ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ
Введение (постановка задачи и актуальность). Актуальны разработки методик расчёта на стадии проектирования уравновешенности и виброактивности многоцелевых двигателей с отличными от классического кривошипно-шатунного механизма преобразующими механизмами.
Цель работы - обоснование методики для трёхцилиндрового звездообразного двигателя ФГУП «НАМИ» с преобразующим механизмом Пенкейк, предназначенного для привода электрогенераторов.
Методология и методы. Для решения задачи использованы как классические методы динамики поршневых двигателей, так и современные методы, основанные на твердотельном моделировании и симуляции вынужденного движения.
Результаты и научная новизна. Установлено, что в исследованных двигателях при помощи двух противовесов на коленчатом валу может быть достигнуто полное уравновешивание сил поступательно движущихся масс первого порядка и центробежных сил. Сравнение уровней вибрации трёхцилиндровых звездообразного и рядного двигателей, собранных из одних и тех же звеньев, показало наличие заметных преимуществ звездообразного как по средним квадратичным значениям виброскорости, так и по спектральному составу последней.
Практическая значимость. Результаты работы могут использоваться при практических разработках.
Введение (постановка задачи и актуальность). В статье приведены результаты экспериментов по изучению конденсата картерных газов (КГ). Конденсат был получен при испытаниях двигателя по специальному ездовому циклу. После выдержки в покое в течение 24 ч конденсат расслоился на три части: нижняя «A» примерно 12%vol - вода; средняя «B» около 6%vol - водомасляная эмульсия; верхняя «C» около 82%vol - смесь сконденсированных паров углеводородов и твёрдых частиц.
Цель исследований - в определении весового соотношения топливных и масляных компонентов в КГ.
Методология и методы. В работе использован термогравиметрический метод исследования (TGA -Thermogravimetric analysis), суть которого заключается в определении изменения массы исследуемой пробы в зависимости от температуры и времени. Выпаривание конденсата проводилось при T = 200°С, при этой температуре все топливные фракции, включая хвостовые, полностью испаряются, но масло, если оно присутствует в конденсате, испаряется в крайне незначительном количестве.
Результаты и научная новизна. Результаты разгонки (выпаривания) верхней части «С» показали, что при удачно спроектированной и исправно работающей системе вентиляции картера (СВК) в составе КГ содержатся преимущественно тяжёлые фракции топлива. В исследованной части «С» на топливные фракции приходится 96,3%wt, остальное 3,7%wt составляет густой пастообразный осадок чёрного цвета со специфическим запахом ароматических углеводородов. TGA для исследования состава КГ применён впервые, в работе представлены данные о его высокой точности.
Практическая значимость. На базе TGA разработана методика валидационных испытаний СВК. Отсутствие или малое содержание масла в составе остатка является критерием положительной оценки функциональности СВК. TGA позволяет также провести количественную оценку влияния СВК на расход масла. Выделенный в ходе исследований остаток - строительный материал для образования так называемой «сажевой шубы» на тарелке и стержне впускных клапанов со стороны впускного канала.
Введение (постановка задачи и актуальность). Состав смеси воздуха и паров бензина при продувке адсорбера в разные моменты времени эксплуатации автомобиля различается по соотношению воздуха и паров. Поэтому топливно-воздушная смесь, поступающая на дожигание в двигатель, может создавать факторы неопределённости при лямбда-регулировании.
Цель исследований - определить ключевые особенности лямбда-регулирования при поступлении нестабильной топливно-воздушной смеси.
Методология и методы. Проведён анализ потоков смеси воздуха и паров топлива, поступающих в двигатель при продувке адсорбера. Определено влияние состава и количества этой смеси на коэффициент избытка воздуха. Определены основные параметры смеси воздуха и паров бензина в паровом пространстве топливного бака.
Результаты и научная новизна. Получено уравнение, связывающее коэффициенты избытка воздуха в потоках топливно-воздушной смеси с относительным расходом потока при продувке адсорбера. Сформированы требования к составу топливно-воздушной смеси, выходящей из адсорбера. Установлены пороговые значения кратковременной коррекции подачи топлива и величина относительного массового расхода паров бензина из бака по отношению к расходу воздуха на продувку для непревышения этих значений.
Практическая значимость. Определены факторы, лимитирующие проходные сечения газовоздушных трактов адсорбера и оптимальные соотношения проходных сечений на примере двухкамерного адсорбера для исключения чрезмерного обогащения топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель при продувке.
ОБЗОРЫ, АНАЛИТИКА
Введение (постановка задачи и актуальность). Проблеме снижения выбросов вредных веществ (ВВ) автомобильным транспортом отводится первостепенная роль при решении экологических вопросов в передовых странах мира.
