Том 12, № 4 (2018)

Статья посвящена разработке системы обеспечения работоспособности электронных систем управления двигателем (ЭСУД) за счет внедрения в технологические процессы обслуживания и ремонта автомобилей диагностирования ее технического состояния. С целью создания такой системы в работе были выполнены исследования по эксплуатационной надежности конструктивных элементов ЭСУД, влиянию их отказов на параметры работы двигателя, обоснованию диагностических параметров, оценивающих техническое состояние системы. В качестве объекта исследования принята электронная система управления М86, устанавливаемая на отечественные автомобили LADA VESTA (двигатель ВАЗ-21179). По результатам исследований были установлены средние наработки конструктивных элементов ЭСУД до отказа и причины их возникновения. На исследуемом двигателе имитировали отказ каждого из элементов ЭСУД путем его отключения и с помощью соответствующей аппаратуры замеряли выбранные для характеристики работы ДВС параметры. Наиболее значимое влияние на работу двигателя оказывают неисправности топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУД) и датчика положения коленчатого вала, при отказе которых двигатель полностью теряет свою работоспособность, так как блокируется подача топлива в цилиндры. При отказах остальных элементов ЭСУД работоспособность двигателя сохраняется, но существенно ухудшаются его рабочие характеристики. Для обеспечения требуемого уровня надежности ЭСУД необходимо с регламентной периодичностью ТО автомобилей проводить диагностирование технического состояния ее элементов на предприятиях автосервиса. В данной работе рекомендуется разбить ЭСУД на три подсистемы, каждая из которых оценивается одним комплексным диагностическим параметром, отражающим техническое состояние входящих в них конструктивных элементов. Отклонение параметров за пределы допуска, вызываемое возникновением неисправностей, служит основой для принятия решения о проведении необходимых технических воздействий. Диагностирование подсистем ЭСУД осуществляется в соответствии с разработанными алгоритмами, устанавливающими рациональную последовательность контрольных, регулировочных и других операций по выявлению и устранению возникающих в процессе эксплуатации повреждений. В качестве примера в статье приведен алгоритм диагностирования подсистемы питания топливом и снижения токсичности отработавших газов. Предложенные в статье разработки апробированы и внедрены в технологические процессы ТО и ремонта автомобилей дилерского центра LADA в г. Владимире.

Данная статья посвящена решению актуальной задачи - определение понятия управляемого движения гусеничных машин. Неопределенность в понятии управляемого движения не дает возможности решения практических задач, связанных с управляемостью гусеничных машин. В публикации управляемое движение рассматривается как переходной процесс от одного установившегося состояния к другому. Только исследование установившегося режима движения позволит определить закономерности между силовыми и кинематическими показателями управляемого криволинейного движения и управляемыми параметрами гусеничной машины. Определяется, что управляемым будем считать такое движение, при котором водитель, воздействуя на органы управления, может изменять режим движения гусеничной машины в нужном в данный момент времени направлении. В случае, если же движение гусеничной машины осуществляется независимо от управляющих воздействий водителя или реакция машины на управляющее воздействие неопределенная, то такое движение является неуправляемым. Представлен анализ переходных процессов от прямолинейного движения гусеничной машины к криволинейному. Показано, что при криволинейном движении уравновешивание центробежной силы поперечной реакцией грунта осуществляется за счет смещения проекции мгновенного центра поворота на продольную ось машины. Определен физический смысл этого смещения. При управляемом криволинейном движении центр масс гусеничной машины движется по касательной к траектории движения, а продольная ось будет поворачиваться вокруг центра масс на дополнительный угол относительно касательной к траектории движения в направлении мгновенного центра поворота. Выявлен показатель, определяющий управляемое, ограниченно управляемое и неуправляемое движение - смещение мгновенного центра поворота на продольную ось гусеничной машины на уровень и за переднюю границу опорных поверхностей гусениц. Таким образом, проведенные исследования управляемого криволинейного движения гусеничных машин позволяют дать определение управляемости и выделить следующие виды движения: гарантированно управляемое, ограниченно управляемое и неуправляемое движение.

