Название статьи АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ ЗУБЬЕВ НАГРУЖЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
Авторы

М.М. КАНЕ, д-р техн. наук, проф., профессор кафедры «Технология машиностроения», Белорусский национальный технический университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О.Г. ДЕВОЙНО, д-р техн. наук, проф., заведующий ОНИЛ плазменных и лазерных технологий, Филиал БНТУ «Научно-исследовательский политехнический институт», г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.В. ШВЕЦ, доцент кафедры «Машиноведение и детали машин», Белорусский национальный технический университет, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В рубрике МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Год 2025
Номер журнала 1(70)
Страницы 53–58
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 621.793
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2025-1-70-53-58
Аннотация

Показана актуальность замены дорогих легированных сталей, из которых в настоящее время изготавливают нагруженные цилиндрические зубчатые колеса, более дешевыми (до 2,5 раз) конструкционными сталями, совершенствования процессов упрочнения зубьев нагруженных цилиндрических шестерен и снижения их стоимости. Показаны недостатки наиболее распространенного метода упрочнения нагруженных зубчатых колес. Описаны возможности современных методов поверхностного упрочнения металлов с помощью лазерного излучения. Приведены основные результаты изучения влияния условий лазерного упрочнения образцов из конструкционной стали 40Х сканирующим лазерным лучом на твердость и шероховатость поверхностей образцов. Для типовых условий эксплуатации цилиндрических шестерен автотракторных трансмиссий выполнена расчетная оценка возможности обеспечить необходимый ресурс передачи при использовании конструкционной стали 40Х для изготовления шестерен с последующим упрочнением зубьев сканирующим лазерным лучом.

Ключевые слова цилиндрические зубчатые колеса, лазер со сканирующим лучом, лазерная закалка металлов, лазерное упрочнение стали 40Х, глубинная выносливость зубьев
Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Зинченко, В.М. Инженерия поверхности зубчатых колес методами химико-термической обработки / В.М. Зинченко. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. — 302 с.
  2. Зубчатые передачи и трансмиссии в Беларуси: проектирование, технология, оценка свойств / В.Б. Альгин, В.Е. Антонюк, П.Н. Громыко [и др.]; под общ. ред. В.Б. Альгина, В.Е. Стар-
    жинского. — Минск: Беларус. навука, 2017. — 406 с.
  3. Калашников, А.С. Упрочнение зубчатых колес / А.С. Калашников // РИТМ машиностроения. — 2019. — № 3. — С. 32–38. — URL: https://ritm-magazine.com/en/node/3328.
  4. ラジカル窒化ステンレス鋼SUS440C歯車のスコーリング強さ / 灘野宏正, 中迫正 一,河野正来, 野田善友, 深田一徳 // 日本機械学会論文集(С編). — 2002. — 68 卷, 670 号. — P. 1840–1847. — DOI: https://doi.org/10.1299/kikaic.68.1840. = Scoring resistance of radical nitrided stainless steel SUS440C spur gears / H. Nadano, M. Nakasako, M. Kohno [et al.] // Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Series C. — 2002. — Vol. 68, iss. 670. — P. 1840–1847. — DOI: https://doi.org/10.1299/kikaic.68.1840.
  5. Компьютерная программа «Расчет прокаливаемости конструкционных сталей (H-Steel)»: св-во № 846. Респ. Беларусь; правообладатель Объед. ин-т машиностроения НАН Беларуси. — № С20150109; заявл. 03.11.15; опубл. 12.01.16 // Реестр зарегистр. компьютерных программ / Нац. центр интеллектуальной собственности. — 2016.
  6. Руденко, С.П. Контактная усталость зубчатых колес трансмиссий энергонасыщенных машин / С.П. Руденко, А.Л. Валько. — Минск: Беларус. навука, 2014. — 126 с.
  7. 郭锐. 喷丸强化对25MoCr5钢渗碳齿轮组织及性能的影响 / 郭锐, 王荣华 // 金属热处理. — 2001. — 6期. — P. 21–23. = Guo, R. Influence of shot peening strengthening on structure and properties of 25MoCr5 steel carburized gears / R. Guo, R. Wang // Jinshu Rechuli – Heat Treatment of Metals. — 2001. — Iss. 6. — P. 21–23.
  8. Антонюк, В.Е. Зубчатые передачи. Нормативно-методическое обеспечение точности зубчатых передач на этапе проектирования / В.Е. Антонюк, В.Л. Басинюк, П.С. Серенков. — Минск: Беларус. навука, 2016. — 251 с.
  9. Астапчик, С.А. Лазерные технологии в машиностроении и металлообработке / С.А. Астапчик, В.С. Голубев, А.Г. Маклаков. — Минск: Белорус. наука, 2008. — 251 с.
  10. Влияние лазерного упрочнения круглым, профилированным и колеблющимся лучом на повышение ресурса работы деталей машин / В.П. Бирюков, А.А. Фишков, Д.Ю. Татаркин, Е.В. Хриптович // ФОТОНИКА. — 2017. — № 3. — С. 28–34.
  11. Евстюнин, Г.А. Лазерное упрочнение в оборонной промышленности / Г.А. Евстюнин, В.М. Журавель, И.Ф. Буханова // РИТМ машиностроения. — 2017. — № 5. — С. 38–41. — URL: https://ritm-magazine.com/en/node/1884 (дата обращения 05.08.2024).
  12. Матвеев, Ю.И. Лазерные технологии в судовом машиностроении / Ю.И. Матвеев. — Нижний Новгород: Изд-во ГОУ ВПО ВГАВТ, 2003. — 98 с.
  13. Тескер, Е.И. Современные методы повышения несущей способности высоконагруженных зубчатых передач трансмиссий и приводов / Е.И. Тескер, С.И. Тескер // Теория и практика
    зубчатых передач: сб. тр. междунар. симпозиума, г. Ижевск, 21–23 янв. 2014 г. / ИжГТУ. — Ижевск, 2014. — С. 316–323.
  14. Бирюков, В.П. Влияние распределения плотности мощности лазерного луча на повышение износостойкости поверхностей трения / В.П. Бирюков // Вестник машиностроения. — 2008. — № 3. — С. 33–37.
  15. Лебедев, С.Ю. Вероятность безотказной работы поверхностно-упрочненных зубьев колес цилиндрических передач / С.Ю. Лебедев, В.Н. Сызранцев // Тракторы и сельхоз машины. — 2024. — Т. 91, № 3. — С. 341–353. — DOI: https://doi.org/10.17816/0321-4443-625954.
  16. Девойно, О.Г. Обеспечение ресурсных параметров ответственных элементов механических трансмиссий с использованием лазерных технологий / О.Г. Девойно, И.В. Швец // Теоретическая и прикладная механика: междунар. науч.-технич. сб. / БНТУ; редкол.: А. В. Чигарев (пред. редкол.). — Минск, 2019. — Вып. 34. — С. 266–270.

