Введение (постановка задачи и актуальность). Совершенствование конструкции и эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и автотранспортных средств (АТС) постоянно продолжается. Современные ДВС автомобилей соответствуют Международным нормам ООН. Однако важной задачей являются повышение срока службы ДВС с увеличением периодичности технического обслуживания (ТО), а также и существенное снижение всей совокупности выбросов твёрдых частиц (ТЧ), поступающих в атмосферу от эксплуатации АТС, которые содержат в своём составе особо опасные для здоровья населения невидимые канцерогенные соединения.

Цель исследований – определить основные причины, влияющие на периодичность ТО по показателям старения моторных масел.

Методология и методы. Проанализированы выбросы канцерогенных ТЧ с картерными газами ДВС и их возможное влияние на старение масла, снижающее периодичность ТО.

Результаты и научная новизна. Определён и оценён уровень суммарных выбросов канцерогенных ТЧ от различных агрегатов автомобилей: от двигателя, от износа тормозных колодок, от износа шин, а также выбросы от неконтролируемого износа асфальтобетонного и гравийного дорожного полотна. Практическая значимость. Полученные результаты выбросов канцерогенных ТЧ различного происхождения при длительной эксплуатации АТС свидетельствуют о низкой экологической эффективности рекомендаций Парижского соглашения 2015 г. по замене современных ДВС на силовые установки с электроприводом и замене традиционных видов топлив на водород. Поскольку при этом неизменными остаются основные опасные источники загрязнения атмосферы городов – продукты износа асфальтобетонного, гравийного дорожного полотна и шин, ответственные сегодня за 80% суммарных выбросов ТЧ, и опасные для здоровья населения городов. Разработаны рекомендации по двойному снижению выбросов ТЧ с вредоносными канцерогенными веществами.

Представлена вторая часть исследовательской работы под общим названием «О топливе и отложениях», посвящённая изучению особенностей образования отложений в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) и роли топлива в этом процессе. То, что групповой состав бензина, особенно наличие олефиновых и ароматических углеводородов (УВ), существенно влияет на интенсивность и «холодных», и «горячих» отложений, известно и описано многими исследователями. Авторы лишь добавили к этим сведениям результаты своих исследований, проанализировав взаимосвязь физико-химических свойств компонентов основных групп УВ, составляющих топливные композиции бензинов и дизельных топлив – алканов (парафинов), циклоалканов (нафтенов), аренов (ароматических УВ) и алкенов (олефинов). Проведены экспериментальные исследования специально подготовленного бензина, лишённого олефинового компонента. Результат оказался несколько неожиданным – интенсивность отложений на впускных клапанах уменьшилась в пять раз. В некоторой степени это снимает с ароматических УВ «обвинение» в том, что именно они являются основным «поставщиком» строительного материала для образования отложений на впускных клапанах. Вместе с тем показано, что при работе двигателя на базовом и безолефиновом бензине масса отложений в камере оказалась примерно одинакова. Это, в свою очередь, снимает «подозрение» с олефиновых УВ в ответственности за образование нагара в камере сгорания и даёт основание считать, что именно ароматические УВ являются «поставщиком» строительного материала для образования нагара на поршнях и стенках камеры сгорания.

Введение (постановка задачи и актуальность). Значительный резерв повышения коэффициента полезного действия радиально-осевой турбины имеет место на начальном этапе проектирования – расчёте по средней линии тока – в связи с тем, что на данном этапе формируется облик лопаточной машины и определяются её основные форма и размеры. Традиционные подходы к оптимизации радиально-осевой турбины на этапе расчёта по средней линии тока предполагают введение вспомогательных переменных либо упрощение исходной системы уравнений.

Цель исследований – разработка численного алгоритма поиска оптимальных параметров радиально-осевой турбины на этапе расчёта по средней линии тока с использованием численных методов оптимизации. Сравнение результатов, полученных с использованием численного алгоритма, с результатами оптимизации, выполненной на основании традиционных подходов.

Методология и методы. Формализация расчёта радиально-осевой турбины по средней линии тока в виде задачи нелинейного программирования. Решение задачи нелинейного программирования с помощью численных методов оптимизации.