Во введении работы представлен краткий обзор литературы, посвященной миниатюрным перистальтическим насосам, а также исследованиям влияния шероховатости при ламинарном режиме течения в микроканалах. Представленная методика расчета характеристики насоса основана на использовании уравнения Бернулли и представлении участков рабочего органа насоса с неровностями как местных гидравлических сопротивлений. Потери в этих участках выражены через эквивалентную длину, которая была рассчитана проведением численных экспериментов в программе STAR-CCM+. Как показали численные эксперименты, эквивалентная длина таких участков является функцией числа Рейнольдса и геометрических параметров неровностей поверхности рабочего органа насоса. Для расчетов были выбраны осесимметричные неровности, профиль которых имеет форму равнобедренных треугольников и прямоугольных треугольников. Расчет для неровностей в форме прямоугольных треугольников проводился таким образом, что при течении жидкости в сторону напорного трубопровода они представляли собой повторяющиеся конфузоры и внезапные расширения, а при течении в обратном направлении - диффузоры и внезапные сужения. Численный расчет показал, что в таком случае потери энергии при течении в обратном направлении получаются больше, но только при определенных геометрических параметрах неровностей. Считалось, что неровности есть только в начале и в конце рабочего органа насоса (трубки), а в области сжатия поверхность гладкая. В результате расчетов были построены напорные характеристики как для трубки насоса без участков с неровностями, так и с этими участками. Полученные с использованием предложенной методики результаты показали достаточно хорошее совпадение с результатами численных экспериментов.

Предметом рассмотрения в статье явилась оценка возможности снижения выброса твердых частиц с отработавшими газами поршневых двигателей внутреннего сгорания, что обусловлено активизацией деятельности по уменьшению их вредного воздействия на окружающую среду и на организм человека. Целью выполненной работы являлась оценка возможности повышения эффективности снижения выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей за счет возможной стабилизации температуры их отработавших газов перед каталитическим нейтрализатором. Объектом исследования служили выбросы твердых частиц с отработавшими газами дизеля 4ЧН13/15. Эксперименты проводились с каталитическим нейтрализатором типа «КНД-Рила». Для уменьшения колебаний температуры поступающих в него отработавших газов при работе дизеля на различных режимах авторами был создан теплообменник кожухо-трубного типа с теплоаккумулирующим веществом - гидроксидом лития. Для определения содержания твердых частиц был использован гравиметрический метод. Испытательный комплекс включал в себя разбавительный туннель МТ-120, разработанный институтом TUV-UVMV (Чехия), систему пробоотбора на нагрузочном стенде, весы Mettler Toledo AX26DR для взвешивания фильтров (в климатической камере на виброизолирующем фундаменте, имеющие точность - 2 мкг) и фильтры - Pall Flex. Исследование проводилось при работе дизеля по испытательным циклам для двигателей с изменяющейся частотой вращения по Правилу ЕЭК ООН № 96-02. Методика оценки влияния стабилизации температуры отработавших газов на эффективность работы каталитического нейтрализатора в отношении выброса твердых частиц заключалась в определении усредненной степени превращения твердых частиц в нейтрализаторе за испытательный цикл. Результаты испытаний показали, что стабилизация температуры отработавших газов перед каталитическим нейтрализатором обеспечила относительное улучшение степени превращения твердых частиц на 56,7 %.

В работе приведена аналитика задач промышленного дизайна (и в частности дизайна транспортных средств) и продемонстрирована значимость разработки не только реальных объектов, целью которых является создание экономически-эффективных продуктов, а также и концептуальных разработок, задачи которых значительно шире. Концептуальные разработки позволяют формировать образ будущего, к которому хочется стремиться, формировать тренды и демонстрировать новые возможности, которые открывают перед нами новые технологии. В связи с этим в работе продемонстрирована новая классификация концептуальных разработок, а также сформулированы компетенции концепт-дизайнера, осуществляющего подобные разработки. В классификаторе заложено разделение промышленного дизайна, концептуального дизайна и концепт-арта. Концептуальный дизайн сконцентрирован около границы научного знания, что позволяет в соответствующих разработках как, с одной стороны, руководствоваться современными высокими технологиями (дизайн высоких технологий), так и предлагать решения, которые потенциально могут предложить инновационный путь развития той или иной области знания, сформировав запрос на новые технологии. Компетенций концепт-дизайнера для такой работы предполагают кроме прочего способность работать с будущим (футурология) и дополнительных компетенций в области режиссуры и сценарного мастерства, для создания соответствующего визуального нарратива и передачи ценностного содержания проектируемого образа будущего.

