Том 16, № 4 (2022)

23 декабря 2022 года в Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации были вручены награды лауреатам премий Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2022 год. Премии Правительства Российской Федерации удостоена работа авторского коллектива «Разработка высокоэффективных колесных транспортно-технологических средств для ускоренного социально-экономического развития территорий Крайнего Севера Российской Федерации». Почетное звание Лауреат премии получил целый ряд ученых ведущих научных учреждений, в том числе члены редакционной коллегии, а также постоянные авторы журнала «Известия МГТУ «МАМИ»».

Введение. Тенденция мирового двигателестроения направлена на уменьшение массогабаритных характеристик мотора с одновременным увеличением его удельной мощности, энерговооруженности. Это достигается благодаря повышению степени сжатия, совершенствованию рабочего процесса, внедрению системы наддува, непосредственного впрыска топлива. С внедрением систем непосредственного впрыска стала актуальной проблема накопления топлива в масле.

Цель. Статья рассматривает общие вопросы, посвященные накоплению топлива в масле двигателя.

Методы исследований. Анализ опубликованных данных по данному вопросу.

Результаты. Сформулированы причины попадания топлива в масло, возможные допустимые концентрационные пределы топлива в масле, а также приведены данные наблюдения специалистами за парком автомобилей в течение нескольких лет.

Заключение. Имеет место довольно существенный разброс мнений и рекомендаций о допустимой концентрации топлива в масле. Отсюда можно сделать вывод, что само по себе значение концентрации топлива в масле не имеет особого значения, и для определения максимально допустимого уровня содержания топлива в масле целесообразно будет провести исследования по определению допустимых пределов отдельных показателей моторного масла, в первую очередь, вязкости.

Введение. Насосное оборудование для теплоэнергетической отрасли должно обладать высоким уровнем надежности для обеспечения бесперебойной работы энергоблока. Для выполнения этого требования на тепловых электростанциях применяется дублирование вспомогательного оборудования, например, питательные насосы поставляются с обязательным резервированием. Но при выходе из строя одного из основных насосов пуск резервного насоса может занимать от нескольких секунд до нескольких минут (в зависимости от типа резерва). Поэтому надежность конструкции питательных насосов на сегодняшний день является одним из актуальных направлений развития техники. Устройство уравновешивания осевой силы или разгрузочное устройство – является одним из основных элементов питательного насоса, который оказывает существенное влияние на надёжность и эффективность его работы.

Цель исследования – провести математическое моделирование разгрузочного устройства для определения его оптимальной конструкции и параметров. Объектом исследования является разгрузочной устройство для питательного насоса ПЭН 290-115.

Материалы и методы. Рассмотрены два варианта разгрузочного поршня: двуступенчатый и одноступенчатый. Для исследования эффективности данных конструкций выполнены серии гидродинамических расчетов трехмерного течения вязкой жидкости с использованием программного продукта ANSYS CFX.

Результаты. Получены расчетные характеристики двух конструкций разгрузочного устройства. Проведено исследование влияния шероховатости и радиального зазора на эффективность цилиндрического поршня. Результаты расчетов показали, что уменьшение радиального зазора приводит к уменьшению потерь в узле разгрузки. Увеличение значения шероховатости тоже может привести к уменьшению утечек, однако чрезмерное его увеличение приводит к росту потерь на трение, поэтому необходимо контролировать оба эти параметра при поиске оптимальной величины шероховатости.

Выводы. Предложена оптимальная конструкция разгрузочного поршня, которая сочетает в себе простоту изготовления, надежность работы и энергоэффективность.

Обоснование. Пассажиры транспортного средства (ТС) могут подвергаться воздействию высоких концентраций вредных веществ (ВВ), особенно в плотных транспортных потоках и в пробках. Кратность воздухообмена является важным фактором при оценке уровня воздействия загрязняющих веществ на людей, находящихся внутри ТС.

Цель работы – разработка методики определения кратности воздухообмена по нарастанию концентрации углекислого газа в воздухе салона ТС.

Материалы и методы. Представляемая методика позволяет определять кратность воздухообмена как в стационарном состоянии ТС, так и при его движении с постоянной скоростью. Была проведена серия экспериментов, в которых была определена кратность воздухообмена салона неподвижного ТС и при его движении на скорости 30 км/ч, 60 км/ч, 90 км/ч. На каждом скоростном режиме определялась кратность воздухообмена для трех режимов работы системы кондиционирования: подача приточного воздуха, режим рециркуляции, система кондиционирования выключена.

Результаты. По результатам измерений кратность воздухообмена изменялась в пределах от 0,42 ч^-1 до 76,17 ч^-1.