Результаты и научная новизна. Условная нелинейная оптимизация параметров радиально-осевой турбины на этапе расчёта по средней линии тока и её последующая программная реализация.

Практическая значимость. Повышение точности и уменьшение времени поиска оптимального решения на этапе расчёта радиально-осевой турбины по средней линии тока.

Введение (постановка задачи и актуальность). В статье представлены экспериментальные исследования виброакустических характеристик автотранспортного средства (АТС), направленные на определение источников колебаний и их вклада в шум и вибрацию, измеренные в контрольных точках внутри АТС, а также проанализированы пути распространения колебаний.

Цель исследования – разработка рекомендаций для улучшения виброакустических характеристик транспортно-технологических средств и комплексов на примере АТС на основе исследований источников колебаний и их вклада в шум и вибрацию, измеренных в контрольных точках внутри АТС, и путей распространения колебаний.

Методология и методы. Изучение виброакустических характеристик АТС. Определение источников колебаний и их вклада в шум и вибрацию, измеренных в контрольных точках внутри АТС. Исследование путей распространения колебаний.

Результаты и научная новизна. Результатами исследований являются разработанные рекомендации для улучшения виброакустических характеристик АТС и созданный алгоритм, позволяющий комплексно исследовать виброакустические характеристики АТС. Научная новизна заключается в комплексном исследовании виброакустических характеристик АТС, базирующихся на изучении внутреннего шума и вибраций АТС в эксплуатационных режимах, анализе общего уровня шума и вибраций, а также исследованиях передаточных функций от источников колебаний к контрольным точкам, путей распространения колебаний от источников к контрольным точкам и анализе разработанной модальной карты АТС.

Практическая значимость. Разработан алгоритм виброакустических исследований, согласно которому проводятся комплексные исследования виброакустических характеристик транспортно-технологических средств и комплексов на примере АТС. Результаты работы могут быть использованы в научно-исследовательских, научно-образовательных учреждениях и производственных предприятиях, специализирующихся на разработке и производстве АТС и исследованиях виброакустических характеристик АТС.

Введение (постановка задачи и актуальность). В статье обоснована актуальность и описывается процесс создания стенда с беговыми барабанами для испытания мототехники на усталостную долговечность.

Цель исследования – создание стенда с беговыми барабанами для испытаний несущей конструкции мототехники на усталостную долговечность. Разработка отдельных компонентов стенда, проведение анализа записанных сигналов при режимометрировании и процессе инициализации единичных неровностей. Проведение испытаний одиночного мотоцикла на стенде.

Методология и методы. При проектировании стенда изучались отечественные и зарубежные методики испытаний мотоциклов и автомобилей, а также различные патенты и статьи.

Результаты и научная новизна. Для определения основных параметров будущего стенда было проведено режимометрирование мотоцикла с целью оценки нагружения несущей конструкции при движении по дорогам полигона со специальным покрытием. Далее обоснован выбор основных параметров стенда, таких как диапазон колеи и база объекта испытаний, диаметры беговых барабанов и способ изменения частоты их вращения, размер, геометрия и количество препятствий, мощность привода и т.д. Спроектирована система балластирования и удержания мотоцикла на стенде. Продемонстрированы потенциальные ошибки при проектировании подобных стендов, предложено их решение. Проведён статистический и спектральный анализ записанных на полигоне НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» нагрузок на мотоцикле и выбор на основе этого единичных неровностей для проведения испытаний на стенде.

Практическая значимость. В результате проведённого исследования был спроектирован и изготовлен стенд с беговыми барабанами, на котором в настоящее время проводятся испытания мотоцикла. Заложена основа методического перехода от испытаний в условиях дорожных нагрузок к стендовым.

Введение (постановка задачи и актуальность). С середины XX в. проводятся исследования, направленные на улучшение пассивной безопасности транспортных средств. Для определения последствий транспортных происшествий используются антропоморфные испытательные устройства – манекены. Для предварительной оценки конструкций транспортных средств помимо натурных испытаний также проводятся виртуальные, реализованные посредством метода конечных элементов. Вопрос разработки конечно-элементных моделей манекенов, показывающих физичное поведение и высокую точность получаемых результатов при моделировании, является актуальным для развития отечественного автомобилестроения, так как на данный момент инженерам доступны только бесплатные модели, не отвечающие современным требованиям.

