Актуальность применения альтернативных топлив в дизелях обусловлена исчерпаемостью запасов минерального топлива, а также снижением токсичности отработавших газов (ОГ). Наиболее актуальной проблемой в дизелях, с учётом растущих требований по снижению токсичности ОГ, является снижение выбросов NO_x и взвешенных частиц, что возможно осуществить за счёт оптимизации рабочего процесса и применения биодизельного топлива. Хорошо известен тот факт, что довольно сложно добиться одновременного снижения дымности и концентрации NO_x. Также известно, что снижения токсичности удаётся достичь дроблением цикловой подачи топлива на две и более частей, изменением давления впрыскивания топлива, изменением угла опережения впрыскивания топлива пилотных и основной порций, а также посредством поствпрыска. Определение регулировочных характеристик проводилось по углу опережения впрыска пилотной и основной порций, массе пилотной порции и давлению впрыскивания на биодизельном топливе. В результате определения регулировочных характеристик найдена зависимость мощностных и экологических показателей от регулировочных параметров. Наиболее значимое влияние на рабочий процесс дизеля, работающего на биодизельном топливе, оказали давление впрыскивания топлива и угол опережения впрыскивания основной порции топлива. Данные регулировочные параметры воздействуют как на изменение мощности, развиваемой дизелем, так и на токсичность ОГ. Масса пилотной порции и угол опережения впрыскивания пилотной порции влияют в большей степени на токсичность ОГ. В результате испытаний выявлены оптимальные диапазоны варьирования регулировочных параметров для каждого нагрузочного режима и даны рекомендации по настройке топливной аппаратуры.

Одной из остро стоящих задач перед отраслью двигателестроения является форсирование и модернизация существующих среднеоборотных дизелей с целью соответствия современным требованиям и экологическим нормам, это приводит к увеличению максимальной температуры рабочего цикла, что, в свою очередь, способствует повышению теплонапряжённости деталей, контактирующих с горячими газами. Цель данной работы - расчёт граничных условий (ГУ), необходимых для расчёта тепло-напряжённо-деформированного состояния (ТНДС) крышки цилиндра. Поэтому для получения достоверного результата, необходимо использование современных программных комплексов, которые позволяют определить локальные нагрузки на основные детали двигателя. Для этого был проведён трёхмерный нестационарный расчёт рабочего процесса дизеля в программном комплексе “AVL Fire”, в модуле “Fire Workflow Manager”, содержащем физико-химические модели глубокого уровня детализации. В качестве исходных данных для моделирования применены результаты расчёта в нульмерном программном комплексе «Дизель-РК». Расчёты были проведены с использованием различных моделей сгорания: модель Магнуссена-Хартагера (при этом варьировался параметр B) и трёхзонная расширенная модель когерентного пламени. Верификация полученной индикаторной диаграммы дизеля ЧН21/21 проводилась путём сравнения результатов расчёта с экспериментальными данными, предоставленными при испытании двигателя в ООО «УДМЗ». В результате выполнения трёхмерного нестационарного расчёта рабочего процесса дизеля ЧН21/21 получены значения нестационарных термических ГУ второго рода со стороны рабочего тела, которые в дальнейшем будут использованы для расчёта ТНДС основных деталей двигателя, образующих камеру сгорания. Полученная по результату расчёта индикаторная диаграмма имеет высокую сходимость с экспериментальной.

Приведены результаты экспериментальных исследований теплопроводности, теплоёмкости, вязкости и плотности охлаждающих «наножидкостей», представляющих собой двухфазную смесь водного раствора этиленгликоля и наночастиц оксида графена. Оксид графена, который представляет собой слоистое соединение мульти-графена с ковалентно связанным кислородом, с количеством слоёв от 1 до 10, получали ультразвуковой эксфолиацией оксида графита. Известные теоретические модели по значениям теплопроводности и вязкости двухфазных наножидкостей могут не совпадать с экспериментальными данными, что затрудняет использование данных моделей для прогнозирования свойств создаваемых наножидкостей. Показано влияние концентрации частиц оксида графена и температуры наножидкостей на их теплопроводность, теплоёмкость, вязкость и плотность. При выборе существующих или создании и исследовании новых охлаждающих жидкостей целесообразно сравнивать не отдельные её физические свойства (например, коэффициент теплопроводности или вязкость), а весь комплекс величин (теплопроводность, вязкость, теплоёмкость, плотность), определяющий их «охлаждающие» свойства, названный комплексом охлаждения. Представлена количественная оценка комплекса охлаждения для воды и тосола и исследованной наножидкости. Различия в технологиях получения наночастиц, в их размерах, формах, концентрациях, а также физических свойствах базовых жидкостей, влияют на теплопроводность, теплоёмкость, вязкость и плотность охлаждающих наножидкостей и, как следствие, на коэффициент теплоотдачи. Полученные результаты измерения коэффициента теплопроводности, вязкости, теплоёмкости и плотности охлаждающей наножидкости позволяют обоснованно подойти к экспериментальным исследованиям особенностей теплообмена между нагретой стенкой детали и охлаждающей жидкостью при различных скоростях теплоносителя, его давлениях, температурах и концентрациях наночастиц.