Название статьи МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПЫТАНИЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ NMC-ЯЧЕЕК НА РЕСУРС ЦИКЛИРОВАНИЯ
Авторы

К.В. ДОБРЕГО, д-р физ.-мат. наук, руководитель проекта развития СНЭ, ООО «Актив ОМЗ» Холдинга 1AK-GROUP, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.В. БЕЛЕВИЧ, заместитель генерального директора по высокоавтоматизированному электротранспорту, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.В. ИГНАТЧИК, заведующий сектором проектирования аккумуляторных батарей НИЦ «Электромеханические и гибридные силовые установки мобильных машин», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.А. АНАНЧИКОВ, канд. техн. наук, доц., заведующий лабораторией электрогидравлических систем управления НИЦ «Электромеханические и гибридные силовые установки мобильных машин», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В рубрике МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Год 2025
Номер журнала 1(70)
Страницы 43–52
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 621.355:004.94
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2025-1-70-43-52
Аннотация

В работе рассматривается «ускоренный» подход к экспериментальному исследованию, заключающийся в получении одного базового трека деградации и последующей экстраполяции результатов на другие температурные и токовые режимы работы ячейки. Представлены результаты долговременного циклирования литий-ионной NMC-ячейки производства компании Soundon New Energy Technology в токовом режиме 0,5С при комнатной температуре. Обсуждены различные методы определения внутреннего сопротивления по вольт-амперным измерениям. Показано, что внутреннее сопротивление не демонстрирует выраженного монотонного тренда изменения при циклировании и не может служить индикатором состояния пригодности (SOH) ячеек данного вида. Экспериментальные данные по деградации емкости с высокой точностью аппроксимируются функцией, содержащей линейный и экспоненциальный члены. Используя данные производителя по циклированию при комнатной и повышенной (45 °С) температурах, получен корректирующий множитель (функция аррениуса с энергией активации 55 кДж/моль), позволяющий экстраполиро- вать результаты экспериментального исследования в область высоких температур. На основании экспериментальных данных предложена модель непрерывной деградации ячейки, способная учитывать изменяющиеся во времени токовые режимы и переменные графики нагрузки. Соответствующая модель может быть интегрирована в модуль управления батареей (BMS) для отслеживания базового тренда снижения емкости.

