Том 10, № 4 (2016)

Дизели воздушного охлаждения имеют более низкие, чем дизели с жидкостным охлаждением, значения среднего эффективного давления. Это обусловлено меньшей жесткостью корпусных деталей дизелей с воздушным охлаждением и сложностью поддержания в допустимых пределах температур деталей их цилиндропоршневой группы при повышении мощности. Наиболее теплонапряженными элементами в конструкции дизеля воздушного охлаждения являются головки цилиндров. При форсировании дизеля наддувом возникает вопрос о возможных пределах повышения давления наддува и требуемой глубине охлаждения наддувочного воздуха, при которых температуры головок цилиндров не превышают допустимых пределов. Прогнозный расчет при различных уровнях форсирования полей температур в головках цилиндров путем решения уравнения теплопроводности численными методами сталкивается с проблемой определения с достаточной точностью граничных условий, в первую очередь со стороны охлаждающего воздуха. Для дизелей воздушного охлаждения, находящихся или подготавливаемых к производству, как правило, проводят термометрирование головок цилиндров, определяя, в том числе, значения температур на поверхности днища головки в наиболее теплонапряженных зонах. Предложен метод оценки изменения теплового состояния головки цилиндра дизеля воздушного охлаждения при наддуве, основанный на использовании данных испытаний и термометрирования дизеля с исходным уровнем форсирования. Метод позволяет установить возможные пределы форсирования при различных регулировках дизеля. Эффективность метода подтверждена примером расчета для тракторного дизеля 8ЧВН15/16. Сравнение результатов расчетного определения значений максимальной температуры днища головки с экспериментальными данными свидетельствует о том, что эти значения различаются не более чем на 1,8%. Предлагаемый метод правильно прогнозирует изменение теплового состояния головки цилиндров при форсировании дизеля воздушного охлаждения наддувом и может быть использован в инженерной практике для оценки возможных пределов форсирования таких дизелей, выбора регулировок топливоподачи и параметров охладителя наддувочного воздуха.

Улучшение уравновешенности поршневых двигателей внутреннего сгорания важная задача совершенствования конструкции, решение которой позволяет улучшить экологические свойства автомобиля за счёт снижения вибрации и шумов. Возмущения от действия опрокидывающего (реактивного крутящего) момента существенно отличаются от действия инерционных сил и моментов. Их общепринятая количественная оценка в существующих методах анализа отсутствует, что затрудняет общий анализ уравновешенности. Авторы предложили использовать в качестве единой для всех источников неуравновешенности меры возмущений величину максимального за период действия импульса, разработали программный комплекс, позволяющий выполнять такую оценку неуравновешенности для трёхцилиндрового поршневого двигателя типа L3 с заданными массогабаритными характеристиками и режимами работы. Предложен механизм для частичного уравновешивания реактивного крутящего момента такого двигателя, найдены его оптимальные параметры для поля заданных режимов работы. С использованием разработанного комплекса выполнена аналитическая количественная оценка неуравновешенности от действия опрокидывающего момента у трёхцилиндрового двигателя с типичными массогабаритными параметрами, как при уравновешивании предложенным способом, так и без него. Для типичной схемы частичного уравновешивания момента от сил инерции 1-го порядка в рассмотренном двигателе выполнены оценки возмущений и от их действия на разных режимах работы. Найдено, что в двигателе типа L3 неуравновешенность от действия реактивного крутящего момента на малых и средних частотах вращения вносит основной вклад в виброактивность двигателя, превосходящий по значениям импульсов вклад от остаточной неуравновешенности от действия момента инерции 1-го порядка, присущий типичным конструкциям. Рассмотренный механизм позволяет уменьшить эту неуравновешенность в несколько раз.

