Введение. Одной из актуальных задач, стоящей перед разработчиками наземных транспортно-технологических машин, является уменьшение вибрационных воздействий на человека-оператора. Вибрационные воздействия вызваны в основном взаимодействием рабочих органов с рабочей средой и ходового оборудования машин с микрорельефом опорной поверхности, по которой движется машина. Для уменьшения вибрационных воздействий применяются виброзащитные системы кабины и сиденья оператора. Перспективны конструкции виброзащитных систем сидений с эффектом квазинулевой жесткости. Предложена конструкция пассивной виброзащитной системы сиденья оператора на основе параллелограммного механизма, которая позволяет обеспечить указанный эффект квазинулевой жесткости. Для практического применения разработанной виброзащитной системы сиденья необходимо решить задачу назначения и оптимизации ее основных конструктивных параметров.

Материалы и методы. В качестве целевой функции при оптимизации конструктивных параметров виброзащитной системы сиденья было принято среднеквадратичное вертикальное ускорение сиденья в неподвижной системе координат. Для разработанной расчетной схемы виброзащитной системы сиденья на основе параллелограммного механизма были выделены независимые конструктивные параметры, оказывающие влияние на среднеквадратичное вертикальное ускорение сиденья. Чтобы уменьшить размерность задачи, часть параметров была связана алгебраическими зависимостями или зафиксирована. Необходимость уменьшения числа независимых варьируемых параметров была обусловлена сравнительно большим временем моделирования отдельного процесса перемещения машины по микрорельефу опорной поверхности при помощи разработанной комплексной имитационной математической модели автогрейдера с виброзащитными опорами кабины оператора и с виброзащитным механизмом сиденья оператора. В качестве независимых были выделены горизонтальная длина звена параллелограмма, коэффициент вязкости демпфера механизма и горизонтальный размер от оси вращения до ограничивающих роликов механизма.

Результаты. Была разработана методика выбора и оптимизации конструктивных параметров виброзащитного механизма, представленная в виде блок-схемы, включающая в себя этап локальной оптимизации коэффициента вязкости демпфера и горизонтального размера от оси до ограничивающих роликов Симплекс-методом. Получения каждого отдельного значения целевой функции при локальной оптимизации выполнялось путем обработки результатов дискретных значений ускорения сиденья, полученных моделированием перемещения машины на имитационной математической модели. Приводятся примеры применения разработанной методики с различными наборами исходных данных.

Обсуждение и заключение. Применение разработанной методики позволяет однозначно определить значения конструктивных параметров виброзащитной системы на основе параллелограммного механизма, в том числе геометрические размеры, коэффициент вязкости демпфера, а также в качестве вторичных выходных параметров жесткость и размеры пружины растяжения механизма.

Введение. Проблема ускорения и удешевления строительства автодорог без снижения их качества может быть решена путём создания комплекса агрегатов непрерывного действия. Агрегаты, следуя друг за другом, осуществляют весь комплекс работ, направленных на строительство автодорог. Одним из элементов агрегата непрерывного действия, формирующего кювет, является прямоточный роторный рыхлитель. Выявлено, что для выемки грунта вблизи оси вращения ротора прямоточного роторного рыхлителя должен быть установлен, соосно с большим ротором, малый ротор с бóльшей угловой скоростью. Применение прямоточных роторных рыхлителей для разработки грунта сдерживается недостаточным теоретическим обоснованием их параметров. Прежде чем провести анализ взаимодействия элементов рабочих органов прямоточного роторного рыхлителя с грунтом необходимо уточнить конструктивную компоновку малого ротора.

Методика исследования. Малый ротор должен содержать два ножа, соединённых по периферии диском для придания жёсткости ножам; сечение ножей треугольное с углом заточки 20°, для максимальной трансформации угла заострения ножи должны иметь саблевидную форму; два зубца, расположенные на диске, для разрыхления грунта и его смещения в сторону ножей; наконечник вала малого ротора, диаметр которого должен превышать ширину ножа в месте его соединения с наконечником вала; спиральный нож на конце наконечника вала для рыхления грунта и его смещения в сторону ножей. Построив проекции на поперечно-вертикальную плоскость лезвия ножа, зубца и диска малого ротора, когда имеется различный угол отклонения лезвия в плоскости резания, можно выявить основные геометрические параметры элементов малого ротора прямоточного роторного рыхлителя. Применив известные формулы теоретической механики, определим угловую скорость малого ротора и другие кинематические параметры.