Ключевые слова литий-ионный аккумулятор, методика испытания, эксплуатационный ресурс, деградация емкости, внутреннее сопротивление аккумулятора, аппроксимация, экстраполяция
Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. 1H 2023 Energy Storage Market Outlook // BloombergNEF. — URL: https://about.bnef.com/blog/1h-2023-energy-storage-market-outlook (date of access: 07.04.2023).
  2. Litium-ion battery operation, degradation, and aging mechanism in electric vehicles: an overview / J. Guo, Y. Li, K. Pedersen, D.-I. Stroe // Energies. — 2021. — Vol. 14, iss. 17. — DOI: https://doi.org/10.3390/en14175220.
  3. Кулова, Т.Л. Необратимые процессы на электродах литий-ионного аккумулятора: дис. ... д-ра хим. наук: 02.00.05 / Татьяна Львовна Кулова; Ин-т физич. химии и электрохимии РАН. — М., 2011. — 399 л.
  4. Towards a better understanding of the degradation mechanisms of Li-ion full cells using Si / C composites as anode / M. Gutierrez, M. Morcrette, L. Monconduit [et al.] // Journal of Power Sources. — 2022. — Vol. 533. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.231408.
  5. Semi-empirical cyclic aging model for stationary storages based on graphite anode aging mechanisms / A. Krupp, R. Beckmann, T. Diekmann [et al.] // Journal of Power Sources. — 2023. — Vol. 561. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2023.232721.
  6. Data-driven prediction of battery cycle life before capacity degradation / K.A. Severson, P.M. Attia, N. Jin [et al.] // Nature Energy. — 2019. — Vol. 4, iss. 5. — P. 383–391. — DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-019-0356-8.
  7. Oxford battery degradation dataset 1 // Oxford University Research Archive. — URL: https://ora.ox.ac.uk/objects/ uuid:03ba4b01-cfed-46d3-9b1a-7d4a7bdf6fac (date of access: 15.03.2024).
  8. Battery Research Group // University of Maryland. — URL: https://calce.umd.edu/battery-research-group (date of access: 15.03.2022).
  9. Saha, B. Battery Data Set / B. Saha, K. Goebel // NASA. — URL: https://www.nasa.gov/content/prognostics-center-of-excellence-data-set-repository (date of access: 10.06.2024).
  10. Battery Archive // BatteryArchive.org. — URL: https://www.batteryarchive.org/study_summaries.html (date of access: 11.05.2024).
  11. Lithium-ion battery data and where to find it / G. dos Reis, C. Strange, M. Yadav, S. Li // Energy and AI. — 2021. — Vol. 5. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyai.2021.100081.
  12. A machine learning-based framework for online prediction of battery ageing trajectory and lifetime using histogram data / Y. Zhang, T. Wik, J. Bergström [et al.] // Journal of Power Sources. — 2022. — Vol. 526. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.231110.
  13. Diagnosis and prognosis of degradation in lithium-ion batteries / C.R. Birkl, M.R. Roberts, E. McTurk [et al.] // Journal of Power Sources. — 2017. — Vol. 341. — P. 373–386. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.12.011.
  14. A critical overview of definitions and determination techniques of the internal resistance using lithium-ion, lead-acid, nickel metal-hydride batteries and electrochemical double-layer capacitors as examples / G. Piłatowicz, A. Marongiu, J. Drillkens [et al.] // Journal of Power Sources. — 2015. — Vol. 96. — P. 365–376. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.07.073.
  15. Гринчик, Н.Н. Об измерении электрического сопротивления жидких электролитов аккумуляторных батарей / Н.Н. Гринчик, К.В. Добрего, М.А. Чумаченко // Энергетика. Изв. высш. уч. завед. и энер. объед. СНГ. — 2018. — Т. 61,№ 6. — С. 494–507. — DOI: https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-6-494-507.
  16. Algorithm to determine the knee point on capacity fade curves of lithium-ion cells / W. Diao, S. Saxena, B. Han, M. Pecht // Energies. — 2019. — Vol. 12, iss. 15. — DOI: https://doi.org/10.3390/en12152910.
  17. Temperature-driven path dependence in Li-ion battery cyclic aging / M. Feinauer, M. Wohlfahrt-Mehrens, M. Hölzle, T. Waldmann // Journal of Power Sources. — 2023. — Vol. 594. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2023.233948.
  18. Добрего, К.В. Универсальная имитационная модель деградации аккумуляторных батарей с оптимизацией параметров по генетическому алгоритму / К.В. Добрего, И.А. Козначеев // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. — 2022. — Т. 65, № 6. — С. 481–500. — DOI: https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-6-481-498.

Название статьи МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПИРАЛЬНО-КОНИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН ГЛАВНОЙ ПЕРЕДАЧИ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ БОЛЬШОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
Авторы

С.А. ШИШКО, заместитель главного конструктора – начальник отдела механических трансмиссий НТЦ УГК им. А.Н. Егорова, ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ», г. Жодино, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н.Н. ИШИН, д-р техн. наук, доц., начальник НТЦ «Карьерная техника», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.М. ГОМАН, канд. техн. наук, доц., начальник отдела динамического анализа и вибродиагностики машин НТЦ «Карьерная техника», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

М.К. НАТУРЬЕВА, научный сотрудник лаборатории проблем надежности и металлоемкости карьерных автосамосвалов большой и особо большой грузоподъемности НТЦ «Карьерная техника», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В рубрике МЕХАНИКА МОБИЛЬНЫХ МАШИН
Год 2025
Номер журнала 1(70)
Страницы 17–29
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 621.833.65: 539.43
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2025-1-70-17-29
Аннотация

В данной работе представлена методика проектирования крупномодульных спирально-конических зубчатых колес главной передачи карьерных самосвалов, отличающаяся от известных рекомендациями по оптимизации передаточных чисел в целом для трансмиссии и применением корректирующих коэффициентов, установленных методом сравнительных расчетов. Предложенная инженерная методика проектирования спирально-конических зубчатых передач может применяться для экспресс-оценки кинематических и прочностных параметров вновь проектируемых главных передач ведущих мостов карьерных самосвалов. Расчет геометрических параметров и прочности зубчатых колес главных передач основан на установленной эмпирической связи между торцовым модулем mte и максимальным крутящим моментом Мгп на ведущей шестерне. При этом максимальный крутящий момент выбирается по меньшему из двух значений моментов, определяемых по крутящему моменту на турбинном валу гидротрансформатора и по моменту, ограниченному сцеплением ведущих колес с дорогой. Предложенная методика использована при проектировании главных передач гидромеханических трансмиссий самосвалов грузоподъемностью 90 и 135 тонн. Приводится пример расчета геометрических параметров и расчета на прочность спирально-конических шестерен главной передачи карьерного самосвала грузоподъемностью 135 тонн.

