Том 11, № 2 (2017)

В статье представлены результаты разработки и испытаний антропоморфного макета ноги, позволяющего определять травмобезопасность ног при минно-взрывном воздействии. Как показывает статистика, ноги экипажа автобронетанковой техники, а также водителя и пассажиров специальных защищенных гражданских автомобилей подвержены сильному динамическому воздействию при минно-взрывном воздействии, вследствие чего имеет место повышенный уровень травматизма этой части тела. При разработке защищенной техники особое внимание уделяется травмобезопасности ног. Поскольку антропоморфные измерительные манекены, использующиеся при испытаниях на минно-взрывное воздействие, имеются в ограниченном количестве, а определить необходимо травмобезопасность большого количества человек, то было решено разработать антропоморфный макет ноги. Антропоморфный макет ноги состоит из несущего модуля М2А-02 с адаптером-втулкой М3А-01, стопы модели 723/8, пружины, имитирующей жесткость голени, а также весового цилиндра, догружающего недостающую массу голени и половину массы бедра. Для определения осевого усилия в голени используется специальный датчик хода. По измеренному сжатию и имеющейся жесткости пружины вычисляется пиковое осевое усилие. Антропоморфный макет ноги был тарирован на специальном копровом стенде по сбросу. Производился сброс с различных высот от 0,46 м до 2,5 м на различные поверхности - песок и сталь толщиной 8 мм. Также производился сброс ноги, обутой в уставной ботинок. После тарировки устройство было использовано в натурных испытаниях подрывом специального гражданского защищенного автомобиля для определения травмобезопасности ног водителя и пассажиров. По результатам работы был сделан вывод, что макет ноги может быть использован при испытаниях специальных гражданских защищенных автомобилей, а также автобронетанковой техники на минно-взрывном воздействии.

В статье рассмотрена возможность применения в инерционно-импульсных автоматических передачах гидродифференциального выпрямителя момента, в конструкции которого в качестве муфт свободного хода используются гидромашины. В отличие от механических муфт свободного хода, где наиболее слабые их звенья - тела заклинивания, в предложенной конструкции телом заклинивания является гидравлическая жидкость, что позволяет устранить вышеупомянутый недостаток и уменьшить износ. Приведена кинематическая схема инерционной передачи с гидродифференциальным выпрямителем момента и описан рабочий процесс на трех характерных режимах работы: стоповом, трансформации вращающего момента и прямой передачи. Приведены зависимости для расчета основных параметров гидравлических муфт свободного хода, а также представлены теоретические и экспериментальные результаты исследований работоспособности инерционного гидродифференциального трансформатора вращающего момента. Анализ полученных результатов показал, что с увеличением внутренних утечек рабочей жидкости, возрастающих вследствие износа гидродифференциального выпрямителя момента, мощность и момент на валу гидромашины будут уменьшаться, что в свою очередь снизит коэффициент полезного действия гидродифференциального выпрямителя момента. Анализ результатов показал, что в начале эксплуатации коэффициент полезного действия гидродифференциального выпрямителя момента составляет примерно 93 % во всем рабочем диапазоне. В процессе работы коэффициент полезного действия передачи линейно убывает и при радиальном зазоре 300÷350 мкм составляет всего 68÷63 %. При дальнейшем износе (радиальный зазор 350 ÷ 400 мкм) коэффициент полезного действия практически не снижается. Это свидетельствует о том, что гидродифференциальный выпрямитель момента полностью износился и требуется его замена.