Результаты. На основе методики построения проекции на поперечно-вертикальную плоскость лезвия ножа, зубца и диска малого ротора, когда имеется различный угол отклонения лезвия в плоскости резания, выявлены основные геометрические параметры элементов малого ротора прямоточного роторного рыхлителя. По формулам теоретической механики определены: окружная скорость точки на поверхности вала, угловая скорость малого ротора, время одного оборота малого ротора, путь агрегата за один оборот малого ротора. Построена и аппроксимирована зависимость радиуса точки на лезвии ножа малого ротора от угла поворота луча.

Заключение. Путём построения проекций на поперечно-вертикальную плоскость лезвия ножа при различных углах отклонения лезвия в плоскости резания. Определена оптимальная форма лезвия ножа. Выявлена трансформация угла заострения лезвия в зависимости от угла отклонения плоскости резания от плоскости, перпендикулярной к лезвию, передний, задний угол лезвия ножа, профиль лезвия ножа малого ротора в пространстве. Произведена конструктивная компоновка малого ротора. Вычислена окружная скорость точки на поверхности вала, угловая скорость малого ротора, время одного оборота малого ротора, путь агрегата за один оборот малого ротора.

Введение. В данной статье приведены результаты исследования влияния износа твердосплавного наконечника режущего элемента дорожной фрезы на возникающую силу сопротивления резанию при фрезеровании асфальтобетонов. Актуальность работы обусловлена недостаточным количеством информации о влиянии износа на силу сопротивления резанию, поэтому прогнозировать изменения нагрузок на рабочем органе фрезерных машин в процессе её работы с изношенными режущими элементами не является возможным.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились с целью определения силы сопротивления резанию, возникающей в процессе фрезерования асфальтобетона с максимальным размером минерального заполнителя 16 мм, используемого для верхнего слоя покрытия и для дорог с нормальными условиями движения (А16вн) в зависимости от толщины срезаемой стружки и степени (процента) износа режущего элемента. Для проведения исследования был использован маятниковый стенд, наиболее подходящий для изучения взаимодействия единичного режущего элемента дорожной фрезы с асфальтобетоном.

Результаты. В результате проведения экспериментальных исследований удалось получить данные, которые могут быть использованы для обоснования выбора интервала замены режущих элементов в процессе эксплуатации фрезерного оборудования, что в перспективе приведёт к повышению производительности оборудования и срока его эксплуатации. Достигнутые результаты позволяют корректировать ранее полученные математические модели и методики расчетов фрезерных машин с учетом степени (процента) износа режущих элементов.

Обсуждение и заключение. Проведенные исследования позволили определить зависимости силы сопротивления резанию от процента износа режущего элемента и толщины срезаемой стружки. Вместе с тем следует отметить, что на практике необходимо задавать дополнительные запасы прочности при конструировании элементов фрезерной машины с учетом износа режущего элемента.

Введение. Формирование «грузового каркаса» вокруг крупных городов приводит к изменению состава транспортного потока на объездных путях и увеличению в общем транспортном потоке грузовых автомобилей различных категорий. Помимо этого, активная застройка пригородной территории жилыми комплексами способствует возрастанию трафика. Совокупность отраженных явлений приводит к возникновению определенного рода транспортных проблем, связанных в первую очередь со снижением пропускной способности. Довольно часто такие проблемы наблюдаются на регулируемых перекрестках, что требует оперативного изменения режима управления, для этого необходимым мероприятием является обязательный учет технических и динамических параметров грузовых автомобилей, которые не в полной мере учитываются в существующих коэффициентах приведения. С целью установления степени влияния данных параметров на изменение основных характеристик транспортного потока, таких как среднее время проезда и средняя скорость движения, выполнено данное исследование.

Методы и материалы. При выполнении исследования были применены методы натурного наблюдения, статистического анализа и моделирования. Необходимыми материалами для выполнения исследования являлись устройства автоматического сбора характеристик транспортного потока, такие как видеокамеры и детекторы транспорта, продукт AnyLogic версии 8.0 для выполнения моделирования и пакет описательной статистики в MSExcel.