Ключевые слова большегрузный карьерный самосвал, гидромеханическая трансмиссия, главная передача, спирально-конические зубчатые колеса, расчет на прочность
Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Шишко, С.А. Особенности расчета и проектирования узлов гидромеханических трансмиссий большегрузных самосвалов БЕЛАЗ / А.С. Шишко, Н.Н. Ишин, А.М. Гоман // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: С.Н. Поддубко [и др.]. — Минск, 2023. — Вып. 12. — С. 198–202.
  2. Шишко, С.А. Обоснование выбора передаточных отношений ГМТ карьерных самосвалов особо большой грузоподъемности / С.А. Шишко, В.И. Моисеенко // Механика машин, механизмов и материалов. — 2016. — № 4(37). — С. 52–59.
  3. Шишко, С.А. Определение критериев для выбора оптимальных параметров гидромеханической трансмиссии карьерного самосвала / С.А. Шишко // Строительные и дорожные машины. — 2012. — № 7. — С. 17–20.
  4. Проблемы карьерного транспорта: материалы XI Междунар. науч.-практ. конф., г. Екатеринбург, 12–14 окт. 2011 г. / Ин-т горного дела УрО РАН. — Екатеринбург: Ин-т горного дела УрО РАН, 2011. — 229 с.
  5. Альгин, В.Б. Высокомощные гидромеханические передачи: патенто-информационное и расчетное исследование. Часть I. Методика // В.Б. Альгин, Е.Н. Боковец, Е.В. Кузнецов // Механика машин, механизмов и материалов. — 2015. — № 2(31). — С. 5–15.
  6. Альгин, В.Б. Развитие высокомощных отечественных и зарубежных ГМТ: патентный ландшафт, расчетный анализ, тенденции. Часть 1. Анализ проблемы / В.Б. Альгин, Е.Н. Боковец, Е.В. Кузнецов // Механика машин, механизмов и материалов. –— 2017. — № 1(38). — С. 5–20.
  7. Новые подходы к оценке и выбору параметров точности профиля рабочих поверхностей спиральных зубьев цементированных конических зубчатых колес / В.И. Моисеенко, С.А. Шишко, А.Н. Кривонос, А.С. Лисичик // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: С.Н. Поддубко [и др.]. — Минск, 2015. — Вып. 4. — С. 378–383.
  8. Шишко, С.А. Повышение тяговых свойств карьерной техники путем рационального привода ведущих колес / С.А. Шишко, А.С. Лисичик // Строительные и дорожные машины. — 2010. — № 9. — С. 18–21.
  9. Лисичик, А.С. Прогнозирование ресурса главной передачи самосвала белаз на стадии проектирования / А.С. Лисичик, С.А. Шишко, Н.Н. Ишин [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. — 2023. — № 2(63). — С. 31–41. — DOI: https://doi.org/10.46864/1995-0470-2023-2-63-31-41.
  10. Tsiafis, I. Design of a spiral bevel gear acc. to ISO 23509:2006 standards / I. Tsiafis, P. Mamouri, K. Kyriakidis // MATEC Web Conf.: 7th Int. Conf. of Materials and Manufacturing Engineering (ICMMEN 2020). — 2020. — Vol. 318. — 6 p. — DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/202031801020.
  11. Zhang, R. The designing and modeling of equal base circle herringbone curved bevel gears / R. Zhang, B. Zhang, S. Fu // Scientific Reports. — 2023. — Vol. 13. — DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28934-0.
  12. Theory and experimental research on spiral bevel gear by double-side milling method / L. Geng, X. Deng, H. Zhang [et al.] // Mechanics & Industry. — 2021. — Vol. 22. — 11 р. — DOI: https://doi.org/10.1051/meca/2021032.
  13. Карьерный автотранспорт. Состояние и перспективы / П.Л. Мариев, А.А. Кулешов, А.Н. Егоров, И.В. Зырянов. — СПб.: Наука, 2004. — 429 с.
  14. Производство зубчатых колес: справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган [и др.]; под общ. ред. Б.А. Тайца. — М.: Машиностроение, 1990. — 464 c.
  15. Высоцкий, М.С. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1995. — 255 с.
  16. Тарасик, В.П. Теория движения автомобиля: учебник для вузов / В.П. Тарасик. — СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 478 с.
  17. Автомобили: Машины большой единичной мощности: учеб. пособие / М.С. Высоцкий, А.И. Гришкевич, А.В. Зотов [и др.]; под ред. М.С. Высоцкого, А.И. Гришкевича. — Минск: Вышэйш. школа, 1988. — 159 с.
  18. Гришкевич, А.И. Автомобили. Теория: учебник для вузов / А.И. Гришкевич. — Минск: Выш. шк., 1986. — 208 с.
  19. Автомобили. Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия / А.И. Гришкевич, В.А. Вавуло, А.В. Карпов [и др.]; под общ. ред. А.И. Гришкевича. — Минск: Выш. шк., 1985. — 240 с.