Приведены результаты экспериментального исследования механо-пневматического преобразователя «сопло-заслонка» и созданного на его базе пневматического усилителя мощности. Такие устройства могут быть использованы при проектировании систем демпфирования многоопорной колебательной системы транспортного средства специального назначения, предназначенного для перевозки «деликатных» грузов. Алгоритм управления адаптивной пневмогидравлической рессорой достаточно сложен и для его реализации может потребоваться дорогостоящая гидравлическая аппаратура с электромагнитным пропорциональным управлением. Возможной альтернативой такой аппаратуре являются пневматические устройства, построенные на базе регулируемых дросселей «сопло-заслонка». Установка на борту транспортных средств на колесном или гусеничном ходу грузовых балок или платформ с закрепленным на них грузом может быть связана с необходимостью их стабилизации в горизонтальном положении в случае смещения центра тяжести груза относительно вертикальной оси. Такая задача может быть решена с использованием дифференциальных гидроцилиндров с перекрестным соединением их поршневых и штоковых полостей, а компенсацию разницы подач и расходов обеспечить посредством пневмогидравлических аккумуляторов. В обоих случаях требуется система управления давлением в газовых полостях пневмогидравлической рессоры или пневмогидравлического аккумулятора, которая может быть реализована на базе механопневматического преобразователя или пневматического усилителя мощности. В пневматических системах управления непрерывного действия, используемых в мобильной технике, направляющая и распределительная подсистемы, как правило, строятся на базе пневматических дросселирующих распределителей с электромагнитным пропорциональным управлением. В силу ограниченной мощности пропорциональных электромагнитов, создание таких пневматических распределителей прямого действия лимитировано их пропускной способностью. В дросселирующих пневматических распределителях непрямого действия замена усилителя мощности золотникового типа усилителем мощности «сопло-заслонка» улучшает динамические характеристики распределителя и снижает его стоимость. Возможно использование полученных экспериментальных расходно-перепадных, регулировочных и силовых характеристик, представленных в безразмерных параметрах, при расчете на этапе проектирования адаптивных подвесок многоосных транспортных систем и установленных на их борту стабилизированных по горизонту грузовых платформ.

При разработке технологических систем появляется необходимость передавать информацию на значительные расстояния без использования традиционных средств связи ввиду невозможности их применения, например, в области геонавигации при бурении наклонных/горизонтальных скважин. Одним из возможных каналов для передачи информации в данной области является гидравлический канал связи (ГКС). Поэтому в настоящее время задача по разработке эффективного метода и способа передачи информации по ГКС становится актуальной. Целью данной работы стало создание математической модели ГКС для предоставления практических рекомендаций при его использовании в технике для оценки возможности передачи по нему информации без проведения дорогостоящих натурных испытаний. В статье приведена математическая модель ГКС, представляющего собой длинную гидролинию, с учетом граничных условий на его входе и выходе из него. Входное граничное условие представлено поршневым насосом с кривошипно-шатунным приводным механизмом. Выходное граничное условие представлено дросселем - механическим устройством, способным перекрывать проходной канал в гидролинии, тем самым создавая импульсы давления, с помощью которых формируется полезная информация, передаваемая по ГКС. Показана полученная характеристика для относительной мгновенной подачи Q в зависимости от угла φ поворота вала насоса. Дано соотношение, устанавливающее связь площади открываемых окон дросселя от угла поворота его вала. Рассмотрены два применяемых метода кодирования информации в технологических системах для передачи информации и приведена зависимость для затухания амплитуды сигнала при передаче данных по ГКС. Выполнено математическое моделирование системы с ГКС и описанных граничных условиях. Получен вид импульса давления. По результатам работы были сделаны выводы.

В статье рассматриваются вопросы развития технологий в области совершенствования организации процесса сгорания в двигателях внутреннего сгорания с целью решения проблемы защиты окружающей среды и повышения эффективности использования топливных ресурсов. Проведенный анализ показал повышенный интерес исследователей и практиков автомобилестроения к проблеме воспламенения бедных смесей в ДВС методом расслоения топливо-воздушного заряда в камере сгорания. Рассмотрены направления по интенсификации сгорания бедных смесей в двигателях внутреннего сгорания за счет применения различных способов расслоения топливо-воздушного заряда в камере сгорания двигателей внутреннего сгорания. Сгорание бедных смесей обеспечивает низкое содержание выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания и улучшение топливной экономичности. Преимуществом двигателя внутреннего сгорания, использующим бедные топливо-воздушные смеси, является его работа практически без дросселирования заряда на впуске. При этом обеспечивается снижение расхода топлива и соответственно выбросов СО2 до 25%. Низкие концентрации выбросов вредных веществ снижают также требования к эффективности нейтрализатора. Процесс сгорания бедных смесей осуществляется благодаря технологиям непосредственного электронного впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением и каталитической нейтрализации продуктов сгорания бедных смесей. Эффективное сгорание топливо-воздушных смесей достигается с коэффициентом избытка воздуха меньше 1,7. В статье приведены также результаты испытаний форкамерно-факельного двигателя внутреннего сгорания, которые показали возможности использования качественного регулирования мощности двигателя за счет работы на бедных смесях и значительного снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами. Показано, что применение электронной системы зажигания с повышенной энергией разряда и системой гомогенного смесеобразования приводит к интенсификации сгорания бедных смесей в ДВС, и позволяет работать двигателю на сверхбедных смесях с коэффициентом избытка воздуха 3,5 при устойчивом сгорании топливо-воздушных смесей.