В статье дан аналитический обзор перспективных технических решений по бензиновым двигателям легковых автомобилей, направленных на существенное снижение расхода топлива и количества выбросов СО₂ с отработавшими газами. Показано, что основной тенденцией развития конструкции бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) обычного автомобиля является рост применения турбонаддува, сопровождаемый повышением литровой мощности и понижением размерности ДВС, снижением расхода топлива и количества выбросов СО₂ при сохранении скоростных свойств автомобиля. Главной тенденцией улучшения эффективности таких ДВС будет повышение степени расширения (сжатия) до 13-15 единиц. Для решения проблем детонационного сгорания в краткосрочной перспективе ожидается рост применения и улучшения существующих технологий (непосредственного впрыска бензина, регулируемого клапанного привода, регулирования вихря), а также освоение новых технологий (цикл Миллера, регулирование степени сжатия, рециркуляция охлаждённых отработавших газов). Способы улучшения бензиновых ДВС-гибридов зависят от степени электрификации силового привода. При относительно низкой степени электрификации в таких ДВС ожидается улучшение пуска и виброакустики, повышение эффективности за счёт мер, характерных для обычных ДВС. При высокой степени электрификации более важными становятся мощность, виброакустика, размеры и стоимость двигателя, а высокую эффективность обеспечивает конструкция и оптимальное управление комбинированной энергетической установкой в целом. В отдалённой перспективе (после 2025 г.) вероятным направлением дополнительного повышения эффективности ДВС может стать реализация сгорания гомогенной бедной смеси, в том числе с использованием режима низкотемпературного сгорания. Осуществление этого направления будет зависеть от успеха в разработке эффективных и недорогих технологий снижения выбросов NO_x в продуктах бедного сгорания, а также быстродействующих, самообучающихся систем контроля.

Работа посвящена разработке и исследованию высокоэффективных комбинированных энергоустановок (КЭУ) транспортного назначения на основе источника энергии (воздушно-алюминиевого электрохимического генератора - ВА ЭХГ) и источника мощности (литий-ионных аккумуляторов - ЛИА). В работе описаны инженерные подходы и технические решения, реализованные при создании ВА ЭХГ и КЭУ. Представлены результаты вольтамперных и разрядных испытаний модуля ВА ЭХГ, определена его максимальная мощность 1,5 кВт и удельная энергоёмкость 270 Вт-ч/кг. Разработана и реализована схема КЭУ с двумя модулями ВА ЭХГ. Проведены испытания КЭУ энергоёмкостью 46 кВт-ч на стенде имитации движения транспортного средства. Для транспортного средства массой 1800 кг получено распределение потоков энергии в КЭУ при имитации движения в соответствии с циклом ISO/CD8714. Определены расход энергии на выполнение цикла (183 Втч) и запас хода на одной заправке - 265 км. Приведён пример установки КЭУ на платформе электромобиля GEM car. При более низкой стоимости, разрабатываемые КЭУ превосходят известные аналоги по комплексу основных энергетических параметров - удельной мощности и удельной энергоёмкости.

Топливная экономичность автомобиля - очень важный эксплуатационный показатель, характеризующий эффективность эксплуатации автомобильного транспорта, поэтому её своевременный контроль, в том числе с диагностической целью, является актуальной задачей. С увеличением пробега автомобиля техническое состояние аккумуляторной топливоподающей системы (АТПС) ухудшается и влияет на величину путевого расхода топлива, но взаимосвязь между этими величинами практически не исследована. Статья посвящена экспериментальному исследованию влияния технического состояния электрогидравлических форсунок АТПС автомобилей. Среди имеющихся способов измерения расхода топлива предпочтение было отдано непосредственному его измерению, как разности количества топлива, прошедшего через прямую и обратную магистраль с помощью датчиков объёмного расхода с овальными шестернями, так как они характеризуются высокой воспроизводимостью результатов, устойчивостью показаний при высокой температуре (в среднем до 80°С) и достаточной для практики точностью измерений (1%). Информация о пройденном пути, скорости и ускорении автомобиля снимается со штатного датчика угловой скорости антиблокировочной тормозной системы с колеса, работающего в ведомом режиме без увода. Эксперименты проводились как при равномерном установившемся движении, так и при разгоне автомобиля по ровному асфальтобетонному покрытию с полностью нажатой педалью управления топливоподачей. Техническое состояние электрогидравлических форсунок предварительно определялось в стендовых условиях, после чего они устанавливались на автомобиль (ГАЗ-2217) и проводились контрольные заезды. В работе приводятся результаты испытаний автомобиля с АТПС с форсунками номинального технического состояния и технического состояния, граничного с предельным, как наиболее интересным с точки зрения диагностики.

