в России суррогатного дизельного топлива (ДТ) в автомобильных двигателях стоит достаточно остро. Использование такого топлива приводит к ухудшению технико-экономических показателей двигателя и автомобиля, к увеличению выбросов оксидов азота в отработавших газах.

Цель исследования – определить качество заправляемого ДТ и исключение применения суррогатного ДТ для эксплуатации автомобилей КАМАЗ.

Методология и методы. Методология исследования связана с анализом проб топлива, в ходе которого определяются: цетановое число и цетановый индекс, кинематическая вязкость, плотность, фракционный состав, температура вспышки в закрытом тигле, температура помутнения, предельная температура фильтрования, массовая доля серы, содержание воды, смазывающая способность топлива. За оценочный показатель качества топлива принимается содержание серы, так как в большинстве случаев топливо с высоким содержанием серы является суррогатным.

Результаты и научная новизна. В ходе мониторинга за 2018 г. по содержанию серы в пробах ДТ было установлено, что: 88,6% проб соответствуют требованиям ГОСТ Р 52368-2005 и ГОСТ 32511-2013 (содержание серы не более 350 ppm); 8,8% проб соответствуют требованиям ГОСТ 305-2013 (содержание серы более 350 ppm). Не соответствует требованиям нормативной документации 2,5% поступившего топлива.

Практическая значимость. Решить проблемы, связанные с производством и продажей топлива, не соответствующего национальным стандартам, можно путём совершенствования нормативной законодательной базы, введения контроля за деятельностью автозаправочных станций и ужесточения ответственности производителей и продавцов суррогатного ДТ.

Введение. Развитие интеллектуальных транспортных систем привело к появлению высокоавтоматизированных и беспилотных транспортных средств. При этом большое значение имеет проведение их тестирования. В статье рассматриваются некоторые вопросы испытаний беспилотных автотранспортных средств.

Цель исследования – определить основные направления и возможности развития испытаний высокоавтоматизированных и беспилотных автотранспортных средств.

Методология и методы. При проведении исследований использован метод системного анализа результатов испытаний высокоавтоматизированных и беспилотных автотранспортных средств на базе отечественных материалов и зарубежных источников.

Результаты. В статье приведён краткий анализ развития испытаний беспилотных автотранспортных средств и связанных с ними правовых аспектов.

Практическая значимость. В статье даны основные тенденции развития испытаний беспилотных автотранспортных средств, включая правовые аспекты тестирования этих машин на дорогах общего пользования.

Введение. Для работы дизельной генераторной установки возможно использование биотоплива, произведённого из микроводорослей в непосредственной близости от потребителя. Технология включает: выращивание водорослей в биореакторе, обработку растительного сырья, получение биодизельного топлива при химических реакциях, протекающих в нормальных условиях, и в последующем получение электрической и тепловой энергии дизель-генератором, работающим на произведённом биотопливе.

Целью исследования было определение оптимальной технологии получения биотоплива из водорослей и оценка возможности использования топлива без внесения изменений в конструкцию и программу управления дизельного двигателя.

Методология и методы. Культивирование микроводорослей, производство биотоплива по технологии, выбранной как наиболее простой, недорогой и безвредной для окружающей среды, использование этого топлива для работы двигателя внутреннего сгорания и наблюдение за полученными результатами.

Результаты и научная новизна. По сравнению с другими методами распределённой генерации электрической энергии при отсутствии централизованных сетей снабжения электроэнергией способ получения биотоплива и генерации электричества может либо конкурировать с ветрогенераторами и солнечными батареями, либо дополнять эти виды распределённого производства энергии.

Практическая значимость заключается в определении возможности организации объекта распределённого производства электричества, обеспечивающего себя возобновляемым источником энергии.

Введение. В настоящей статье рассмотрена организация производства генераторного газа при помощи мобильных газогенераторных станций, который можно использовать в качестве моторного топлива для подвижного состава автомобильного транспорта Российской Федерации в условиях дефицита энергоресурсов. В качестве сырья для получения генераторного газа можно использовать древесину или отходы деревообрабатывающего производства, а также другие материалы. На мобильной газогенераторной станции производятся работы по выработке генераторного газа, его охлаждению, очищению (фильтрации), компримированию (сжатию), хранению, при необходимости, транспортированию и заправке автотранспортных средств, оснащённых газобаллонной аппаратурой, допускающей использование компримированного природного газа.

Цель исследования – разработать многокомпонентную функциональную схему мобильной газогенераторной станции для получения, хранения и/или транспортировки генераторного газа с учётом модели функционирования её компонентов.

Методология и методы. Методология исследования состояла в упорядочении в систему с чёткой логической структурой деятельности мобильной газогенераторной станции, определяющей процесс её использования.

Результаты и научная новизна. Научная новизна определяется результатом исследования – разработанной схемой мобильной газогенераторной станции (передвижного автопоезда).

Практическая значимость. Возможность создания мобильной газогенераторной станции для обеспечения топливом автотранспортных средств в условиях дефицита энергоресурсов.

Кандидат технических наук, эксперт Экспертного совета ФГУП «НАМИ» Михаил Владимирович Мазинг, чей стаж работы в Институте приближается к 60 годам, связан с НАМИ, с его историей, что называется, по линии родства: дед Михаила Владимировича – Евгений Карлович Мазинг, учёный-двигателист, друг и сподвижник Н.Р. Брилинга, был одним из основателей Института, вернее Научной автомобильной лаборатории, от которой ведёт свою историю ФГУП «НАМИ». Двигателями занимался и Владимир Евгеньевич Мазинг, отец Михаила Владимировича. Вполне закономерно, что областью научных интересов Михаила Владимировича тоже стало двигателестроение, точнее дизелестроение.