Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2567

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
19.12 Mб
Скачать

нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления» [3].

Технологические показатели отражаются в текущих затратах на единицу работы Cед , выполняемой на данном оборудовании, в виде затрат на расходные материалы Смат , применяемые при выполнении работ на данном оборудовании, и затрат на энергию привода оборудования Сэнерг .

Разные параметры имеют разную значимость, определяемую по степени влияния параметра на целевую функцию оптимальности выбора технологического оборудования.

Определив значимость наиболее часто учитываемых параметров, можно разработать упрощенный алгоритм оптимального выбора оборудования при ограниченном числе известных параметров.

Библиографический список

1 Елгин А. П., Кисматулин Р. З. Актуальность оптимизации выбора технологического оборудованиядляавтотранспортныхпредприятий:Статья.–А. П.Елгин, Р.З. Кисматулин. – Омск: Материалы «69-й Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильныхинженеров (ААИ) «Какой автомобильнуженРоссии?», 2010.

2Райзберг Б. А., Лозовский Л. Ш., Стародубцева Е. Б. Современный экономический словарь. – Б. А. Райзберг, Л. Ш. Лозовский, Е. Б. Стародубцева. – М.: ИНФРА-М, 1999.

3Компания «Консультант Плюс» [Электронный ресурс]. – Электрон. дан. – М., сор. 1997-2011. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/.

Научный руководитель канд. техн. наук, доцент А.П. Елгин

УДК 629.113

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ ВНУТРЕННИХ РЕЗЕРВОВ

Я.Е. Немирович, студент Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень

Одним из основных источников расходов при эксплуатации автомобильного транспорта остаются расходы на топливо. Это обуславливается не только увеличением расхода топлива при увеличении времени работы двигателя, но и постоянным ростом цен на топливо вследствие роста цен на нефть. За последние 8 лет цена на нефть марки Brent выросла с 13 долларов за баррель до 80 долларов. Одним из направлений уменьшения затрат на топливо является снижение расхода топлива двигателем автомобиля, путём оптимизации режимов работы двигателя.

349

Включение дополнительных потребителей электрической энергии при работе двигателя вызывает возрастание расхода топлива двигателем автомобиля вследствие увеличения мощности потерь на привод вспомогательного оборудования. Определение доли вносимой каждым дополнительным потребителем в общий расход топлива двигателем автомобиля позволит эффективней экономить топливо, потребляемое двигателем автомобиля. Значительная часть времени работы двигателя, как показано далее в тексте, приходится на режимы холостого хода, большая часть включенного в этот момент электрооборудования является необязательным. Отключая такие потребители, на режимах холостого хода, можно добиться снижения расхода топлива двигателем автомобиля во время его работы на линии.

Целью научной работы является снижение расхода топлива автомобилями на режиме холостого хода путем снижения нагрузки от потребителей электрической энергии.

 

 

 

 

Таблица 1

 

Режимы работы легкового автомобиля в условиях города, %

 

 

 

 

 

Режим работы

 

Доля времени, %

Режим работы

Доля времени, %

двигателя

 

двигателя

 

 

 

Холостой ход

 

15-25

Установившийся

12-20

Разгон

 

29-35

Торможение

20-35

Для города Тюмени были получены данные, из которых видно что на самых загруженных улицах и перекрестках время простоя составляет в среднем 32% от общего времени движения. Стоит учесть что данная цифра получена не во время пиковой величины транспортного потока, поэтому справедливо утверждение что в часы «пик» и в весенне-летнее время, когда количество транспорта несколько выше, время простоя будет больше и доля работы двигателей на холостом ходу увеличится.

Сократив количество топлива, потребляемого двигателем на режимах холостого хода можно значительно снизить общее количество потребляемого автомобилем топлива. Включение дополнительных потребителей электрической энергии ведёт кувеличению расхода топлива. Отключая электроприборы, необходимость которых в каждой конкретной ситуации незначительна или отсутствует, можно добиться значительной экономии топлива.