Состояние проблемы пожарной безопасности транспортных средств (ТС) указывает на необходимость объединения усилий специалистов в области общей безопасности транспорта. Дано определение термина пожарная безопасность ТС. Собрана и проанализирована статистика пожаров на автотранспорте за 5 лет. Особое внимание уделено анализу причин пожаров в автобусах с 2001 года. Приведены основные причины и определены места возникновения пожаров в автобусах. Детализированы действующие требования к пожаробезопасности автобусов на основании технического регламента. По результатам работы экспертов группы GRSG на Всемирном форуме WP.29 представлена таблица Правил ООН по вопросам, связанным с общей безопасностью ТС, при этом выделены правила технического регулирования пожарной безопасности автобусов большой вместимости. На конференции «FIVE» выявлены основные тенденции изменения и опасные места, требующие дополнительной проработки. Учтены результаты международных исследований по аналогичному вопросу, включая испытания на эвакоприспособленность (Венгрия), автоматические системы пожаротушения (Швеция), а также применение современных композиционных материалов. Разработаны предложения по защите ТС от пожара, включая оснащение специальных ТС (инвалидные, автобусы для перевозки детей, ТС для перевозки денежных средств и ценных грузов, ТС для перевозки опасных грузов) автоматическими системами пожаротушения. Сформулированы рекомендации по оснащению автобусов автоматическими системами пожаротушения, которые отражены в поправках к Правилам ООН № 107, а также методы проведения испытаний подобных систем. Изложено дальнейшее развитие Правил ООН № 110 с учётом данных исследования инцидентов в Нидерландах и совершенствование методов Правила ООН № 118 путём добавления более жёстких требований, действующих на железнодорожном и морском транспорте. Выводы содержат предложения для исправления сложившейся ситуации. Представлена статистика пожаров автобусов в Российской Федерации с распределением по месту возникновения и по причине и предложены пути дальнейшего развития мер пожаробезопасности данных ТС с учётом результатов международных исследований.

Вопрос повышения активной безопасности автотранспортных средств, особенно автобусов и грузовых автопоездов, несмотря на многочисленные разработки в данной области, по-прежнему остаётся актуальным по ряду причин, среди которых автор называет постоянный прирост автопарка, фрагментарный подход к разработке систем активной безопасности, а также обратный эффект от их внедрения. Данный феномен вызван стремлением водителей к превышению пределов устойчивости автомобиля, снижением концентрации их внимания и общего уровня мастерства. Автором обобщены новые связи в системе «водитель - автомобиль - дорога - среда», обусловленные влиянием человеческого фактора. Проведён эволюционный анализ развития систем активной безопасности, при этом использовались методы научной дедукции и индукции. Цель работы -определение функционального состава инновационной системы активной безопасности на базе метода предупреждающего управления движением, основными положениями которого являются комплексный функциональный состав, превентивный характер действия и широкая адаптивность к управляющим воздействиям водителя и внештатным ситуациям в процессе движения автомобиля. Обозначены организационные и технические способы решения проблемы человеческого фактора в сфере безопасности дорожного движения. Сформулированы современные проблемы развития и внедрения автономного управления на автомобильном транспорте, в частности, недостаточные точность и стабильность навигационных технологий, сложность составления виртуальных карт, низкое качество дорожной разметки, климатические особенности, а также юридические и социальные аспекты. Составлена новая классификация систем активной безопасности по четырём направлениям развития. Перечислены базовые и дополнительные функции системы предупреждающего управления движением для автотранспортных средств.

Для развития различных отраслей экономики и обеспечения обороноспособности важное значение имеет эффективная доставка неделимых крупногабаритных и тяжеловесных грузов, масса которых может достигать сотен тонн. Особая роль в решении этой проблемы отводится автопоездам, поскольку только с их помощью возможна транспортировка подобного рода грузов по дорогам общего пользования и, частично, по бездорожью. В общем случае повышение эффективности перевозок достигают увеличением производительности и снижением себестоимости перевозки. Производительность автопоездов определяется средней скоростью движения и грузоподъёмностью. Однако возможности использования автопоездов в сложных условиях движения значительно ограничиваются недостаточной проходимостью и невозможностью их широкого применения в районах с неразвитой дорожной сетью. Ещё одним фактором, снижающим эффективность использования автопоездов, являются продольные уклоны автомобильных дорог. При трогании с места на подъём даже автопоезд с полноприводным тягачом может иметь ограниченную проходимость из-за низкого коэффициента сцепного веса, и, соответственно, недостаточного общего тягового усилия. Добиться повышения проходимости автопоезда возможно за счёт увеличения числа приводных колёс, что достигается путём использования в его составе активного прицепного звена. Для сравнения тягово-динамических характеристик автопоезда с пассивным и активным полуприцепом создана математическая модель прямолинейной динамики двухзвенного седельного автопоезда в составе четырёхосного тягача и трёхосного полуприцепа. Приведены результаты теоретических исследований движения автопоезда на подъём при различных вариантах привода колёс полуприцепа. Направлением дальнейших исследований является синтез рационального закона управления системой привода полуприцепа.