Цель исследования – описание поэтапного плана формирования методики разработки конечноэлементных моделей манекенов.

Методология и методы. Проведён обзор работ, посвящённых развитию манекенов и их математических моделей, разработке моделей манекенов и их валидации.

Результаты и научная новизна. В статье приведены основные проблемы, возникающие при моделировании виртуальных испытаний с использованием манекенов. Научная новизна заключается в обосновании необходимости организации отечественного исследования для проведения виртуальных испытаний транспортных средств на пассивную безопасность.

Практическая значимость. В соответствии с обозначенной проблемой могут проводиться исследования, направленные на разработку собственных конечно-элементных моделей манекенов.

Введение (постановка задачи и актуальность). В условиях высокой конкуренции производители электрифицированных транспортных средств прилагают большие усилия для создания мощных и компактных компонентов. Одним из таких решений является электродвигатель с аксиальным потоком, удельная мощность которого, по заявлению многих компаний, свыше 6 кВт/кг. Разработки таких ведущих компаний, как Whylot, YASA, AVID, Beyond Motors, Phi-Power, подтверждают перспективность данного направления исследования.

Цель исследования – изучение теплового состояния электродвигателя с аксиальным потоком и определение коэффициента теплоотдачи альтернативных теплообменников с меньшим гидравлическим сопротивлением.

Методология и методы. Используемые методы базируются на основных положениях электроники, электротехники, гидродинамики и теплопередачи, а также методов исследовательских испытаний и инженерного анализа.

Результаты и научная новизна. Разработка электродвигателей с удельной мощностью более 6 кВт/кг оценивается как перспективное направление, при этом основной проблемой остаётся охлаждение. По результатам исследований получена 3D-модель теплообменника электродвигателя, наиболее удовлетворяющая заданным требованиям.

Практическая значимость. В связи с постоянным увеличением плотности мощности электродвигателей данного типа необходимо повысить эффективность охлаждения. Данная работа направлена на решение проблемы определения геометрических параметров теплообменников для электродвигателей.

Введение (постановка задачи и актуальность). В последние годы резко возросло внимание к электротранспорту как альтернативе автомобилям с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Основными побудительными причинами перехода на электротранспорт называют ухудшение экологической обстановки и сокращение запасов углеводородных топлив. Учитывая эту мотивацию, в Парижском соглашении по климату 2016 г. были сформулированы стратегические цели, в числе которых к 2050 г. – добиться полной декарбонизации энергетики и транспорта, в том числе и путём замены ДВС на электропривод. Для решения столь масштабной задачи, учитывая объём мирового и российского автопарка, необходимы серьёзные финансовые, технологические, материальные и социальные ресурсы. В статье сделана попытка оценки современного уровня сырьевой базы России, необходимой для декарбонизации автотранспорта, и степень её готовности к достижению поставленных Парижским соглашением целей. Статья состоит из двух частей. В первой части рассмотрена энергетическая обеспеченность российского автопрома при его переходе на электротягу, а во второй – наличие наиболее проблемных агрегатов и материалов для реализации такого решения.

Цель исследования – анализ состояния сырьевой базы России с позиции её готовности к полной или поэтапной замене силовых установок с ДВС на электропривод, включая и водород.

Методология и методы. Анализ информации о производстве и использовании основных сырьевых ресурсов, необходимых для производства и эксплуатации электромобилей в России.

Результаты и научная новизна. Анализ сырьевой базы России с позиции её готовности к полной или поэтапной замене ДВС на электротягу ранее не проводился. Ресурсов в виде необходимых материалов и электроэнергии, которыми располагает Россия, недостаточно для полномасштабной замены действующего парка автотранспорта с ДВС на электромобили, работающие как на аккумуляторах, так и на водороде.