Заключение. Результаты исследования соответствуют результатам, полученным ранее другими авторами, использующими альтернативные методики, и могут быть использованы при разработке нормативов для контроля воздействия загрязняющих веществ на людей в салонах ТС и при формировании стратегии охраны здоровья населения.

Обоснование. В настоящее время отрасли промышленности все больше насыщаются электроникой, способной управлять процессами для достижения необходимых значений параметров. Не исключением стала автомобильная отрасль, в которой большое внимание уделяют вопросам безопасности, включающим в себя устойчивость и управляемость автомобилей.

Одним из направлений развития в современном автомобилестроении является повышение безопасности движения транспортных средств. Производители перманентно увеличивают количество и уровень контроля над параметрами движения колесных транспортных средств с целью достижения максимального уровня устойчивости и управляемости.

Более актуальным и целесообразным становится использование различных систем полного привода. Распределение тягового усилия по всем колесам улучшает динамические показатели, повышает проходимость транспортных средств в аналогичных дорожных условиях, а также позволяет применять алгоритмы, улучшающие управляемость и курсовую устойчивость автомобиля.

Цель работы – определение области изменения управляющего параметра для обеспечения устойчивого прямолинейного движения автомобиля с управляемой трансмиссией.

Материалы и методы. В данной работе рассматривается двухосное транспортное средство, трансмиссия которого имеет возможность распределения крутящих моментов между передней и задней осями.

В исследовании составлена система дифференциальных уравнений в терминах углов увода «средних» колес передней и задней оси.

При помощи алгебраического критерия Льенара-Шипара определены области изменения управляющего параметра для обеспечения устойчивого прямолинейного движения автомобиля.

Результаты. Полученные области изменения управляющего параметра входят в диапазон регулирования современных механизмов распределения крутящих моментов, следовательно, можно говорить о возможности обеспечения устойчивости прямолинейного движения полноприводной колесной машины существующими в настоящее время механизмами. Научная новизна исследования заключается в аналитическом определении области изменения управляющего параметра для случая прямолинейного движения автомобиля, оборудованного системой динамической стабилизации.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в установлении возможности обеспечения устойчивости прямолинейного движения полноприводной колесной машины существующими в настоящее время механизмами.

Обоснование. Задача согласованного управления стеклоочистителями автомобильной техники при отсутствии между ними механического соединения связана со стремлением сделать более компактным оборудование. Современные микропроцессорные средства управления позволяют решить эту задачу с использованием электропривода, а также задачи логического управления и взаимодействия с управляющим оборудованием верхнего уровня.

Цель работы – комплексное решение задачи согласованного управления движением панорамных стеклоочистителей, не имеющих механической связи, а также вспомогательных задач управления с помощью средств электропривода при учете различных факторов.

Методы и материалы. Предложен алгоритм согласования движения стеклоочистителей в неследящей системе автоматической стабилизации скоростей вращения электрических двигателей с позиционированием в контрольных точках траекторий. Среди факторов, потребовавших учета при разработке, конструкция механизма стеклоочистителей, характер механической нагрузки на них, типы датчиков и их расположение, желаемая динамика и точность регулирования координат, протекание электромагнитных процессов в силовом преобразователе, ограничение вычислительных ресурсов управляющего микроконтроллера.

Результаты. Электропривод обеспечивает визуально гармоничное и согласованное движение стеклоочистителей, устойчивое к изменению нагрузки, которое вызвано состоянием стекла, а также моментами силы тяжести, действующей на стеклоочистители. Логическое управление от дискретных переключателей обеспечивает выбор режимов движения, а соединение по цифровым линиям обеспечивает обмен данными с управляющим оборудованием. Применены технические решения, обеспечивающие простую настройку электропривода.

Заключение. Приведенное решение задач согласования движения стеклоочистителей, автоматического регулирования координат с учетом динамики управления движением, логического управления, а также сопряжения с управляющим оборудованием верхнего уровня имеет практическую ценность для разработки различных систем управления.

2 ноября 2022 г. скончался заслуженный машиностроитель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Городецкий Константин Исаакович, автор ряда работ по трансмиссиям тракторов и сельхозмашин. Константин Исаакович родился 11 января 1932 года. Закончил тракторный факультет Московского автомеханического института (МАМИ). Важным достижением Городецкого К.И. в научном плане являются предложенные им уточнения формул В.В. Мишке, позволяющих оценить изменение КПД роторных гидромашин при изменении режима их работы. Получившиеся при этом уточнении формулы называют «формулами Городецкого».