Название статьи МЕТОДЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ И ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ КАМАЗ. ЧАСТЬ 2
Авторы

В.С. КАРАБЦЕВ, канд. техн. наук, доц., руководитель службы конструкторских и научно-исследовательских расчетов, ПАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны, Республика Татарстан, Российская Федерация; доцент кафедры информационных систем, Набережночелнинский институт Казанского (Приволжского) федерального университета, г. Набережные Челны, Республика Татарстан, Российская Федерация; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Д.Х. ВАЛЕЕВ, канд. техн. наук, доц., советник генерального директора ПАО «КАМАЗ», ПАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны, Республика Татарстан, Российская Федерация; доцент кафедры автомобилей, автомобильных двигателей и дизайна, Набережночелнинский институт Казанского (Приволжского) федерального университета, г. Набережные Челны, Республика Татарстан, Российская Федерация; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В рубрике ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ МЕХАНИКИ
Год 2025
Номер журнала 1(70)
Страницы 30–42
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 629.3.021
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2025-1-70-30-42
Аннотация

В первой части работы было показано, что для проведения комплексных исследований показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности колесных транспортных средств (КТС) специалистами конструкторских и исследовательских подразделений предприятия применяются аналитические расчеты. Во второй части представлен обзор программного обеспечения для компьютерного моделирования указанных свойств, методы оценки коэффициента сложности маршрута, его влияния на эксплуатационные показатели, а также методы оценки нагруженности двигателя и трансмиссии в различных дорожных условиях.

Ключевые слова колесное транспортное средство, методика, контрольный и эксплуатационный расходы топлива, виртуальные (цифровые) испытания, режимы движения, нагруженность двигателя и трансмиссии
Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. ADVISOR Advanced Vehicle Simulator // ADVISOR. — URL: https://adv-vehicle-sim.sourceforge.net (date of access: 26.10.2024).
  2. ADVISOR: a systems analysis tool for advanced vehicle modeling / T. Markel, A. Brooker, T. Hendricks [et al.] // Journal of Power Sources. — 2002. — Vol. 110, iss. 2. — P. 255–266. — DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-7753(02)00189-1.
  3. Смирнов, П.И. Применение среды виртуального моделирования ADVISOR для оценки топливной экономичности и характеристик движения автомобилей / П.И. Смирнов // Современные материалы, техника и технологии. — 2017. — № 7(15). — С. 92–97.
  4. Rodriges, F. Fuel consumption simulation of HDVs in the EU: comparison and limitation / F. Rodriges // EU’s HDV CO2 declaration and VECTO / F. Rodriges. — ICCT, 2018. — P. 3–9.
  5. Fuel consumption comparison of heavy-duty commercial vehicles under CHTC and C-WTVC cycles based on VECTO / L. Wu, X. Wang, X. Jing [et al.] // E3S Web Conf.: 2022 8th International Symposium on Vehicle Emission Supervision and Environment Protection (VESEP2022). — 2022. — Vol. 360. — 14 p. — DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202236001009.
  6. Теренченко, А.С. Оценка выбросов CO2 грузовым автомобилем КАМАЗ-54901 с использованием методологии директивы ЕС 2017/2400 / А.С. Теренченко, А.С. Стряпунин // Труды НАМИ. — 2023. — № 4(295). — С. 61–68. — DOI: https://doi.org/10.51187/0135-3152-2023-4-61-68.
  7. Weller, K. Emission performance of N3 HDVs based on chassis dyno tests / K. Weller, S. Hausberger. — Graz: FWT, 2021. — 24 р.
  8. Franco, V. Heavy-duty vehicle fuel-efficiency simulation: a comparison of US and EU tools / V. Franco, O. Delgado, R. Muncrief // International Council on Clean Transportation. — 2015. — URL: https://theicct.org/publication/heavy-duty-vehicle-fuel- efficiency-simulation-a-comparison-of-us-and-eu-tools/ (date of access: 26.10.2024).
  9. ООО «Научно-технический центр расчетных исследований» [сайт]. — 2019. — URL: https://mvc-auto.ru/ (дата обращения: 26.10.2024).
  10. CHTC与C-WTVC工况油耗和排放的试验研究 / 宋子钰, 陶云飞, 张晖 [等.] // 汽车技术. — 2020. — 6期. — P. 51–57. = Experimental research on fuel consumption and emission of
    CHTC and C-WTVC / S. Ziyu, Y. Tao, H. Zhang [et al.] // Automobile Technology. — 2020. — Vol. 6. — P. 51–57.
  11. Теренченко, А.С. Современные международные требования по ограничению выбросов диоксида углерода и расхода топлива транспортными средствами / А.С. Теренченко, С.А. Аникеев // Транспорт на альтернативном топливе. — 2022. — № 1(85). — С. 60–65.
  12. Нефедов, А.С. Планирование эксперимента и моделирование при исследовании эксплуатационных свойств автомобилей / А.С. Нефедов, Л.Н. Высочин. — Львов: Вища шк.; Изд-во Львовского ун-та, 1976. — 160 с.
  13. Грифф, М.И. Основы создания и развития автотранспорта для строительства: учеб. пособие / М.И. Грифф. — М.: АСВ, 2003. — 143 с.
  14. ORS Maps. — URL: https://maps.openrouteservice.org (date of access: 25.11.2024).
  15. Гуров, М.Н. Формула топливного баланса автомобиля / М.Н. Гуров, В.В. Московкин // Транспорт на альтернативном топливе. — 2012. — № 3(27). — С. 58–61.
  16. Петрушов В.А. Автомобили и автопоезда: Новые технологии исследования сопротивлений качения и воздуха / В.А. Петрушов. — М.: ТОРУС ПРЕСС, 2008. — 351 с.