Наибольшее распространение в конструкциях автомобилей и тракторов получили фрикционные сцепления благодаря их меньшей стоимости и габаритам при высокой надёжности. В статье рассматривается процесс трогания и разгона автомобиля или тракторного агрегата с электронногидравлической системой управления фрикционным сцеплением со ступенчатой механической трансмиссией. Чтобы процесс трогания и разгона проходил плавно без рывков и значительных нагрузок в трансмиссии, была разработана методика выбора алгоритмов включения сцепления. Выбор алгоритмов включения проходил опытным путём, после чего полученные данные сводились в таблицу. В результате был выбран наилучший алгоритм включения сцепления. Для управления сцеплением по полученному алгоритму необходимо внести изменения в конструкцию системы его управления. Для этого в системе управления сцеплением был установлен гидроцилиндр. Была принята математическая модель оптимизации в виде целевой функции (минимизация двух критериев качества) и ограничений (угловая скорость двигателя должна быть не ниже допустимой, а продольное ускорение автомобиля или тракторного агрегата - не выше нормированного) и метод решения задачи оптимизации, основанный на идее равномерного компромисса, позволяет определять оптимальный закон включения сцепления. Применение автоматизированного варианта управления сцеплением повышает производительность и ресурс сцепления, а, следовательно, и экономическую эффективность. Также были сокращены затраты на топливо-смазочные материалы. Срок окупаемости модернизированной модели трактора или автомобиля по сравнению с базовой составляет 1,88 года.

При выборе порогов настройки электронных систем управления торможением ориентируются на максимум φ_x - s_x-диаграммы. Для уточнения положения этого максимума требуются знания о формах φ_x - s_x-диаграмм при разных условиях. Большинство режимов движения автомобиля связано с наличием боковой силы. Боковая сила в разных случаях может появиться до или после появления тормозного момента на колесе. Цель: исследовать влияние последовательности появления боковой силы и тормозного момента на колесе на сцепные свойства шины с твёрдым дорожным покрытием и положение максимума φ_x - s_x-диаграммы. Автором разработаны методики, позволяющие учитывать последовательность появления боковой силы и момента на колесе при расчёте φ_x - s_x-диаграмм. В основе исследования лежит гипотеза о зависимости доли коэффициента сцепления, реализуемой зоной с трением покоя в пятне контакта при наличии боковой силы, от коэффициента пропорциональности трения покоя. Получены формулы для расчёта коэффициентов сцепления при разном скольжении с учётом последовательности появления боковой силы и тормозного момента на колесе. Формулы являются универсальными и могут применяться для всех типов шин, видов и состояний дорожного покрытия. Исследованы формы φ_x - s_x-диаграмм при разной последовательности появления боковой силы и момента на колесе. Установлено существенное влияние последовательности появления боковой силы и момента на колесе на сцепные свойства зон трения покоя и трения скольжения в пятне контакта шины с дорогой и на расположение максимума φ_x - s_x -диаграммы. Если боковая сила была до начала торможения автомобиля (торможение при повороте и др.), то при её увеличении максимум коэффициента сцепления снижается при сохранении своего горизонтального положения по скольжению. Если боковая сила появилась после начала торможения автомобиля (торможение перед поворотом, боковой ветер и др.), то при её увеличении максимум коэффициента сцепления снижается при смещении влево по скольжению. Установлено, что рост величины боковой силы от нуля до значения веса приводит к изменению положения максимума φ_x - s_x- диаграммы до 66% в сторону меньшего скольжения. Полученные результаты могут найти применение при создании и реализации алгоритмов управления движением колеса автомобиля в электронных системах активной безопасности в целях повышения безопасности движения.