Vnkravets@yandex.ru, musarsky@list.ru Объектом исследования являются легковые автомобили классов A,B и C по европейской классификации, изготовленные в 2010 - 2015 г.г. на более чем 80 предприятиях во всех автомобильных странах мира. Цель исследования заключается в установлении зависимостей снаряжённой и полной масс легковых автомобилей от их главного классификационного параметра - габаритной длины. Новизна работы состоит в том, что были исследованы модели современных легковых автомобилей, тогда как аналогичные мсследования выполнены на автомобилях, освоенных в производстве в начале XXI века, большинство из которых к настоящему времени сняты с производства. Выполненная работа актуальна, так как её результаты позволяют научно обоснованно выбирать при проектировании важнейшие конструктивные параметры легковых автомобилей снаряжённую и полную массы. На основании статистической обработки исходных данных были получены аналитические и графические зависимости снаряжённой и полной масс автомобилей от их габаритной длины в каждом классе и, кроме того, в самом большом классе C. Эти зависимости установлены отдельно для автомобилей с кузовами седан, хетчбек, купе и кабриолет. Всего проанализировано 289 моделей автомобилей. Большой объём исследованных моделей позволил получить статистически достоверные результаты. В статье показано, что с погрешностью от 7,5% до 14,4% зависимости между массами и габаритной длиной автомобилей всех исследованных классов могут быть аппроксимированы полиномами второго порядка. Результаты исследования рекомендуется использовать в проектно-конструкторских и научно- исследовательских организациях автомобильных концернов для обоснованного выбора проектируемых параметров проектируемых легковых автомобилей.

Динамичное развитие навигационных технологий открывает возможности для успешного решения широкого круга задач навигации подвижных объектов. В течении долгого времени расширение области применения навигационных систем для транспортных приложений сдерживалось их высокой стоимостью. Появление малогабаритных, дешевых инерциальных датчиков, выполненных на основе технологии MEMS , привело к появлению интегрированных навигационных систем, объединяющих в своем составе инерциальный и спутниковый GPS/ГЛОНАСС инерциальные модули. Для решения задач навигации наземных транспортных средств интегрированная система комплексируется с одометром. На сегодняшний день создан ряд автомобильных навигационных систем, включающих одометр наряду с инерциальным измерительным блоком и приемником системы спутниковой навигации. Тем не менее, большинство таких систем существует лишь в виде моделей. В статье приводится вариант построения интегрированной навигационной системы транспортного средства, доведенный до практической реализации. Выполнен анализ ошибок навигационной системы. Предложен способ коррекции погрешностей за счет демпфирования колебаний ошибок по скорости с последующим учетом демпфирующих поправок. Способ отличает простота реализации и надежность функционирования. Коррекция навигационных параметров, вычисленных на основе измерений инерциальных датчиков и одометра, допустима лишь тогда, когда известно, что их накопленные ошибки превзошли соответствующие погрешности спутникового навигационного решения. Принципиально новым для теории и практики эксплуатации НС является введение системы критериев, характеризующих устойчивость режима выработки навигационных параметров. Приведенные в статье численные значения критериальных оценок представляют интерес для разработчиков навигационных систем, поскольку их учет обеспечивает надежность определения выходных параметров системы. Практическая ценность представленных результатов исследований, заключается в том, что они могут быть использованы при построении высокоточной навигационной системы наземного транспортного средства.

Рассмотрен подход к математическому моделированию движения автопоезда по деформируемой опорной поверхности, учитывающий динамические процессы, включающие перераспределение нормальных реакций на его колесах и колебательный характер силы взаимодействия звеньев прицепного автопоезда. Приведены математические зависимости, позволяющие описывать динамические процессы, характерные для движения автопоездов: колебания силы тяги на крюке прицепного автопоезда в функции конструктивных параметров тягово-сцепного устройства тягача; геометрических параметров сочленения «тягач - прицеп» и приведенного коэффициента сопротивления движению автопоезда и перераспределение нормальных реакций на колесах автопоезда с учетом действующих сил и моментов, размерных параметров тягача и прицепного звена и их изменения вследствие погружения движущегося транспортного средства в деформируемую опорную поверхность. Описаны динамические процессы перераспределения нормальных реакций по колесам автопоезда и колебания силы взаимодействия звеньев прицепного автопоезда, оказывающие влияние на параметры его движения по деформируемой опорной поверхности. Предложенные зависимости, описывающие перераспределение нормальных реакций на колесах автопоезда, учитывают действующие силы и моменты, геометрические параметры тягача и прицепного звена и их изменение вследствие погружения движущегося транспортного средства в деформируемую опорную поверхность. Приведенные зависимости направлены на дальнейшее углубление теории специальной динамики автопоездов, в первую очередь применительно к его движению по деформируемой опорной поверхности, и могут применяться при моделировании режимов трогания и прямолинейного равномерного движения данного типа транспортного средства. Они распространены на транспортные средства, используемые в различных отраслях хозяйственной деятельности и в армии.