Проведены экспериментальные испытания по оценке эффективности применения боковых подушек безопасности на показатели травмирования водителя (пассажира) автомобиля категории М1 при боковых столкновениях. В качестве объектов исследований были взяты семь легковых автомобилей различных производителей, в разной комплектации. Испытания были проведены в соответствии с Правилами ООН № 95, с использованием специального манекена EuroSID-1 и деформируемого ударного элемента. Сравнивая результаты испытаний автомобилей, не оборудованных защитными подушками и надувными экранами, можно сделать заключение, что на уровень защиты водителя и пассажиров при боковом ударе существенное влияние оказывает конструкция силовых элементов, размещаемых в дверях автомобилей, препятствующих распространению зоны деформации в область размещения рёбер, живота и бёдер манекена EuroSID-1. Применение боковых подушек безопасности для защиты головы водителя и пассажира позволяет снизить показатель травмирования головы в сравнении с тем же показателем автомобилей, не оборудованных боковыми подушками, в среднем, более чем в 7 раз. Применение боковых подушек, размещённых в спинках сидений позволяет снизить показатели отклонения рёбер и травмирования таза в 4 раза, а показатель травмирования брюшной секции - 1,5 раза. Следует рекомендовать включить в Правила ООН № 95 раздел, определяющий регламентированные требования к боковым подушкам безопасности, следующий пункт «Время полного раскрытия надувных удерживающих устройств, применяемых для защиты водителя и пассажиров при боковых ударах, должно составлять не более 15-20 мс».

Объект исследования - несущие системы колёсных машин: рамы, корпуса и кузова. Предмет исследования - способы расчёта напряжённо-деформированного состояния несущих систем колёсных машин на основе метода конечных элементов. Цель работы - снижение трудоёмкости таких вычислений при рассмотрении большого числа расчётных случаев за счёт автоматизации нагружения и формирования граничных условий, с применением метода inertia relief (инерционная разгрузка) и метода твердотельной динамической модели автомобиля. На примере сложной несущей системы с шарнирным сочленением проведено два типа расчётов - с использованием метода inertia relief и метода твердотельной динамической модели, а также с применением «классического» метода задания нагрузок через упрощённые балочно-стержневые модели подвески, колёс, рулевого управления, стабилизатора поперечной устойчивости. Расчёты обеих моделей проведены для нескольких характерных для несущей системы расчётных случаев. Результаты расчёта показали адекватность полученного напряжённо-деформированного состояния для метода расчёта inertia relief по сравнению с «классическим» методом. Вместе с тем сделан вывод о большей точности задания действующих на несущую систему нагрузок в методе inertia relief - за счёт учёта локального изменения направления действующих сил в точках крепления подвески и других механизмов для различных расчётных случаев - по сравнению с «классическим» методом нагружения несущей системы. Сравнение расчётов показывает, что применение метода inertia relief даёт не только наибольшую точность расчёта напряжённо-деформированного состояния несущей системы автомобиля в локальных зонах, но также значительно снижает трудоёмкость расчётов при рассмотрении большого числа расчётных случаев в результате автоматизации формулировки граничных условий и нагрузок при их передаче из твердотельной динамической модели автомобиля.

Автомобиль, перемещающийся в пространстве без непосредственного участия человека, перестал казаться чем-то сверхъестественным или фантастическим. Сегодня известны случаи достаточно успешной реализации автономного управления автотранспортным средством. Во многом этому поспособствовал резкий скачок в развитии интеллектуальных транспортных систем на рубеже первых двух десятилетий XXI века. Однако говорить о повсеместном появлении автономных транспортных средств преждевременно, пока не решены некоторые существенные проблемы. Цель работы - сформулировать основные проблемы, возникающие при переходе на высшие уровни автоматизации. В статье перечислены три основные проблемы, которые необходимо решить при внедрении автономного управления: юридическая (ответственность при дорожно-транспортном происшествии), технологическая (адаптивность алгоритмов, самоорганизация и живучесть системы управления) и социальная (гедонистический подход к управлению автомобилем). Одной из основных социальных проблем автор называет повсеместное применение мобильных гаджетов и отмечает негативное влияние данного явления на уровень безопасности дорожного движения в стране. Переход на полностью автоматическое управление представляется единственно возможным решением указанной проблемы. Рассмотрены современные классификации уровней автоматизации и приведён ряд замечаний к ним. Автором разработана новая классификация парадигм управления в зависимости от рода сигнала между элементами системы «водитель - автомобиль -дорога - объекты - среда» (ВАДОС), включающая традиционное, активное, интеллектуальное, дистанционное, автономное и изолированное управления. Сформулирована главная проблема, возникающая при переходе к автономному и изолированному уровню автоматизации, заключающаяся в адаптации процесса управления к элементам системы ВАДОС. Автор предлагает некоторые решения этой проблемы. Составлена диаграмма применения различных парадигм управления в зависимости от уровня автоматизации транспортного средства.

