Том 18, № 2 (2024)

Обоснование. В настоящей статье изложены способы организации без детонационного сгорания сжиженных углеводородных газов (пропан-бутановых смесей) (СУГ) в цилиндре газодизельного двигателя с запальной дозой не более 25% на режимах максимальной мощности. Добавление части отработавших газов и воды в парообразном состоянии в топливную смесь при использовании катализатора на основе никеля в камере сгорания газодизельного двигателя, который запускает реакцию конверсии низших алканов, обеспечивает надёжное бездетонационное сгорание топливного заряда.

Цель работы — проведение анализа исследований по окислительной конверсии низших алканов в присутствии никелевых катализаторов с разработкой технических решений по исключению детонации на всех эксплуатационных режимах, а также исследования по повышению надёжности системы, оптимизации подачи дизельного и газообразного топлива для улучшения топливной экономичности и снижения вредных выбросов с отработавшими газами при адаптации дизельного двигателя в газодизель.

Материалы и методы. Никелевый катализатор, который является переносчиком кислорода, что обеспечивает цикличность реакций около его поверхности в камере сгорания газодизельного двигателя: окисление металла при продувке камеры сгорания; конверсию алканов на тактах сжатия и сгорания. Проблема науглероживания катализатора решается выжиганием отложений при сгорании топливного заряда.

Результаты. Организация топливной парогазовоздушной смеси с последующим сгоранием в присутствии катализатора обеспечивает бездетонационное сгорание сжиженных углеводородных газов, улучшенные экологические, топливно-экономические характеристики газодизельного двигателя во всем диапазоне эксплуатационных режимов и повышает его надёжность.

Заключение. Применение предлагаемой системы в дизелях, используемых в тракторах для выполнения сельскохозяйственных технологических операций, позволяет снижать затраты на топливо более чем на 38%.

Обоснование. На сегодняшний день в различных отраслях промышленности для выпуска продукции используются станки для проведения металлообработки и других материалов. Работа данных станков, рассчитанных на ЧПУ, невозможна без использования соответствующих систем, которые позволяют осуществлять оперативное конфигурирование системы для решения различных технологических задач путём управления приводами станка.

Целью работы является рассмотрение функциональных возможностей модуля визуализации системы ЧПУ «АксиОМА Контрол» в сравнении с другими известными системами такого же типа с последующим расширением возможностей данного модуля. На основании этого сформулирована цель работы, а именно: расширение функциональных возможностей модуля визуализации траектории перемещения режущего инструмента в системе ЧПУ «АксиОМА Контрол» путём разработки модуля анализа его траектории.

Материалы и методы. Для достижения цели поставлена следующая задача, направленная на расширение функциональных возможностей модуля отрисовки режущего инструмента в системе ЧПУ «АксиОМА Контрол», а именно: анализ существующих средств визуализации траектории режущего инструмента в системах ЧПУ.

Результаты. Результатом исследовательской работы является то, что интерфейс отрисовки крайне важен для работы, поскольку позволяет оператору быстро оценить внештатную ситуацию. Ошибки могут возникать на всех стадиях наладки обработки детали. Они могут быть допущены как при позиционировании детали или инструмента, так и при привязке нулевой точки, настройке смещений осей и многого другого. Конечно, при наладке станочного оборудования, как правило, возникают трудности, если ранее были сделаны другие настройки под другой заказ. Для этого в системах управления (ЧПУ) необходимы такие функциональные возможности, как визуализация обработки. Данная функциональность крайне важна, она позволяет вовремя заметить ошибку, оценить её опасность и вовремя исправить, что сохранит как оборудование, так и инструмент от поломки и чрезмерного механического воздействия.

Заключение. Выполнена работа, в которой содержится решение задач по анализу траектории перемещения режущего инструмента в системе ЧПУ «АксиОМА Контрол». Проведённый в статье анализ выявил, что большинство систем ЧПУ не реализовало представленные функциональные возможности, что не позволяет производить полноценный анализ процесса обработки.

Введение. При проектировании насосов с целью получения высокого уровня коэффициента полезного действия применяют современные подходы, основанные на методах численной оптимизации. Эти методы с использованием параметрических моделей проточных частей насосов позволяют отыскать глобальный или локальный экстремум целевой функции и получить оптимальную геометрическую форму проточной части. Объектом данного исследования является водоотливной погружной электронасос с консольным расположением рабочего колеса, применяемый в судостроительной отрасли.

Цель исследования. Расчётным путём улучшить энергетические показатели проточной части погружного электронасоса высокой быстроходности на номинальном режиме его работы с использованием стохастического алгоритма поиска глобального экстремума целевой функции — гидравлического коэффициента полезного действия насоса.

Материалы и методы. Поиск оптимальной формы проточной части осуществлялся с применением математического моделирования трёхмерного течения вязкой жидкости в расчётной области исследуемого объекта. Параметрическая модель проточной части включает девять варьируемых геометрических параметров — четыре в рабочем колесе и пять в отводящем элементе, и диапазон их изменения. В качестве алгоритма поиска глобального экстремума целевой функции используется метод латинского гиперкуба, который обеспечивает равномерное распределение варьируемых геометрических параметров в пространстве поиска. По составленной матрице расчётных точек с различными комбинациями параметров выполнены прямые гидродинамические расчёты течения в проточной части насоса.