С расходом топлива тесно связана экологическая безопасность автомобилей. Посредством снижения расхода топлива на режимах холостого хода достигается также снижение количества вредных выбросов, что позволит несколько улучшить экологическую обстановку в городе.

В рамках решения задачи о разработке практических методовреализации проекта был разработан новыйдорожныйзнак «ближний свети ручник»,

350

назначением которого является информирование водителей о необходимости снижать количество потребляемого топлива при простоях впробках с целью улучшения экологической обстановки вгороде. Также была предложена идея о разработке дополнительной программы для микроконтроллеров современныхавтомобилей, что позволит избавить водителя от необходимости самостоятельно отключать световые приборы при простоях.

Отключение дополнительных потребителей электрической энергии на режимах холостого хода, когда нет необходимости в их использовании, позволяет экономить топливо, потребляемое двигателем автомобиля. Экономия топлива составляет в среднем 3,11% на один потребитель электрической энергии, экономический эффект в расчёте на один потребитель электрической энергии составляет в среднем 0,48 руб./час. Величина экономии зависит от мощности потребителей электрического тока и растёт с увеличением их мощности. По итогам использования результатов проекта на предприятиях экономический эффект составил от

31000 до 200000 руб.

Библиографический список

1.Копотилов В.И. Автомобили: теоретические основы: Учебное пособие для вузов.- Тюмень: ТюмГНГУ, 1999.

2.А.И. Колчин, В.П. Демидов; Расчет автомобильных и тракторных двигателей: 3-е изд., перераб. и доп. – М.: “Высшая школа”, 2003.

3.Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин и др. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов; Под ред. Е.С. Кузнецова. - 3-е изд. Перераб. и доп. -

М.: Транспорт, 1991.- 413с.

4.Серегин Е.П., Босенко А.И., Бычков В.Е. и др. Экономия горючего. – 2-е изд.,

перераб. и доп. – М.: Воениздат, 1986. – 190 с.

5.Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта / М-во автомобильного транспорта РСФСР. – М.: Транспорт, 1988.–78с.

6.Коптилов В.И. Аналитические методы определения эксплуатационного расхода топлива и оценки топливной экономичности автомобилей.-Тюмень: Вектор-Бук, 2008.

7.Луканин В.Н. и др. Двигатели внутреннего сгорания в 3 кн. Кн. 1 Теория рабочих процессов. – М.: Высш. шк., 1995.

8.Александров В.Ю., Кузубова Л.И., Яблокова Е.П. Экологические проблемы автомобильного транспорта. Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН; Новосиб. обл. ком. по экологии и природ, ресурсам; ПО "Север". - Новосибирск, 1995. - 113 с. - (Сер. Экология.

Вып. 34).

Научный руководитель канд. техн. наук, доцент И.А. Анисимов

УДК 629.33.014:678.5

«ПЛАСТИКОВАЯ РЕВОЛЮЦИЯ» В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

В.О. Петренко, аспирант; А.В. Лахно, канд. техн. наук

351

Пензенскийгосударственныйуниверситетархитектурыистроительства,г.Пенза

В последнее время в современном автомобилестроении наблюдается тенденция роста производства высококачественных комплектующих деталей и узлов с применением прогрессивных полимерных материалов. Основные пластмассовые детали автомобиля во многом определяют привлекательность дизайна его интерьера и экстерьера, уровень пассивной безопасности, коррозионную стойкость и долговечность деталей подкапотного пространства и двигателя, надежность работы светотехники, электрооборудования и других ответственных агрегатов и узлов.

Масштабы применения пластических масс при изготовлении и ремонте автомобилей увеличиваются из года в год. Так, если 20 – 25 лет назад на создание одного легкового автомобиля расходовалось не более 2…5 кг пластмасс, то у современного легкового автомобиля масса деталей из пластмассы составляет 50…100 кг (у ВАЗ семейства «Лада» – более 80 кг), а их ассортимент достигает 400 – 500 шт. Эксплуатационные, технические и коммерческие характеристики автомобилей при этом только улучшаются.