Результаты. В ходе выполнения исследования и проведения эксперимента было установлено различие основных характеристик транспортного потока при использовании стандартных коэффициентов приведения и без их использования с учетом динамических и технических параметров грузовых автомобилей. На объекте исследования определена разница в значении среднего времени проезда () при различных методах учета грузовых автомобилей, наблюдаемая в диапазоне [-51,5%; 16,8%] и средней скорости движения () в диапазоне [-20%; 34%]. В результате математических изысканий определены функциональные зависимости между средней скоростью движения и интенсивностью движения с учетом наличия грузовых автомобилей различных категорий, их технических и динамических параметров. Определены пути дальнейшего исследования.

Введение. Неисправности элементов системы впрыска топлива приводят к ухудшению показателей работы дизельных двигателей. Наибольшая доля повреждений, возникающих при эксплуатации аккумуляторных систем впрыска топлива, приходится на электрогидравлические форсунки. Для своевременного выявления неисправностей проводится диагностирование форсунок. Наиболее точное определение технического состояния форсунок можно произвести при помощи специализированных диагностических стендов со снятием их с двигателя. Как правило, поставленный диагноз представляет собой заключение об общем техническом состоянии форсунки. Для обеспечения высокого качества и снижения трудоёмкости ремонта необходимо применение новых методов и средств, позволяющих проводить углублённое диагностирование форсунок с выявлением конкретных дефектов. Целью представленной работы является выявление возможных отличий изменения совокупности диагностических параметров при изменении отдельных структурных параметров для возможности определения конкретных дефектов форсунок при их диагностировании.

Материалы и методы. Гидродинамические процессы, протекающие в электрогидравлической форсунке при её функционировании, были описаны системой дифференциальных уравнений первого порядка. Для исследования влияния изменения структурных параметров на диагностические параметры были проведены численные эксперименты. Расчёты осуществлялись при помощи программной среды математических вычислений Mathcad. Расчёты проводились при разных сочетаниях давлений в топливном аккумуляторе и продолжительности управляющего импульса, соответствующих определённым режимам работы двигателя.

Результаты. В работе приведены графики зависимостей цикловой подачи среднего расхода топлива в сливную магистраль, величины задержки начала подъёма иглы, продолжительности подъёма и посадки иглы, продолжительности впрыска и чувствительности данных диагностических параметров от величин зазоров в сопряжениях «направляющая часть иглы – корпус распылителя», «плунжер мультипликатора – втулка», от величины неплотности управляющего клапана.

Обсуждение и заключение. В результате проведения численных экспериментов обнаружены отличия изменения совокупности диагностических параметров при изменении отдельных структурных параметров.

Введение. В процессе сгорания дизельного топлива в дизельном двигателе при повышенной подаче топлива в результате его неполного сгорания образуются частицы сажи, которые либо выбрасываются в атмосферу, либо попадают в моторное масло. Сажа, загрязняя моторное масло, вызывает изменение его показателей качества. Сажа представляет собой очень мелкие частицы, образующиеся по сложному механизму реакции в пламени богатой топливом области при сжигании углеводородов в отсутствие воздуха, в основном состоящие из смеси аморфного углерода и органического вещества.

Материалы и методы. В данной работе приведены результаты литературного обзора, направленного на изучение путей возникновения сажи при эксплуатации дизельных двигателей , ее влияния на поверхности пар трения и узлов двигателя, также обсуждаются механические свойства дизельной сажи. Выводы. Содержание сажи в моторном масле резко возрастет в двигателях с рециркуляцией отработавших газов, что приводит к повышению температуры в зонах трения и вязкости смазочного материала, а также к образованию отложений на горячих деталях. Эти процессы происходят по причине разряжения в картерном пространстве и интенсификации поступления газов из камеры сгорания. Интервалы замены масла необходимо контролировать при повышенной интенсивности поступления сажи в моторное масло.

Рамки исследования/возможности. Такого вида исследование поможет определить причины возникновения сажи в дизельном двигателе, понять последствия использования загрязненного частицами сажи моторного масла.

Оригинальность/ценность. Проведенное исследование может являться основой для разработки рекомендаций по совершенствованию технического обслуживания двигателей внутреннего сгорания для предприятий, имеющих в своем распоряжении автомобили с дизельными двигателями с целью увеличения ресурса силовых агрегатов и сокращения эксплуатационных затрат.

Введение. Технологический процесс восстановления детали должен обеспечивать более 80% ресурса и не более 50% стоимости новой детали. Износостойкость нанесенного покрытия предопределяет ресурс восстановленной детали, работающей при гидроабразивном и граничном трении. Микротвердость электролитического покрытия на основе железа является одним из ключевых показателей износостойкости. Исследование результатов статистической обработки и факторов, наибольшим образом влияющих на повышение микротвердости покрытия на основе железа, позволит рекомендовать и оптимизировать условия осаждения для получения наиболее износостойких покрытий.