Рассмотрена проблема снижения загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей. Приведена краткая оценка воздействия автотранспорта на воздушную среду. Рассмотрены составляющие выбросов загрязняющих веществ. Отмечено, что при рассмотрении данной проблемы применяемые методы контроля и измерения выбросов вредных веществ автомобилей играют важнейшую роль. Акцент по рассматриваемой тематике сделан на нормативные международные и Российские требования стандартов, Правила ООН и принятие целенаправленных мероприятий в сфере защиты окружающей среды при эксплуатации автомобилей. Рассмотрены также современные методы и приборы, применяемые для измерения выбросов вредных веществ отработавших газов автомобилей Соответствие автомобилей вновь введенным экологическим требованиям международных нормативных документов (Правилам ООН) к выбросам вредных веществ касается в большой степени точности измерительного газоаналитического оборудования. Это связано со значительным снижением значений измеряемых концентраций выбросов вредных веществ для автомобилей экологического класса ЕВРО-5. Отмечено, что сегодня особенно актуально становится задача не только совершенствовать конструкцию автомобиля с точки зрения ограничения токсичности, но также и совершенствования системы технического контроля в эксплуатации. Отсутствие должного контроля и низкий уровень технического обслуживания приводят к расстройству нормальной работы узлов и систем автомобиля, что приводит к повышенному выбросу вредных веществ в атмосферный воздух. В результате все усилия автомобильной промышленности по совершенствованию двигателей и систем нейтрализации для обеспечения требований экологических стандартов могут быть сведены на нет. В связи с этим предложены подходы по совершенствованию методов технического контроля состояния автомобилей. В значительной степени совершенствование экологического контроля автотранспортных средств связано с работоспособностью бортовых диагностических систем автомобиля в эксплуатации и системы нейтрализации. Для гарантированного и эффективного их функционирования в течение всего срока эксплуатации автомобиля предложено установить систему замены нейтрализаторов автомобиля вышедших из строя при эксплуатации автомобиля.

Представлены результаты экспериментального исследования нагрузок действующих в резинометаллическом шарнирном соединении гусеничного движителя сельскохозяйственного трактора класса 3. Гусеничный трактор был оснащен гусеницей с резинометаллическими шарнирами последовательного типа пятипроушинного варианта с ограничителем радиальной деформации. Для определения сил, действующих на шарнирное соединение, применялся тензометрический шарнир, также определялся угол относительно поворота звеньев гусеничной цепи. Кроме того, проведение исследований сопровождалось записью следующих параметров: частоты вращения вала двигателя; крутящего момента на валу сцепления; крутящего момента на ведущем колесе; числа оборотов ведущего колеса; числа оборотов путеизмерительного колеса. Указанные параметры определялись при движении трактора на различных передачах с диапазоном изменения крюковых нагрузок от 15 до 32 кН. Проведенные экспериментальные исследования и их анализ показали, что ограничитель находится в контакте с поверхностью проушины при движении трактора на всех передачах при крюковой нагрузке превышающей 15 кН не только на ведущем участке гусеничного движителя, но и на опорной ветви. Резиновые элементы на всем контуре гусеничного обвода подвержены деформации в радиальном направлении. Величина радиальной деформации не является постоянной и на свободной ветви она составляет 0,05…0,15 мм и изменяется с частотой близкой к траковой. На всех участках гусеничного движителя закручивание резиновых элементов сопровождается предварительным деформированием в радиальном направлении. Полученные результаты позволяют обосновать режимы нагружения резиновых элементов шарниров гусеничной цепи при стендовых испытаниях и при расчете их напряженно-деформированного состояния.