Каждый 1 кг современных пластических масс заменяет 2,5 кг металла. Пластмассовые детали не только легче металлических, они не подвержены коррозии и не требуют окраски, обеспечивают лучшую термоизоляцию. Автомобиль с кузовом из стеклопластика на 20…30 % легче металлического. Так, например, в настоящее время более 80% современных бамперов различной формы выполняются из полимерных материалов. При этом бамперы встраиваются в конструкцию кузова автомобиля, образуя с ней единое целое (концепция «нулевого зазора»). При замене черных металлов литьевыми пластмассами трудоемкость изготовления деталей уменьшается всреднем в5– 6 раз. При замене цветных

металловпластмассами себестоимость деталей снижается в 4– 10 раз. Доля применения пластмасс в конструкциях автомобиля непрерывно

растет и составляет уже примерно 12 процентов от общего веса для автомобиля среднего класса. При этом одной из главных технических тенденций в развитии автомобильной отрасли является замена металлов на термопласты.

Основными факторами, оказывающими влияние на внедрение пластмасс в конструкцию автомобилей, являются:

снижение материалоемкости конструкции, что достигается применением пластмасс для изготовления крупногабаритных деталей типа капотов, внутренних панелей дверей, бамперов и т. д.;

повышение безопасности эксплуатации автомобиля, что обеспечивается изготовлением из пластмасс бамперов,

352

подлокотников, подголовников, мягких панелей приборов, рулевых колес и интерьера автомобиля из новых полимеров;

повышение долговечности и эксплуатационных характеристик автомобиля, что обусловлено антикоррозионными и другими свойствами пластмасс (дополнительные ниши колес, брызговики и др.);

совершенствование технологии производства автомобильных деталей и узлов, что достигается возможностью объединить многочисленные детали в единый узел, который имеет меньшую массу, и сократить время сборки на конвейере.

Пластическими массами (пластмассами, пластиками) принято называть материалы, представляющие собой композицию полимера или олигомера с различными ингредиентами, находящуюся при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а при эксплуатации – в стеклообразном (аморфном) или кристаллическом состоянии.

Вкачестве ингредиентов могут входить наполнители – практически любые поддающиеся измельчению продукты как неорганического, так и органического происхождения; различные волокна; пластификаторы, отвердители, стабилизаторы, красители и т.д.

Взависимости от характера процессов, сопутствующих формованию изделий, пластмассы делятся на термопласты и реактопласты.

К числу реактопластов, или термореактивных пластмасс, относятся материалы, переработка которых в изделия сопровождается химическими реакциями образования трехмерного полимера – отверждением. При этом полимеры утрачивают способность переходить при нагревании в вязкотекучее состояние и стойки к растворителям.

При формовании изделий из термопластов материал сохраняет способность при определенной температуре переходить в вязкотекучее состояние и растворяться в соответствующих растворителях [1].

Внастоящее время в конструкциях действующих моделей отечественного автомобиля применяются разнообразные полимеры: полиолефины, ПВХ, полистирол, фторопласты, полиметилакрилат, полиамиды, полиформальдегид, поликарбонат, стеклопластики, фенольные пластики, полиуретаны (рисунок 1), этролы и др.

353

Рис. 1. Полиуретановые материалы в автомобиле [3]: 1-передний бампер; 2-капот; 3-структурные детали (модуль радиатора, корпус