Название статьи СРАВНИТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ СИСТЕМ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВОЗДУХОМ И ВЫХЛОПА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ С ЭЖЕКЦИОННЫМ ПЫЛЕУДАЛЕНИЕМ
Авторы

И.А. ТРУСЕВИЧ, канд. техн. наук, инженер-конструктор 1-й категории, АО «Специальное конструкторское бюро машиностроения», г. Курган, Российская Федерация; младший научный сотрудник, Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург, Российская Федерация; доцент кафедры гусеничных машин и прикладной механики, Курганский государственный университет, г. Курган, Российская Федерация; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.В. АБДУЛОВ, канд. техн. наук, исполнительный директор – главный конструктор, АО «Специальное конструкторское бюро машиностроения», г. Курган, Российская Федерация; доцент кафедры гусеничных машин и прикладной механики, Курганский государственный университет, г. Курган, Российская Федерация; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.А. ТАРАТОРКИН, д-р техн. наук, проф., главный научный сотрудник, заведующий отделом механики транспортных машин, Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург, Российская Федерация; профессор кафедры гусеничных машин и прикладной механики, Курганский государственный университет, г. Курган, Российская Федерация; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.Б. ДЕРЖАНСКИЙ, д-р техн. наук, проф., ведущий научный сотрудник, Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург, Российская Федерация; заведующий кафедрой гусеничных машин и прикладной механики, Курганский государственный университет, г. Курган, Российская Федерация; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В рубрике МЕХАНИКА МОБИЛЬНЫХ МАШИН
Год 2025
Номер журнала 1(70)
Страницы 5–16
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 629.3
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2025-1-70-5-16
Аннотация

В рамках проведения исследования выполняется литературный анализ, посвященный различным вариантам повышения эффективности систем питания двигателя воздухом и выхлопа отработавших газов. Особое внимание уделяется применению программных продуктов для определения сопротивления трасс систем питания двигателя воздухом и выхлопа отработавших газов, методов и подходов по его снижению и использованию выхлопных газов для очищения пылесборника. В работе приводятся обобщенные требования к системам очистки воздуха для силовых дизельных установок согласно отраслевому стандарту и к системам питания воздухом и выхлопа отработавших газов для дизельного двигателя, рассматриваемого в данной работе, согласно техническим условиям. В соответствии с задачами исследования представлено описание эксперимента по определению сопротивления воздухоочистителя без кассет и с кассетами, перечислены применяемые для симуляционных расчетов модели и методы, обеспечивающие сходимость численного решения и реализованные в многофункциональном программном продукте для мультифизического моделирования STAR-CCM+, приведены исходные данные, граничные и начальные условия, выполнена верификация разработанных моделей, установившая расхождение между экспериментальными показателями и расчетными результатами < 5 %, проведен сравнительный анализ системы питания двигателя воздухом и системы выхлопа отработавших газов базовой и перспективной конструкции. Полученные научно-технические результаты подтверждают возможность осуществления эжекционного отсоса пыли из пылесборника воздухоочистителя с коэффициентом отсоса пыли 17 % (должен быть не менее 12 %) на режиме максимальной мощности, что потребует проведения отдельного исследования, и определяют основные направления дальнейших работ. Для базовой конструкции приоритетным является доработка системы питания двигателя воздухом с целью снижения сопротивления, существенно превышающего требуемую величину. Установка патрубков циклонов под оптимальными углами относительно потока для обеспечения равномерного распределения массового расхода представляется наиболее перспективным решением.

