Том 16, № 3 (2022)

Введение. По заявлениям ведущих специалистов дизелестроения для выполнения вводимых норм на уровни вредных выбросов в атмосферу необходимо применение фильтров твердых частиц и каталитических нейтрализаторов, которые позволят повысить эффективность конверсии отработавших газов и улучшить экологические показатели дизельных двигателей.

Цель. Сокращение вредных выбросов в атмосферу, улучшение качества и снижение стоимости очистки отработавших газов при реализации жизненных циклов объектов транспортной энергетики путем применения пористых СВС-блоков в каталитических нейтрализаторах и сажевых фильтрах.

Материалы и методы. Были проведены стендовые испытания опытных образцов нейтрализаторов конструкции АлтГТУ с одной, двумя и тремя ступенями очистки. Первая ступень – сажевый фильтр из пористого проницаемого СВС-материала, вторая ступень – окислительный СВС-блок, третья ступень – каталитический восстановительный СВС-блок.

Для получения каталитических блоков методом СВС был использован следующий состав шихты: железная окалина 18Х2Н4МА – 47,5%; оксид хрома ПХ-1 по ТУ 882-76 – 17,7%; порошок никеля ПНК-ОТ-1 по ГОСТ 9722-79 – 4,9%; порошок алюминия по ТУ 485-22-87 марки АСД – 1–15%, медь – 11%; оксид алюминия – 3,8%; иридий – 0,01%. В состав шихты восстановительного блока входило 14,5% меди. Полученные блоки имели проницаемую структуру и высокую прочность. Средний размер пор составил 180 мкм. Нейтрализаторы устанавливались встык с турбокомпрессором.

Результаты. Выявлено, что выбросы NOх по нагрузочной характеристике дизеля КамАЗ-740 при 2600 мин-1 уменьшаются при средних эффективных давлениях Ре, равных 0,03; 0,55; 0,77 МПа с 3,82…11,62…9,49 г/м3 соответственно до 3,23…6,52…4,61 г/м3 или примерно на 13…44…53%. Уменьшение выбросов твердых частиц при тех же нагрузках составило 75; 45; 63%, углеводородов – 72; 53; 54%. Минимальный удельный расход топлива наблюдался в интервале 1600…2000 мин-1 по внешней скоростной характеристике. При использовании нейтрализатора с двумя, установленными последовательно каталитическими блоками, выбросы с ОГ углеводородов уменьшились с 3,12…1,21 до 0,90…0,29 г/м3, или на 71…76%. Степень конверсии СО, составила 78…73%; NOx – 4…52%, а суммарный коэффициент очистки составил 0,58.

Коаксиальная установка дополнительных блоков из СВС-каталитических материалов привела к улучшению качества очистки до 0,698. За 360 часов работы эффективность конверсии ТЧ уменьшилась с 55 до 45%, СО – с 58 до 46%, NO_x – с 65 до 44%, что свидетельствовало о начале дезактивации катализаторов.

Заключение. Использование многоступенчатых нейтрализаторов с СВС-каталитическими блоками позволяет уменьшить выбросы углеводородов в 1,95 раза, оксида углерода в 3,6 раза, оксидов азота в 2 раза, твердых частиц в 3 раза, обеспечивая выполнение стандартов России.

Введение. Объектом исследования является водоотливной погружной электронасос высокой быстроходности, предназначенный для откачки загрязненной морской и пресной воды из затопленных помещений объектов судостроительной отрасли.

Цель исследования – получить зависимости кавитационных показателей насоса от относительного диаметра входной горловины рабочего колеса на режимах больших подач, определить вид напорных и энергетических характеристик насоса при различных геометрических соотношениях рабочего колеса в рабочем диапазоне его подач.

Материалы и методы. На основе полуэмпирических формул по методикам различных авторов определены основные геометрические параметры рабочих колес. Для исследования зависимостей выбраны три варианта рабочих колес и выполнены серии гидродинамических расчетов трехмерного течения вязкой жидкости с использованием программного продукта ANSYS CFX.

Результаты. Получены расчетные напорные, энергетические и кавитационные характеристики насосного агрегата. Экспериментальная напорная характеристика согласуется с расчетной. Результаты расчетов показали, что применение зауженного входа в рабочее колесо приводит к возникновению обширной зоны пониженного давления на задней стороне лопасти рабочего колеса и срыву рабочих характеристик на режимах больших подач. При наибольшем относительном диаметре входной горловины рабочего колеса на задней стороне лопасти зона давлений парообразования отсутствует, что не приводит к срыву рабочих характеристик на режимах больших подач, однако, гидравлический коэффициент полезного действия насоса во всем диапазоне его подач, среди всех исследуемых вариантов рабочих колес – наименьший.

Выводы. Предложена методика определения оптимального, с точки зрения энергетических и кавитационных показателей, значения диаметра входа рабочего колеса для обеспечения бескавитационной работы погружного электронасоса высокой быстроходности во всем диапазоне его подач.