Цель работы - разработка маршрута согласно методике испытаний RDE (испытания на выбросы в реальных условиях эксплуатации) для определения значений расхода топлива и выбросов ВВ с отработавшими газами автомобилей, приближённого к реальным режимам эксплуатации.
Методология и методы. Применён аналитический метод исследования.
Результаты. Приведена информация о действующих нормативных документах, требованиях и методах испытаний, а также о тенденциях в разработке новых методов испытаний по оценке экологических и топливно-экономических характеристик транспортных средств. Даны сравнительные параметры/режимы различных ездовых циклов, применяемых при испытаниях в лабораторных условиях, а также требования к маршруту и скоростным режимам при испытаниях в реальных дорожных условиях. Отмечена целесообразность введения и применения новых методов испытаний для получения реальных данных по расходу топлива.
Практическая значимость. Выполненная натурная отработка маршрута испытаний непосредственно на местности с использованием газоаналитического комплекса PEMS подтверждает возможность использования методики RDE на территории Российской Федерации фактически в круглогодичном режиме.
АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ
Введение (постановка задачи и актуальность). Действующие нормативные документы Евразийского экономического союза не предусматривают оценку кибербезопасности подключённых, высокоавтоматизированных и беспилотных автомобильных транспортных средств.
Цель исследования - анализ современного состояния такой оценки, предусмотренной международными стандартами и Правилами ООН.
Методология и методы. Предлагаемым способом оценки является установление базирующихся на анализе рисков и угроз требований, которые должны предъявляться к «подключённым», высокоавтоматизированным и беспилотным транспортным средствам до момента выпуска их на дороги общего пользования.
Результаты. Рассматриваются требования кибербезопасности в отношении высокоавтоматизированных и беспилотных автомобилей на международном уровне Международной организации по стандартизации ИСО, Всемирного форума по согласованию требований к транспортным средствам Европейской экономической комиссии ООН в виде стандартов ИСО и Правил ООН, рассматриваются способы включения таких требований на региональном уровне Евразийского экономического союза в состав Технического регламента «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011), национальном уровне России в виде изменения постановления Правительства Российской Федерации от 26 ноября 2018 г. № 1415 «О проведении эксперимента по опытной эксплуатации на автомобильных дорогах общего пользования высокоавтоматизированных транспортных средств».
Научная новизна заключается в предлагаемых требованиях кибербезопасности, которые необходимо предъявлять к высокоавтоматизированным и беспилотным транспортным средствам до момента выпуска их на дороги общего пользования в России и в Евразийском экономическом союзе в целом.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при совершенствовании технических регламентов Евразийского экономического союза в области автомобилей и разработке национальных законодательных актов Российской Федерации в данной области.
Введение (постановка задачи и актуальность). Выполнена оценка в соответствии с требованиями действующих стандартов к эффективности торможения автомобилей категории М1, процесса торможения с применением антиблокировочной системы (АБС) с возможностью объединения управления двумя исполнительными устройствами - электромашинами, установленными в привод ведущих колёс автомобиля, и электрогидравлическим блоком модуляции давления в гидравлическом контуре рабочих тормозных цилиндров.
Цель исследования - оценка эффективности вновь разработанного алгоритма АБС в соответствии с действующими стандартами и дополнительными требованиями.
Методология и методы. Выполнено компьютерное моделирование процесса торможения автомобиля категории М1, оборудованного четырьмя электрическими моторами и электрогидравлической тормозной системой. Цель проведения моделирования - сравнение полученных в результате расчётов параметров торможения с требованиями Правила ООН № 13Н, а также дополнительными параметрами, оценивающими эффективность торможения.
Результаты и научная новизна. Доказана эффективность разработанного алгоритма управления исполнительными устройствами АБС (электрогидравлическим блоком и электромашинами в приводе ведущих колёс) с точки зрения выполнения требований Правила ООН № 13Н. Исследования показали улучшение эффективности работы АБС, работающей по предложенному алгоритму, в сравнении с аналогами иностранного производства.
Практическую значимость работы представляет доказательство эффективности применения разрабатываемого алгоритма на электромобилях категории М1.
Введение (постановка задачи и актуальность). Автопроизводители и инженеры-исследователи во всём мире активно занимаются вопросами совершенствования методов проверки безопасности и долговечности автомобиля, его компонентов и систем. Методы испытаний и оценки играют большую роль в решении данной задачи. В статье рассмотрены вопросы использования методики определения эквивалентного пробега автомобиля по признаку накопления псевдоповреждений, включающей в себя известные методы и процедуры, а также приведены результаты применения методики на практике.