Материалы и методы. Исследования проводили на оборудовании, позволяющем получать необходимые данные с требуемой точностью. Математическую обработку проводили с применением современных средств обработки статистических данных, которые исключали возможные ошибки, позволяя получать зависимость факторов с необходимой точностью.

Результаты. В ходе исследования разработанного сульфатно-хлоридного электролита для осаждения железохромового покрытия возникла необходимость определения влияния условий осаждения – «факторов» (температура, кислотность электролита, плотность катодного тока) на микротвердость покрытия – «отклик». Было выявлено, что сочетание факторов «температура» и «катодная плотность тока» в кодированных значениях 1,5…2,0 и -2 являются наиболее значимыми. Оптимизированы условия осаждения с целью получения покрытия с максимальной микротвердостью.

Обсуждение и заключение. В результате проведенных исследований влияния условий осаждения сплава Fe-Cr из сульфатно-хлоридного электролита на микротвердость покрытия установлено, что для получения качественного покрытия сплава железо-хром с высокими показателями микротвердости необходимо точно соблюдать требования условий осаждения и кислотности в большей степени. Так как плотность тока и температура электролита, по сравнению с кислотностью электролита, устанавливаются и регулируются оборудованием ванны железнения.

Введение. В данной статье рассмотрена технология проектирования асфальтобетонных покрытий по методу Superpave. Система Superpave (SUperior PERforming Asphalt PAVEments) была разработана стратегической программой исследований автомобильных дорог (SHRP) в США. Целью программы был поиск новых способов проектирования, асфальтобетонных покрытий, которые будут работать лучше при экстремальных температурах и интенсивных транспортных нагрузках.

В настоящее время в российской дорожно-строительной отрасли активно внедряется система объемного проектирования асфальтобетонных смесей. Это адаптация американского метода Superpave и внедряется в нашей стране в виде серии новых стандартов. Система объемно-функционального проектирования Superpave в частности связана с устранением нескольких проблем, связанных с дорожным покрытием: постоянной деформацией, которая является результатом неудовлетворительной прочности асфальтобетонной смеси на сдвиг при высоких температурах, и повреждением при низких температурах, которое возникает, когда асфальтобетонное покрытие подвергается напряжению, превышающему предел прочности на сжатие и растяжение. Устранение вышеописанных проблем осуществляется за счет наиболее разумного подбора составляющих асфальтобетонной смеси.

Материалы и методы. Исследования битумных вяжущих проведены по методам, заложенным в технические требования: ГОСТ Р 58400.1–2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом температурного диапазона эксплуатации».

Подбор марки PG битумного вяжущего по технологии Superpave был проделан на примере полимер-битумного вяжущего, отвечающего требованиям ГОСТ 52056–2003 марки ПБВ 90 (образец 4) и битумного вяжущего, полученного на основе гудрона с добавлением термоэластопласта (далее – ТЭП) типа СБС, соответствующего требованиям ГОСТ 52056–2003 марки ПБВ 90 (образец 3).

Результаты. В статье проведен обзор технической документации с целью ознакомления с методологией подбора марки битумного вяжущего для асфальтобетонной смеси. В ходе исследований рассмотрены технологические особенности системы объемного функционального проектирования асфальтобетонной смеси по методике Superpave, а также определены марки битумного вяжущего. Внедрение иностранного опыта в строительство дорог может способствовать улучшению и повышению качества российских автомобильных дорог.

Обсуждение и заключение. Основываясь на проведенных в работе экспериментальных данных, можно сделать заключение о том, что достигнута поставленная цель, а именно – подобраны марки битумного вяжущего по технологии Superpave, отвечающие требованиям ГОСТ Р 58400.1–2019 и ГОСТ Р 58400.2– 2019, а именно для полимерно-битумного вяжущего (ПБВ 90 по ГОСТ 52056–2003) – PG 58-28, и на основе гудрона с добавлением ТЭП марки СБС – PG 64-28 соответственно.

По результатам проведенных испытаний были подобраны марки битумных вяжущих PG по технологии Superpave и в зависимости от климатических условий и транспортных нагрузок ГОСТ Р 58400.1–2019

«Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом температурного диапазона эксплуатации» и ГОСТ Р 58400.2–2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом уровней эксплуатационных транспортных нагрузок».