Результаты. Результаты расчётов показали, что гидравлический коэффициент полезного действия насоса удалось увеличить на 7% относительно исходной проточной части. Из анализа полей скоростей в расчётной области следует, что улучшение энергетических показателей во многом достигнуто за счёт увеличения ширины каналов между электродвигателем и корпусом, что привело к уменьшению скоростей и снижению уровня гидравлических потерь в отводящем элементе проточной части насоса.

Выводы. Метод латинского гиперкуба показал свою эффективность при нахождении глобального экстремума гидравлического коэффициента полезного действия насоса, результат которого в дальнейшем может быть использован как начальное приближение при поиске локального экстремума прямыми методами в окрестностях найденного глобального максимума целевой функции.

Обоснование. Проблема создания центробежного насоса систем экстракорпоральной мембранной оксигенации (далее — ЭКМО), оптимального с точки зрения его гидравлических характеристик и воздействия на кровь, до сих пор остаётся актуальной. Данная работа является продолжением предыдущих исследований авторов в этой области и содержит результаты гидравлических испытаний опытных образцов нового насоса систем ЭКМО с колесом закрытого типа на воде и водно-глицериновых смесях, имитирующих вязкие свойства крови.

Цель — определить и сравнить между собой напорные характеристики нового насоса с колесом закрытого типа систем ЭКМО при его работе на воде и водно-глицериновых смесях с учётом технологии изготовления.

Методы. В рамках работы проведена серия гидравлических испытаний опытных образцов насоса, изготовленных с применением разных технологий. В качестве рабочей среды при испытаниях рассматривались три жидкости: техническая вода при температуре 20 °С и две водно-глицериновых смеси при температуре 20 °С с разными соотношениями воды и глицерина (для получения разной вязкости).

Результаты. Получены напорные характеристики опытных образцов насоса, изготовленных с применением разных технологий, на воде и водно-глицериновых смесях. Для испытаний на воде показано, что отклонение расчётных и экспериментальных характеристик друг от друга не превышает 4%, отклонение характеристик опытных образцов, изготовленных с применением разных технологий, друг от друга в среднем составляет 1,5%. Испытания на водно-глицериновой смеси показали отклонение характеристик от полученных на воде в среднем на 6%, наибольшее отклонение наблюдается на краях характеристик. Также при испытаниях на водно-глицериновой смеси отклонение характеристик образцов, изготовленных с применением разных технологий, друг от друга составляет 4%, что выше, чем при испытаниях на воде.

Заключение. Полученные результаты позволяют заключить, что численная модель, используемая в рамках предыдущих работ, позволяет достоверно прогнозировать рабочие характеристики насоса на воде. Напорные характеристики на воде и водно-глицериновой смеси отличаются друг от друга, что необходимо учитывать при оценке рабочих параметров таких насосов. Влияние технологии изготовления на рабочие характеристики насоса выше при его работе на более вязкой, чем вода, жидкости, например, на водно-глицериновой смеси.

Обоснование. Современные аккумуляторные транспортные средства всё ещё не отвечают потребностям потребителей по величине автономного пробега. Поэтому остро актуальна задача повышения энергоэффективности с целью снижения расхода энергии на движение. Одним из направлений наряду с применением более эффективных агрегатов и систем может служить создание алгоритмов управления, минимизирующих данные затраты, которые позволяют управлять движением с помощью только педали хода.

Цель работы — исследование работоспособности и эффективности алгоритма управления транспортным средством только с помощью педали хода с применением имитационного виртуального моделирования движения и дальнейшей практической реализации алгоритма в системе управления.

Материалы и методы. Исследование выполнено с применением программного комплекса Matlab Simulink.

Результаты. В статье приводятся описание функционирования алгоритма однопедального управления на примере пассажирского транспортного средства с индивидуальным тяговым электроприводом, результаты виртуального имитационного моделирования, доказывающие его работоспособность и энергоэффективности для случая движения в магистральном цикле.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в подтверждённой работоспособности и энергоэффективности и возможности применения алгоритма для разработки программного обеспечения систем управления движением транспортных средств.

Обоснование. Создание автомобилестроения не стоит на одном месте. Каждый день инженеры работают над усовершенствованием их конструкции в целом. В современном мире необходимо учитывать огромное количество аспектов при создании различных транспортных средств, в том числе электрических. Огромное внимание уделяется проблеме снижения массы электромобилей и электромотоциклов.

Цель работы — внедрение технологии экструзии при изготовлении каркасов тяговых аккумуляторных батарей для снижения массогабаритных показателей электрических транспортных средств категории L.

Материалы и методы. Использование алюминиевых сплавов для изготовления силовых конструкции тяговых аккумуляторных батарей посредством технологии экструзии.

Результаты. По результатам имитации нагрузок в среде ANSYS планируется дальнейшее практическое подтверждение данной технологии на электрическом транспортном средстве категории L.

Заключение. Данная технология, помимо решения проблем, связанных с массогабаритными показателями, поможет решить экономическую проблему и прийти к экономии технологического времени и средств, потраченных на производство деталей тяговой аккумуляторной батареи аналогичным способом — фрезерованием.