Цель исследования - разработка программы форсированных испытаний автомобиля категории М1С на базе применения методики определения эквивалентного пробега.
Методология и методы. Методы определения кривой усталости материала, правило линейного накопления повреждений, теория подсчёта количества циклов загрузки-разгрузки методом «дождя», сравнительный анализ по величинам накопленных псевдоповреждений.
Результаты и научная новизна. Основные результаты получены в виде программы форсированных испытаний исследуемого автомобиля категории М1С, кроме того, раскрыты особенности использования методики определения эквивалентного пробега автомобиля по признаку накопления псевдоповреждений.
Практическая значимость. Полученный результат применим в области исследований долговечности несущих компонентов исследуемого автомобиля и его подсистем с использованием возможностей испытательной базы и средств математического моделирования, помимо этого, результаты имеют практическую значимость при разработке программ форсированных испытаний автомобилей-конкурентов, схожих по массогабаритным параметрам с исследуемым.
Введение (постановка задачи и актуальность). Увеличение грузоподъёмности карьерных самосвалов, за счёт снижения массы их силовых элементов, при этом без потери показателей прочности является важной задачей. При создании современных образцов карьерных самосвалов большой грузоподъёмности особое внимание следует уделить проектированию силовых элементов, в том числе несущих систем и структур пассивной безопасности с учётом их совместной работы. Использование на ранних стадиях проектирования методов топологической оптимизации получило широкое распространение при создании высоконагруженных элементов колёсных машин.
Цель исследования - изучение влияния нагрузочных режимов на силовые схемы несущих систем и защитных конструкций, а также формулировка рекомендаций для создания их конструкций на начальном этапе проектирования с целью повышения прочности и безопасности карьерных самосвалов с использованием метода топологической оптимизации, основанного на методе конечных элементов, для жесткостного алгоритма.
Методология и методы. В статье представлена динамическая математическая модель колёсной машины для определения нагрузок, созданная в программе моделирования динамики твёрдых тел. Силовые схемы несущей системы и защитного козырька получены с использованием метода топологической оптимизации, основанного на методе конечных элементов. Объектом исследования является карьерный самосвал полной массой 220 т. Предметом исследования являются методы оптимального проектирования силовых конструкций транспортных средств и их использование с учётом условий эксплуатации.
Результаты и научная новизна. Выявлено влияние нагрузочных режимов на силовые схемы несущей системы и защитного козырька. Даны рекомендации к выбору нагрузочных режимов на ранних стадиях проектирования карьерных самосвалов для проведения топологической оптимизации. Представлены силовые схемы несущей системы и защитного козырька. Сделаны выводы по влиянию нагрузочных режимов на силовые структуры несущих элементов.
Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при создании высоконагруженных элементов карьерных самосвалов.
Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время необходимость внутригородских перевозок пассажиров становится острее. В России и за рубежом автобусы и электробусы повышенной вместимости, среди которых сочленённые и двухэтажные, зарекомендовали себя с хорошей стороны и их эксплуатация широко распространена. Особенно важно это для городов, в которых отсутствует сеть скоростного транспорта. Как следствие, в таких городах нагрузка от пассажиропотока ложится на наземный транспорт, основным видом которого является автобус или электробус.
Целью исследования является повышение устойчивости движения сочленённого электробуса с задней толкающей секцией за счёт введения упругодемпфирующей связи в узле сочленения. Методология и методы. Использованы методы имитационного моделирования.
Результаты и научная новизна. Показано, что устойчивое движение сочленённого электробуса с задней ведущей осью может быть обеспечено путём введения упругодемпфирующей связи в сцепном устройстве. Коэффициент демпфирования должен быть переменным и зависящим от величины угла складывания секций электробуса. Предложена схема гидравлической системы для сцепки электробуса, состоящая из двух гидроцилиндров, гидроаккумулятора и золотниковых устройств, обеспечивающая создание упругодемпфирующей связи между секциями. Анализ дифференциальных уравнений движения передней секции показал, что её прямолинейное движение является неустойчивым. Для обеспечения устойчивости её движения в шарнирном сочленении электробуса необходимо создать упругий восстанавливающий момент, направленный против угла складывания секций. Криволинейное движение задней секции является устойчивым.
Практическая значимость. Установлено, что введение переменного дросселирования в системе складывания секций сочленённого электробуса с задней толкающей секцией повышает устойчивость его движения при совершении манёвра «поворот» на опорных поверхностях с низкими сцепными свойствами.