воздушного радиатора); 4-фильтр, воздушный фильтр, радиальный фильтр;5-защитный колпачок наконечника провода; 6-наружное зеркало заднего вида; 7-оболочка кабеля система ABS/ESP; 8-катушечный проводник на плоской ленте-носителе;9-средняя консоль;10-боковая часть двери; 11-внутренняя пеноизоляция; 13-покрытие для приборной доски; 14-внутренняя пеноизоляция приборной доски; 15-рулевое колесо; 16-сиденья, подголовники, подлокотники; 17-подголовники; 18-элементы отделки интерьера; 19-подстаканники, шторки, дверные ручки; 20-пленка для поясничного упора в спинке сидения; 21-рукоятка рычага переключения передач; 22-модуль крыши, хардтоп; 23-внутренняя поверхность крыши, потолок; 24-рукоятка рычага переключения передач, ручной тормоз, элементы управления; 25-пол багажника, полка для мелкой ручной клади за задним сиденьем автомобиля; 26-проклейка ветрового стекла и оконных стекол; 27-задний бампер; 28-задний спойлер, кромка спойлера; 29дверные пороги; 30-пенозащита коврового покрытия; 31-крыло; 32-дополнительные рессоры, подпятники, элементы шасси.

Из термопластичных пластмасс изготавливаются детали салона (панель приборов, облицовки рулевых колес и подрулевых переключателей, обивки дверей, багажника, крыши и пола), детали подкапотного пространства и двигателя (впускной коллектор, крышка клапанного отсека, бачки радиаторов, кожух отопителя и крыльчатка вентилятора), наружные панели кузова (крылья, дверьбагажника, спойлеры), внешние декоративные и функциональные элементы (колпаки колес, решетки радиатора,бамперы) [2].

Основным направлением расширения применения пластмасс в конструкции легкового автомобиля является внедрение крупногабаритных наружных деталей кузова из композиционных полимерных материалов, обеспечивающих снижение массы и повышение долговечности за счет коррозионной стойкости. Разработка высокопрочных композиционных материалов с полимерной матрицей и стеклянными, углеродными и другими волокнами позволила перейти к использованию их в

354

нагруженных силовых деталях, таких как карданные валы, рессоры, обода колес и др.

Таким образом, переход на новые технологии производства с применением пластмасс взамен металла позволяет произвести значительно более функционально изделие со сложной конфигурацией за одну техническую операцию, обеспечить свободу дизайна, улучшение внешнего вида, снижение веса деталей, а также сокращает затраты на механическую обработку и время сборки.

Библиографический список

1.Бобович Б.Б. Химики — автолюбителям: Справ. изд./Б. Б. Бобович, Г. В. Бровак, Б. М. Бунаков и др.— 2-е изд., испр.— Л.: Химия, 1991.—с.126.

2.Калевман М.Л., Лунин А.С., Лесничий П.А., Зиганшина Э.Х. Новые высокотехнологичные композиционные термопласты для перспективных моделей автомобилей ВАЗ/ Журнал Пластические массы №10, 2006 – с.26.

3.http://www.basf.ru/ New horizons. Polyurethanes in cars.

УДК 532.5

ВОЗМОЖНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОДИОДА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ДВС

А.Б. Семёнов, соискатель Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

В радиоэлектронике широко применяются схемы выпрямителей переменного тока, основным элементом которых являются диоды. Гидродинамическая аналогия диода (рисунок 1) «гидродиод» – позволяет перенести принцип диода на гидравлические системы подверженные осциллирующим вибрациям, это можно сделать благодаря эффекту полупроходимости мембраны [1].

Рис. 1. Профиль образующей отверстия перепуска жидкости в прокладке головки блока цилиндров

355

Работа современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), как правило, сопровождается вибрациями, основными причинами которой являются [2]:

недостаточная сбалансированность кривошипно-шатунного механизма;

нестационарная динамика воспламенения рабочей смеси в цилиндрах. Безусловно, вибрация вредное явление, которое рано или поздно

приведёт к разрушению ДВС или его элементов. Однако энергию вибраций можно использовать для обеспечения собственных нужд ДВС [3], например, для прокачки охлаждающей жидкости через рубашку блока цилиндров, спрофилировав соответствующим образом отверстия перепуска жидкости в прокладке блока цилиндров.