Обоснование. В связи с неуклонным ростом мирового парка автомобилей при усложнении их рабочих функций, и увеличением числа электронных блоков управления и их технологичности на борту транспортного средства, возрастает потребность в средствах доступа к показателям работы бортовых электронных систем на конечных стадиях их производства и эксплуатации. Данный обзор необходим для обобщения имеющихся данных из мирового опыта по построению и реализации систем бортовой диагностики.

Цель работы – состоит в формулировании общих принципов построения систем бортовой диагностики, которые позволят наметить рациональные технические решения для поставленной задачи по созданию собственной отечественной диагностической среды для транспортных средств.

Материалы и методы. В настоящей работе описано назначение и роль систем бортовой диагностики, используемых в мировой практике для современных автотранспортных средств. Выделены классы диагностических устройств по уровню реализуемых функций. Рассматриваются основания, определяющие необходимость разработки собственных систем бортовой диагностики колесных транспортных средств. Проведён обзор функционала оригинальных диагностических средств производителей зарубежных автомобилей. Определены основные требования, предъявляемые разработчикам со стороны группы стандартов ISO 27145 и ISO 14229 в рамках реализации современных диагностических систем для отечественных автотранспортных средств категории М1 и М2.

Результаты. Определён конкретный набор функций, рекомендованных для интегрирования в диагностическое оборудование, создаваемое в рамках перспективных отечественных разработок. Сформулировано содержание положительного эффекта от практической реализации мероприятий, предложенных по результатам выполненного анализа.

Заключение. Выполненный научный анализ особенностей существующего диагностического оборудования позволяет определить актуальные направления при реализации принципиально нового направления в бортовые диагностики в РФ, что способствует повышению уровня компетенции отечественных специалистов и разработок в рамках стратегии развития отечественного машиностроения.

Обоснование. В настоящее время в отечественных и зарубежных автомобилях наряду с точечной сваркой все шире используются новые технологии соединений – клеевые. Исследование прочности соединения, а также влияния скорости деформации и толщины клеевого слоя при ударном нагружении на параметры соединения в автомобиле является актуальной технической задачей.

Цель работы – исследование при ударном нагружении влияния скорости деформации и толщины клеевого слоя на параметры клеевого соединения (прочность, деформации и др.), а также оценка эффективности предлагаемого модифицированного метода калибровки для модели клеевого слоя на примере трубчатой конструкции, часто применяемой в силовых элементах автомобиля.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования выполнены при ударном нагружении со скоростью удара 6,66 м/с (при осевом ударе) и 6,87м/с (при боковом ударе) грузом массой 22,3 кг. Моделирование условий работы осуществлено в программе LS-Dyna, что позволило исследовать напряжено-деформированные состояния (НДС) склеенных трубчатых конструкций и оценить погрешность моделирования.

Результаты. На базе проведенных экспериментальных и расчетных исследований длина разрушения клеевого слоя при ударной нагрузке в стальных конструкциях, соединенных клеем Henkel EP 5055, короче в соединениях с толщиной клеевого слоя 0,5 мм, чем в соединениях с толщиной клеевого слоя 1 мм. Общая деформация склеенной конструкции при боковой ударной нагрузке с толщиной клеевого слоя 1 мм меньше, чем с толщиной слоя 0,5 мм, т. к. клеевой слой поглощает часть энергии. При осевой ударной нагрузке отличия незначительны. Погрешности моделирования клеевого соединения при ударном нагружении были существенно снижены за счет применения предложенного модифицированного метода калибровки свойств клеевого слоя с учетом влияния скорости деформации и толщины клеевого слоя в конечно-элементной модели (на 15%).

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в предложенной модифицированной модели, учитывающей влияние скорости деформации и толщины клеевого слоя при ударном нагружении на параметры соединения и позволяющей повысить точность расчетов, а также в рекомендациях по наилучшему значению толщины клеевого слоя в склеенных конструкциях автомобилей.

Введение. Генераторная установка является необходимым агрегатом в транспортном средстве, поскольку обеспечивает электрической энергией всех потребителей. Поэтому, от ее исправного состояния зависит работоспособность всего транспортного средства. Рассмотрен вопрос диагностирования технического состояния автомобильной генераторной установки через определение активного сопротивления обмоток фаз генератора.

Цель. Повышение информативности диагностирования за счет применения регуляторов напряжения с функцией самодиагностики.

Методы. Предлагается осуществлять диагностику генераторной установки без ее демонтажа или разборки за счет подключения к диагностическим точкам.

Результаты. Проанализированы известные способы диагностики автомобильных генераторных установок встроенными средствами диагностирования и с помощью внешних диагностических средств. Предложен способ диагностирования активного сопротивления обмотки фазы с помощью эталонного сопротивления. Предложен алгоритм реализации предложенного способа. Экспериментальными данными доказана эффективность предложенного способа. Даны рекомендации по использованию предложенного способа.

Заключение. Предлагаемый способ диагностики может быть использован в системах управления двигателем или специалистами станций технического обслуживания при проведении технического обслуживания без демонтажа и разборки генераторной установки.