Ключевые слова CFD, система питания двигателя воздухом, воздухоочиститель, система пылеудаления, эжекционный отсос пыли, система выхлопа отработавших газов, дизельный двигатель, симуляция, верификация, прогнозирование
Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Effects of air intake pressure on the engine performance, fuel economy and exhaust emissions of a small gasoline engine / N.R. Abdullah, N.S. Shahruddin, R. Mamat [et al.] // Journal of Mechanical Engineering and Sciences. — 2014. — Vol. 6. — P. 949–958. — DOI: https://doi.org/10.15282/jmes.6.2014.21.0091.
  2. Макоклюев, А.И. Системы охлаждения силовых установок образцов бронетанкового вооружения и техники / А.И. Макоклюев, И.С. Сенникова, И.Н. Мухина // Наука и военная безопасность. — 2021. — № 4(27). — С. 69–76.
  3. Optimization of cooling air flow for improved heat dissipation through radiator / C. Palve, P. Thakur, V. Chavan, A. Aher // SAE Technical Paper 2024-26-0042. — 2024. — DOI: https://doi.org/10.4271/2024-26-0042.
  4. Development of a method to measure engine air cleaner fractional efficiency / T. Jaroszczyk, S. Fallon, Z. Liu, S. Heckel // SAE Technical Paper 1999-01-0002. — 1999. — DOI: https://doi.org/10.4271/1999-01-0002.
  5. 山内 博. 内燃機関用サイクロン形空気清浄器の性能 / 山内 博, 小林 恒夫 // 日本機械学會論文集. — P. 1337–1345. — DOI: https://doi.org/10.1299/kikai1938.27.1337. = Yamauchi, H. Performance of cyclone type air-cleaner as applied to internal combustion engine / H. Yamauchi, T. Kobayashi // Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. — 1961. — Vol. 27, iss. 180. — P. 1337–1345. — DOI: https://doi.org/10.1299/kikai1938.27.1337.
  6. Jaroszczyk, T. Analysis of engine air cleaner efficiency for different size dust distributions / T. Jaroszczyk, S. Fallon, B.A. Pardue // Fluid - Particle Separation Journal. — 2002. — Vol. 14, iss. 2. — P. 75–88.
  7. 全地形車之空氣濾清器流場數值模擬與量測 / 朱力民, 張敏興, 陳建霖, 賴晉圓 // 中國機械工程學刊. — 2009. —30卷, 2期. — P. 143–150. — DOI: https://doi.org/10.29979/JCSME.200904.0008. = Simulation and experimental measurement of flow field within an air cleaner of all-terrain vehicle / L.-M. Chu, M.-H. Chang, J.-L. Chen, J.-Y. Lai // Journal of the Chinese Society
    of Mechanical Engineers, Transactions of the Chinese Institute of Engineers. Series C. — 2009. — Vol. 30, iss. 2. — P. 143–150. — DOI: https://doi.org/10.29979/JCSME.200904.0008.
  8. Song, H. A study on the optimum shape of automobile air cleaner diffuser / H. Song, B. Yang, H. Cho // International Journal of Applied Engineering Research. — 2017. — Vol. 12, no. 12. — P. 3377–3381.
  9. Study on separation characteristics of dust and droplet on air intake pre-filtration systems of cv based on cfd simulation and test / R.-J. Tang, B.-F. Hu, M. Zhang, Z.-J. Lu // DEStech Transactions on Computer Science and Engineering. — 2019. — DOI: https://doi.org/10.12783/dtcse/icaic2019/29462.
  10. Song, H.S. Flow characteristics and noise reduction effects of air cleaners of automobile intake systems with built-in resonators with space efficiency / H.S. Song, H. Cho // Journal of Engineering Research. — 2021. — Vol. 9, no. 3A. — DOI: https://doi.org/10.36909/jer.v9i3A.8370.
  11. Yun, J.-E. Optimal design of off-road utility terrain vehicle air filter intake / J.-E. Yun // Energies. — 2021. — Vol. 14, iss. 8. — DOI: https://doi.org/10.3390/en14082269.
  12. Air cleaner performance improvement through multicyclone / T.M.M. de Amaral, A. Zeller, E.V. de Azevedo [et al.] // SAE Technical Paper 2013-36-0389. — 2013. — DOI: https://doi.org/10.4271/2013-36-0389.
  13. Dziubak, T. Operational properties of performance engine intake air cleaners / T. Dziubak // Combustion Engines. — 2018. — Vol. 172, iss. 1. — P. 25–34. — DOI: https://doi.org/10.19206/CE-2018-103.
  14. Zhang, J. Analysis of dust reduction characteristics of multistage tandem dust removal system / J. Zhang, D. Liang, Y. Cao // Shock and Vibration. — 2023. — DOI: https://doi.org/10.1155/2023/5541196.
  15. Dziubak, T. Experimental testing of filter materials for twostage inlet air systems of internal combustion engines / T. Dziubak // Energies. — 2024. — Vol. 17, iss. 11. — DOI: https://doi.org/10.3390/en17112462.
  16. Numerical studies of an axial flow cyclone with ongoing removal of separated dust by suction from the settling tank / S. Dziubak, J. Małachowski, T. Dziubak, M. Tomaszewski // Chemical Engineering Research and Design. — 2024. — Vol. 208. — P. 29–51. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2024.05.044.
  17. Dziubak, T. Computational and experimental analysis of axial flow cyclone used for intake air filtration in internal combustion engines / T. Dziubak, L. Bąkała // Energies. — 2021. — Vol. 14, iss. 8. — DOI: https://doi.org/10.3390/en14082285.
  18. Dziubak, T. Theoretical and experimental studies of uneven dust suction from a multi-cyclone settling tank in a two-stage air filter / T. Dziubak // Energies. — 2021. — Vol. 14, iss. 24. — DOI: https://doi.org/10.3390/en14248396.
  19. Dziubak, T. Experimental study of the effect of air filter pressure drop on internal combustion engine performance / T. Dziubak, M. Karczewski // Energies. — 2022. — Vol. 15, iss. 9. — DOI: https://doi.org/10.3390/en15093285.