Применяемые технологии идентификации колёсных транспортных средств (КТС) не обеспечивают ни защиты от намеренного искажения регистрационных знаков, ни получения необходимых сведений о КТС, заранее не внесённых в базы данных. Информатизация и необходимость снижения трудозатрат на автомобильном транспорте выдвигают комплекс требований к технологиям идентификации КТС, которым не удовлетворяют применяемые в интеллектуальной транспортной системе (ИТС) технологии. Для ИТС предлагается использовать объединённый радиочастотный идентификатор КТС, включающий маркировочные и присоединяемые к маркировке данные о КТС, обновляемые и накапливаемые при эксплуатации, в сочетании с многоэтапной процедурой радиочастотного считывания. Электронную маркировку КТС предлагается реализовать посредством внесения идентификационных данных в многочисленные штатные электронные блоки управления на КТС и установки на КТС радиочастотных меток. В радиочастотных метках и бортовой локальной сети КТС предлагается размещать данные о регистрации, назначении, категории, комплектации, диагностических нормативах и нормативах безопасности и событиях эксплуатации КТС и предоставлять их с криптографической защитой при запросах внешней информационной системы. Радиочастотные метки на КТС потребуется связать с бортовой локальной сетью КТС и обеспечить возможность обновления и пополнения изменяемых регистрационных данных КТС и присоединяемых к маркировке сведений. Радиочастотная идентификация исключит затраты трудоёмкости на поиск данных о назначении, комплектации, диагностических нормативах, событиях эксплуатации КТС и обеспечит автоматизацию подтверждения допуска КТС к эксплуатации и для проезда или стоянки. Возможность автоматизации контроля соблюдения предписаний изготовителей по правилам технической эксплуатации КТС послужит инструментом повышения надёжности КТС.

В настоящее время современные тенденции развития автомобилестроения направлены на повышение производительности, скорости и улучшение экологичности транспортных средств (ТС). Все изменения, связанные с увеличением мощностных показателей двигателя внутреннего сгорания (ДВС), применением гибридных приводов, совершенствованием конструкции трансмиссии, неизбежно приводят к увеличению интенсивности и расширению спектра вибраций в колёсной машине. Аналитические расчёты показывают, а экспериментальные исследования подтверждают наличие знакопеременных нагрузок в элементах колёсных машин. Число отказов, связанных с вибрацией, в машиностроении достигает высоких показателей. Учитывая сегодня стoимoсть изделий и дополнительные затраты на их восстановление в течение ресурса машины, исключение колебаний в трансмиссии ТС является важной и актуальной проблемой современного машиностроения. Проблема снижения вибронагруженности трансмиссий транспортных машин решается многими отечественными и зарубежными фирмами. Выбор средства уменьшения крутильных колебаний трансмиссии в каждом случае определяется конкретными характеристиками системы и условиями её эксплуатации. В рамках научно-исследовательской работы проводится экспериментальная оценка динамической нагруженности трансмиссии автомобиля с комбинированной энергоустановкой (КЭУ). Целью рассматриваемого исследования является накопление массива экспериментальных данных о вибрационных процессах, происходящих в узлах гибридного привода автомобиля. Практическое значение исследования состоит в определении оценки эффективности работы предложенного гасителя крутильных колебаний. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы при корректировке и валидации расчётных моделей по определению динамической нагруженности трансмиссий автомобилей с КЭУ. Кроме того, статья содержит описание комплекса информационно-измерительной аппаратуры, порядок подготовки и программу проведения лабораторно-дорожных испытаний автомобиля с гибридной силовой установкой, используемых при выполнении исследовательской работы.

Анализ развития автоматических коробок передач (АКП) показывает стремление разработчиков всеми способами снизить потери мощности при её передаче от двигателя к ведущим колёсам. Одним из основных факторов, влияющих на величину потерь в коробке передач, является количество фрикционных элементов управления, находящихся в выключенном состоянии. Чем меньше таких элементов управления, тем выше КПД коробки передач. Поэтому ведущие производители АКП перешли на кинематические схемы, обладающие четырьмя степенями свободы. Одним из направлений по снижению потерь мощности в элементах управления является переход к использованию в планетарных коробках передач несинхронизированных зубчатых муфт. Такие муфты впервые были использованы немецкой фирмой ZF в девятискоростной коробке передач ZF 9HP. Было установлено, что для синхронизации зубчатых блокировочных муфт и тормозов при понижающих переключениях необходимо увеличить частоту вращения ведущего вала коробки передач на величину, равную знаменателю геометрической прогрессии между двумя смежными передачами, а для повышающих переключений - уменьшить частоту вращения ведущего вала коробки передач на эту же величину. В статье представлена методика экспериментальной проверки результатов теоретического исследования на испытательном стенде Axiline фирмы Super Flow Technologies Group. В ходе проведения эксперимента будут выполнены следующие исследования: оценка процесса синхронизации зубчатой муфты во время понижающего/повышающего переключения при неизменном положении дроссельной заслонки ДВС и в процессе её открытия. Представленная методика экспериментальной оценки результатов теоретического исследования обеспечит проверку возможности использования несинхронизированных зубчатых муфт в автоматических планетарных коробках передач в качестве элементов управления.