В статье проведен анализ работы систем нейтрализации оксидов азота, применяемых на современных грузовых автомобилях с дизельными ДВС. Констатируется, что современное развитие технологий электронного впрыска топлива и каталитической нейтрализации продуктов сгорания обеспечивает возможность реализации процессов нейтрализации оксидов азота с эффективностью до 90 %. Самым эффективным методом снижения токсичности ОГ дизелей является очистка ОГ в системе выпуска автомобиля методом SCR-NH3. Существенным недостатком данной системы является наличие нормируемого Правилами № 49-06 токсичного вещества аммиака. Правилами № 49-06 обеспечивается контроль в эксплуатации выбросов оксидов азота системой бортовой диагностики введением предельных значений выбросов, но отслеживание выбросов аммиака в эксплуатации не предусматривается. Отмечается, что государственные санитарные стандарты Российской Федерации и службы мониторинга окружающей среды предписывают в нормативных документах контроль предельного уровня выбросов вредных веществ аммиака и оксидов азота с ПДКсс 0,04 мг/м3. Тем самым предусматривается одинаковый подход по ограничению данных выбросов. Для эффективного функционирования системы очистки аммиаком, поддерживания реакции нейтрализации необходима настройка системы очистки и поддержание оптимального температурного диапазона работы. Отмечается, что для обеспечения высокой активности восстановительных реакций необходима настройка системы очистки и поддержание оптимального температурного диапазона работы (температура порядка 350-550 °С). В этой связи исследована возможность доработки системы нейтрализации способом впрыска мочевины в цилиндр ДВС на такте расширения для нейтрализации оксидов азота и снижения выбросов аммиака, а также повышения эффективности работы дизельного ДВС использованием теплоты отработавших газов созданием высокого давления в рабочем цилиндре ДВС на такте расширения, увеличением полезной работы и повышения давления наддува. При дозировании через форсунку раствора мочевины, имеющего высокую теплоемкость, и последующего процесса расширения отработавших газов значение температуры в цилиндре ДВС достигает необходимого значения для восстановительной реакции. Высокая температура, обеспечивая вынос продуктов реакции, способствует высокой эффективности поддерживания процесса нейтрализации NОх. Внутрицилиндровое охлаждение двигателя впрыском мочевины, содержащей воду, решает проблему теплонапряженности деталей цилиндропоршневой группы высокофорсированного ДВС без значительного увеличения тепловых потерь рабочего процесса ДВС.

В данной работе рассматривались основные проблемы поиска оптимальных параметров кабины грузового автомобиля на базе параметрической и топологической оптимизации с целью обеспечения требований по пассивной безопасности по международным правилам и получения ее минимальной массы. В статье представлены разработанные рациональные конечно-элементные модели (КЭМ) кабины и маятника применительно к задачам оптимизации, позволяющие получать результаты с приемлемой точностью и минимальным временем решения при использовании программ LS-OPT и LS-TaSC с решателем LS-DYNA. В качестве элементов усиления кабины используются стальные накладки и наполнитель из пеноалюминия. Для решения поставленной задачи и более полной оценки влияния параметров было рассмотрено несколько вариантов доработки кабины. Топологическая оптимизация проводилась с целью получения картины наилучшего распределения наполнителя по каркасу кабины. Параметрическая оптимизация проводилась по подбору свойств наполнителя (пеноалюминия) и по толщинам конструктивных элементов кабины. Помимо оптимизации исследовалась чувствительность конструкции на изменение варьируемых параметров с целью выявления степени влияния на результат оптимизации. Поскольку длительность решения очень высока (до нескольких суток на доступных ЭВМ), то на основе проведенных исследований был разработан подход, позволяющий на разных этапах уменьшить количество переменных и, тем самым, сократить время решения. В итоге было обеспечено удовлетворение требованиям по пассивной безопасности (до оптимизации эти требования не удовлетворялись) при оптимальном распределении массы в результате комбинированного использования накладок и наполнителя. Увеличение массы кабины составило 20%. Применение только накладок позволило удовлетворить правилам по пассивной безопасности, но дало еще большее увеличение массы кабины.