В статье авторы рассматривают вибрационный процесс, который возникает при включении сцепления механических трансмиссий транспортных средств (ТС). Колебания, проявляемые на холостом ходу автомобиля, связанные с дефектом опор двигателя или стуком в зацеплении зубчатых передач, в представленной статье не рассматриваются. Исследуются вибрации, которые возникают в процессе буксования фрикционных дисков. Данное явление, известное в автомобилестроении как «рывки» сцепления, определяет как долговечность ТС, так и его комфортабельность. Определены две причины возникновения вибраций на переходных режимах работы. Одной из причин являются автоколебания фрикционных дисков, обусловленные изменением коэффициента трения в зависимости от скорости скольжения. Для примера рассмотрена модель механической системы, описывающая причину появления колебательных процессов, а также даны рекомендации по их исключению. Вторая причина возникновения «рывков» сцепления объясняется отклонениями геометрических размеров элементов конструкции. Сужение производственных допусков деталей и контроль точности при сборке позволяют уменьшить вероятность возникновения колебаний. Однако наилучшее техническое решение должно быть найдено на ранних этапах проектирования ТС, поскольку оптимизация лишь одной конструкции сцепления не приведёт к технически и экономически оправданному результату. Задача по уменьшению вибронагруженности автомобиля требует комплексного рассмотрения. В статье также предложена схема динамической системы ТС. Разработка модели позволит определить собственные частоты системы, выявить резонансные режимы работы и найти максимальные амплитуды колебаний инерционных масс. На этапе разработки конструкции сократятся значительные трудозатраты на проведение большого объёма лабораторно-дорожных испытаний и доводочных работ. Результатом проведённого исследования являются разработанные рекомендации, необходимые для прогнозирования и обеспечения виброзащищённости трансмиссии ТС от «рывков» сцепления.

Рассмотрены современные проблемы загрязнения атмосферы крупных городов. Приведены выдержки и анализ из официального дискуссионного обсуждения представителями разных стран и организаций поставленной Российской Федерацией новой проблемы загрязнения воздушной среды городов не только отработавшими газами, но и от износа шин и дорожного полотна. Авторами установлено, что, фактически, в окружающей среде частицы протекторов шин не существуют в отдельности - частицы изнашивающегося протектора шины всегда смешиваются, по крайней мере, с частицами дорожного покрытия, таким образом уменьшая в твёрдых частицах долю резины по массе. Отмечено, что остро стоит вопрос о методах, используемых для выявления частиц. Приведены сравнительные материалы проведённых во ФГУП «НАМИ» исследований по величинам выбросов твёрдых взвешенных частиц ТЧ10 и менее от эксплуатации автотранспортных средств в городских условиях на примере города Москвы, а также дана оценка прогноза по изменению их выброса до 2030 года. Исследования показали, что выбросы твёрдых частиц от износа шин и тормозных систем сегодня в 10 раз больше, чем выбросы твёрдых частиц с отработавшими газами автомобилей с дизелями по нормативам Евро-6, действующих в Европе. На основании представленных в статье материалов можно констатировать, что существует серьёзная проблема, на которую раньше не обращали внимания, - загрязнение воздушной среды городов продуктами износа шин и тормозных механизмов, приводящее к образованию смога в крупных городах Европы.

Сложность проблемы определения уровня мощности двигателя внутреннего сгорания (ДВС) транспортной машины вообще и с использованием энергии маховика, в частности, заключается в необходимости учёта и оценки большого числа вероятностных факторов обстановки движения, имеющих объективный и субъективный характер. Для машины с комбинированной энергетической установкой (КЭУ) возникают дополнительные трудности, связанные с наличием дополнительного агрегата - маховичного аккумулятора энергии (МАЭ) с бесступенчатым регулируемым приводом и с определённым алгоритмом его подключения к трансмиссии. Производительность транспортной машины характеризуется средней скоростью движения, которая зависит от вероятностного воздействия внешней среды, включающей объективные условия движения и субъективные факторы окружающей обстановки. Внешнее воздействие среды (дороги или бездорожья) на транспортную машину представляют в виде вектора со случайными компонентами, обладающими свойствами стационарности и эргодичности. С помощью разработанной методики статистического моделирования внешних возмущений, действующих на транспортную машину, оснащённую обычной или КЭУ, содержащей ДВС и МАЭ, проведено сравнение характеристик таких систем по средней скорости движения. Выполнена оценка влияния энергоёмкости маховика и установочной мощности бесступенчатого, в частности гидрообъёмно-механического привода КЭУ, на среднюю скорость транспортной машины с механической трансмиссией и загрузку ДВС. Определены факторы, ограничивающие скорость движения транспортной машины, и установлено их влияние на эффективность действия исследуемой системы в процессе движения. Полученные результаты позволяют определять параметры КЭУ с МАЭ и проводить их оптимизацию.