Осциллирующие вибрации приводят к появлению инерционного

напора на поверхностях мембраны [4]: hИН j z , где j – модуль g

главного вектора ускорения системы, подверженной инерционному воздействию, ∆z [м] – характерный размер системы в направлении главного вектора j. При наличии в полостях над мембраной упругообъёмных элементов инерционный напор приведёт к перетоку жидкости, а благодаря разнорасходности и к однонаправленному протоку жидкости.

Типичные кривые амплитудно-частотных характеристик колебаний ДВС [5] приведены на рисунке 3.

Здесь же нанесено вызванное ими инерционное ускорение, оцененное по формуле:

j A f 2 ,

где A – амплитуда вибраций, f – частота вибраций для данной амплитуды. Таким образом, на основании изложенного можно заключить, что прокладка головки блока цилиндров может быть использована в качестве

насоса перекачки охлаждающей жидкости.

356

Рис. 2. Зависимость напора от частоты, амплитуды и ускорения вибраций полости при амплитуде колебаний:

(1) 5–12 мм; (2) 4–10 мм; (3) 3–7 мм; (4) 2–5 мм; (5) 1–3 мм

Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики вибраций двигателей внутреннего сгорания

Библиографический список

1.Kuraev A.A., Semenov A.B. Effect of frequency response function of nonstationary flow of liquid on pressure characteristics of perforated membrane / International Conference on the Methods of Aerophysical Research, XIV: ICMARXIV: Proceedings. Part 2 – Novosibirsk: Publ. House “Nonparel”, 2010.

2.О методах измерения и оценки шума и вибраций бензиновых двигателей при жёстком рабочем процессе. Труды семинара по проблеме уменьшения шума автомобилей, 25 октября 1963. Выпуск 3. М., ОНТИ НАМИ, 1964.

357

3.Патент РФ № 2365795 Перекачивающее устройство / Кураев Анатолий Алексеевич,

Кураев Алексей Анатольевич, Бабушкин Виктор Дмитриевич, Зайков Евгений Викторович.//БИПМ 2009№24

4.Некрасов Б.Б. Гидравлика и её применение на летательных аппаратах. М.: Машиностроение, 1967.

5.Козюко В.А., Крупицкий С.М. Датчик для регистрации высокочастотных виброколебаний. - В сб. №103 Автомобили, тракторы и двигатели». Челябинск, ЧПИ, 1972.

Научный руководитель д-р техн. наук, профессор А.А. Кураев

УДК 629.3.014:66.074.912-024

О ВЛИЯНИИ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ

Р.Ю. Филоненко, преподаватель Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, г. Омск

На рубеже 20 и 21 веков ужесточаются экологические требования к автомобилям (стандарты «Евро-2» и выше), появляются системы нейтрализации отработавших газовс использованием катализаторов и датчиков концентрации кислорода. Наряду с этим изменяются требования к качеству автомобильного топлива по составу и количеству механических и химических примесей, причем это относится и кбензину, и ксжиженному углеводородному газу.

Фильтрация газового топлива определяет ресурс и надежность не только газобаллонной аппаратуры, но и деталей газораспределительного механизма и цилиндропоршневой группы двигателя. Следовательно повышение качества очистки сжиженного углеводородного газа является существенным резервом в обеспечении ресурсосберегающей эксплуатации газовой аппаратуры и самого двигателя [1]. Помимо загрязнений которые образуются не посредственно на поверхностях элементов газовой аппаратуры автомобиля, аналогичные загрязнения образуются и на оборудовании автомобильных газовых заправок, контактирующем с газовым топливом, в емкостях газовозов при транспортировке сжиженного нефтяного газа, элементах компрессорных установок при перекачке газа и тд.

Целью данной статьи является определение механизмов коррозии материалов узлов системы питания газобаллонных автомобилей, процессов образования механических примесей, влияющих на ресурс фильтров и всей системы питания, а также формулировка рекомендаций по минимизации негативного влияния примесей на работу газобаллонной аппаратуры.

358

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]