Практическая значимость. Выявленная неподготовленность сырьевой базы России к замене ДВС на электромобили позволяет исключить неоправданный оптимизм в отношении такого решения, взвешенно оценить перспективы и области применения электромобилей и сконцентрировать внимание на поиске более реальных путей повышения экологичности и экономичности автотранспортных средств.

Введение (постановка задачи и актуальность). В настоящее время активно развиваются транспортные средства для коммунального хозяйства, обладающие электромеханической трансмиссией. Для полноценного анализа характеристик коммунальных машин, обладающих электромеханической трансмиссией, необходима их оценка по результатам совершения полезной работы в процессе эксплуатации. Полученные при проведении испытаний данные позволяют оценить энергоэффективность электропогрузчика и выявить его преимущество перед дизельными погрзучиками.

Цель исследования – провести оценку эксплуатационных характеристик электрического минипогрузчика МЭП-1000, проходившего испытания в комплексе городского коммунального хозяйства г. Москвы.

Методология и методы. Анализ эксплуатационных характеристик осуществлялся при помощи бортовой системы управления мини-погрузчика, телематической системы CAN Wi-Fi, телематической системы ЭРА-ГЛОНАСС.

Результаты и научная новизна. Приведены результаты и оценка эксплуатационных характеристик электрического мини-погрузчика, такие как: время автономной работы, время заряда, распределение времени выполнения полезной работы и нахождения во включённом состоянии, распределение времени работы гидрооборудования и движения, энергозатраты, пробег, стратегия зарядки. Практическая значимость. Результаты анализа эксплуатационных характеристик помогут при проектировании транспортных средств для коммунального хозяйства, обладающих электромеханической трансмиссией.

Введение (постановка задачи и актуальность). Обеспечение транспортной доступности удалённых регионов нашей страны является актуальной и важной задачей автомобильной отрасли. Северный и Северо-Восточный районы Сибири и Дальнего Востока занимают около 60% территории России, или приблизительно 14 млн км2, и отличаются тяжёлыми природно-климатическими условиями. Почти 80% этих территорий (11,1 млн км2) занято многолетней вечной мерзлотой, около 2,1 млн км2 – тундрой, заболоченность которой составляет 30–40%. Нефтегазоносные лесистые районы Западной Сибири имеют заболоченность, доходящую до 50–70%. Глубина снежного покрова на северо-западе России достигает 1–1,5 м. Продолжительность залегания снежного покрова, его характер и свойства в различных регионах страны отличаются большим разнообразием. При отсутствии разветвлённой сети автомобильных дорог с твёрдым покрытием, что особенно характерно для территории Сибири и Дальнего Востока, важным параметром транспортных средств является их проходимость. Для развития территории Сибири, Алтая, Дальнего Востока и Крайнего Севера, а также для решения вопросов энергетической и экономической безопасности страны необходимы транспортные средства, обладающие высокой проходимостью в широком диапазоне условий эксплуатации. В статье рассмотрены научно-практические подходы и результаты исследований, проведённые Отделом автомобилей высокой проходимости (Отдел АВП) НАМИ, по созданию внедорожных автомобилей высокой проходимости, плавающих автомобилей, снегоходов и вездеходов.

Цель исследования – анализ подходов и методов, использованных в Отделе АВП при создании транспортных средств высокой проходимости для сложных условий движения (глубокий снег, вода, болото, песок, грунтовые размокшие дороги).

Методология и методы. В статье представлен анализ результатов научно-практических экспериментов по движению транспортных средств с колёсными, пневмокатковыми и гусеничными движителями в различных дорожных условиях и на пересечённой местности.

Результаты и научная новизна. Предложены решения, методы и рекомендации по выбору оптимальных типов и видов движителей для работы в конкретных условиях движения, а также надёжные конструкторско-технологические решения, подтверждённые практической реализацией успешных проектов.

Практическая значимость. Подтверждение способности и возможностей российской научно-инженерной школы на основе информирования нового инженерного поколения о достижениях и успешных проектах Отдела АВП НАМИ по созданию колёсных и гусеничных машин, предназначенных для движения в различных дорожных условиях и пересечённой местности, а также о применённых научно-практических методах при их реализации.