  20. Dziubak, T. Experimental investigation of possibilities to improve filtration efficiency of tangential inlet return cyclones by modification of their design / T. Dziubak // Energies. — 2022. — Vol. 15, iss. 11. — DOI: https://doi.org/10.3390/en15113871.
  21. Yadav, P. Exhaust system of commercial vehicle: a review / P. Yadav, P. Kothmire // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2021. — Vol. 1116. — DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1116/1/012109.
  22. Ahmed, S. Hybrid model for exhaust systems in vehicle thermal management simulations / S. Ahmed, H. Rottengruber, M. Full // Automotive and Engine Technology. — 2022. — Vol. 7. — P. 115–136. — DOI: https://doi.org/10.1007/s41104-022-00104-w.
  23. Lucic, M. Design and CFD simulation of the exhaust manifold of the formula student vehicle / M. Lucic // Machines. Technologies. Materials. — 2023. — Vol. 17, iss. 2. — P. 54–57.
  24. Siddha, D. CFD analysis of exhaust system of a formula racing vehicle / D. Siddha, G. Mahesh, R. Harish // International Journal of Vehicle Structures and Systems. — 2022. — Vol. 14, no. 6. — DOI: https://doi.org/10.4273/ijvss.14.6.05.
  25. 孙雪迎. 整车排气系统对汽油机动力性的影响 / 孙雪迎, 苏方旭, 张艳青 // 内燃机学报. — P. 538–545. — DOI: https://doi.org/10.16236/j.cnki.nrjxb.201806070. = Sun, X. Influence of vehicle exhaust system on torque performance of a gasoline engine / X. Sun, F. Su, Y. Zhang // Transactions of Chinese Society for Internal Combustion Engines. — 2018. — Vol. 36, iss. 06. — P. 538–545. — DOI:
    https://doi.org/10.16236/j.cnki.nrjxb.201806070.
  26. Automobile exhaust after-treatment system of diesel engine: a technical review / B. Aich, S. Roy, P. Roy, S. Bhowmick // International Journal of Creative Research Thoughts. — 2024. — Vol. 12, iss. 5. — P. 559–565. — DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.11442558.
  27. Kaya, B. Design and analysis of the exhaust manifold in a 6-cylinder commercial diesel engine / B. Kaya, C. Büyük, M. Öztürk // Orclever Proceedings of Research and Development. — 2023. — Vol. 3, no. 1. — P. 539–551. — DOI: https://doi.org/10.56038/oprd.v3i1.373.
  28. Bober, B. Influence of exhaust manifold modification on engine power / B. Bober, M. Andrych-Zalewska, P. Boguś // Combustion Engines. — 2023. — Vol. 196, iss. 1. — P. 54–65. — DOI:
    https://doi.org/10.19206/CE-171389.
  29. A review on the correlation between exhaust backpressure and the performance of IC engine / R. Murali, A.B. Shahriman, Z.M. Razlan [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2021. — Vol. 2051. — DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2051/1/012044.
  30. Yadav, P. CFD analysis of exhaust pipe of a diesel engine / P. Yadav, P. Kothmire // AIP Conference Proceedings. — 2021. — Vol. 2417, iss. 1. — DOI: https://doi.org/10.1063/5.0072779.
  31. CFD and thermal analysis of exhaust manifold and exhaust header for a 6 cylinder inline engine: a review / S. Usama, Y. Palav, Z. Shaikh, S. Ansari // International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology. — 2021. — Vol. 9, iss. X. — P. 771–775. — DOI: https://doi.org/10.22214/ijraset.2021.38518.
  32. Askari, A. Coupled CFD-FE-analysis for the exhaust manifold of EF7 engine / A. Askari, M. Farzin, E. Shirani // Proceedings of 13th Annual & 2nd International Fluid Dynamics Сonference, Shiraz, 26–28 Oct. 2024 / Shiraz University. — Shiraz, 2024.
  33. Thangapandian, P. Design and analysis of exhaust manifold for multi-cylinder diesel engine with monolith catalytic converter using CFD / P. Thangapandian // International Journal of Applied Science and Engineering. — 2022. — Vol. 19, no. 1. — DOI: https://doi.org/10.6703/IJASE.202203_19(1).003.
  34. Dziubak, T. Experimental studies of dust suction irregularity from multi-cyclone dust collector of two-stage air filter / T. Dziubak // Energies. — 2021. — Vol. 14, iss. 12. — DOI: https://doi.org/10.3390/en14123577.
  35. Dziubak, T. A study on the improvement of uniformity of dust extraction from multicyclone dust collectors / T. Dziubak // Combustion Engines. — 2011. — Vol. 147, iss. 4. — P. 69–78. — DOI: https://doi.org/10.19206/CE-117077.
  36. Калиновский, А.А. Моделирование и повышение эффективности эжекционного отсоса пыли из воздухозаборника выхлопными газами двигателя сельскохозяйственной машины /
    А.А. Калиновский, Ю.В. Чупрынин, А.А. Новиков // Вестник аграрной науки Дона. — 2018. — № 2(42). — С. 58–65.
  37. Калиновский, А.А. Моделирование и оценка эффективности эжекционного отсоса пыли выхлопными газами в глушителе сельскохозяйственной машины / А.А. Калиновский, Ю.В. Чупрынин, А.А. Новиков // Механика машин, механизмов и материалов. — 2018. — № 2(43). — С. 17–23.
  38. Калиновский, А.А. Оптимизация геометрии проточной области эжектора удаления пыли из воздухозаборника сельскохозяйственной машины / А.А. Калиновский, Ю.В. Чупрынин, А.С. Шантыко // Актуальные вопросы машиноведения: cб. науч. тр. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: С.Н. Поддубко [и др.]. — Минск, 2020. — Вып. 9. — С. 23–26.

Еще статьи...

  1. 1_2025_s