jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ · Пешкилев А. Г. — Кафедра...
Transcript of jkZevgZy gZmqgZy [b[ebhl dZ · Пешкилев А. Г. — Кафедра...
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
СОДЕРЖАНИЕ
Карунин А. Л. — М осковскому автомеханическому институту — 50 л е т ................................... 1
ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Костров А. В. — Вузовская наука — автом обилестроению ..................................................................3Борзыкин А . Я., Бородин Ю. П. — Вуз и отрасль: интеграция обучения и произ
водства ..................................................................................................................................................................................................5Г о в о р я т в ы п у с к н и к и М А М ИНосов В. Б. — Перестройка на Г П З - 1 ....................................................................................... 7
КОНСТРУКЦИИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
О т з н а н и й — к н о в ы м и д е я м , о т и д е й — к к о н с т р у к ц и я м А Т СПешкилев А. Г. — Кафедра «Автомобили» — для а в то з а в о д о в ..........................................................8Владимиров Н. Л., Турбин И. В. — Новое в тормозных системах грузовых авто
мобилей и а в т о б у с о в ................................................................................................................................................. 11Селифонов В. В., Фиронов А. М. — Системы рекуперации энергии. Замыслы и
реалии ..................................................................................................................................................................................13Крамской Н. А., Фотинич Д. И. — Чтобы фронтальный удар становился безо
паснее . 15Вирабов Р. В., Мамаев А . Н., Португальский В. М. — Обкатку автомобиля можно
форсировать ..................................................................................................................................................................... 16
ДВИГАТЕЛИ — ОБЪЕКТ ПОСТОЯННОГО ВНИМАНИЯ
Райков И. Я., Спундэ Я. А. — Резервы совершенствования Д В С ................................................17Волков Г. М., Панин В. И., Рытвинский Г. Н. — Композиты в конструкциях дви
гателей нового поколения 19В н о г у с о в р е м е н е мАкимов О. А., Малеев Р. А., Чижков Ю. П. — Для развития электро- и электрон
ного оборудования А Т С .................................................................................................................................................20Копылов А. И., Прохоров В. А ., Прохоров В. С. — Конденсаторная система пуска
для « О к и » ..................................................................................................................................................................................22Г о в о р я т в ы п у с к н и к и М А М ИШатров Е. В. — Ради прогресса в дви гателестроении ........................................................................23
АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ
Хортов В. П. — Граммы на один а м п е р ................................................................................................................25Балабин О. И., Задворнов В. Н. — Радиальные в ы и гр ы в а ю т ........................................................... 27Г о в о р я т в ы п у с к н и к и М А М ИДмитриевский А. В., Тюфяков А. С. — Доводка характеристик карбюраторов М КЗ 28
ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
Л и т ь е : н е т о л ь к о т р а д и ц и я , н о и п е р с п е к т и в аТананин Ю. А., Мешков В. П., Сивко В. И— В бегущем магнитном поле . . . 30Орлов Г. М. — Автоматы завтрашнего д н я ......................................................................................................... 31П р о и з в о д и т е л ь н о , д е ш е в о , м е т а л л о э к о н о м н оМиропольский Ю . А., Филиппов Ю . К., Колосков Е. В. — От простого к сложному 32 Кузнецов В. А ., Самилкин Д. В., Лобанов А. С. — Деформирующе-режущая об
работка: быстрота и к а ч е с т в о ............................................................................................................................. 34С д е л а н о , и с п ы т а н о , р а б о т а е тСеребряков В. В., Абузов В. И. — Стенд для испытаний в а л о в .....................................................34Степанов И. С., Добронравов М. С., Иванов В. В. — Испытательная тележка . . 35Смирнов Н. П. — Системы активной компенсации и зн аш и вани я ..............................................36
ИНФОРМАЦИЯ
И з и с т о р и и о т е ч е с т в е н н о г о а в т о м о б и л е с т р о е н и яПокровский Г. П. — Это начиналось т а к ................................................................................................................ 37З а р у б е ж о мРябов В. Г., Филякин Ю. П., Дмитриева Н. И. — М еждународные связи МАМИ . . 38
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
Барановский Ю. В .— Рецензия на книгу А . А . Невелева, В. И. Козырева, А . П. Ковалева и др. «Экономика автомобильной промышленности и тракторостроения» 39
Главный редактор В. П. М ОРОЗОВ
Заместитель главного редактора В. Н. ФИЛИМ ОНОВ
Р Е Д А К Ц И О Н Н А Я К О Л Л Е Г И Я :И. В. Балабин, С. Ф. Безверхий, А. Я. Борзыкин, А. Б. Брюханов, Н. Н. Волосов,В. И. Гладков, Л. А. Глейзер, М. А. Григорьев, О. И. Гируцкий, Б. И. Гуров,Ю. К. Есеновский-Лашков, Б. Г. Карнаухов, Ю. А. Купеев, Е. Н. Любинский,В. Н. Нарышкин, А. А. Невелев, В. В. Новиков, И. П. Петренко, В. Д . Полетаев,
О. И. Соколов, А. И. Титков, Н. С. Ханин, Е. В. Шатров, Н. Н. Яценко
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение»
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
ОРГАН МИНИСТЕРСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
ежемесячныйнаучно-техническийжурнал
Издается с мая 1930 года Москва • Машиностроение-
У Д К 378.6:629.113
Московскому автомеханическому институту — 50 летКанд. техн. наук А. Л. КАРУНИН
Р АЗВИ ТИЕ автомобильной промышленности в СССР и появление новых автозаводов ЗИ Л и ГАЗ с массовым производством автомобилей потребовали организации
целенаправленной подготовки инженерных кадров. Поэтому в 1938 г. по инициативе академика Е. А. Чудакова и наркома среднего машиностроения И. А. Лихачева Всесоюзный комитет по делам высшей школы (ВКВШ ) при СНК СССР выступил с предложением о создании автомобильного института в Москве. В 1939 г. СНК СССР издал постановление об организации такого института, который получил наименование «Московский автомеханический». В его состав входили два факультета (автотракторный и механико-технологический) и два отделения (дневное и вечернее). К преподавательской работе были привлечены многие выдающиеся ученые: Е. А. Чудаков, Н. Р. Бриллинг,И. В. Грибов, Д . К. Карельских, Е. Д . Львов, А. В. Панкин, А. А. Рыбарж, В. И. Со- роко-Новицкий и др. Первый набор был не совсем обычным: если на первый курс студенты зачислялись по конкурсу, то на второй и третий — в порядке перевода из других вузов. Это позволило в первом ж е учебном году открыть аспирантуру.
С каждым годом популярность института среди молодежи увеличивалась. Об этом свидетельствуют последующие приемы студентов: например, в начале 1941 г. в МАМИ обучалось уж е 955 студентов (641 на дневном и 314 на вечернем отделениях).
В годы Великой Отечественной войны большинство студентов было призвано в ряды действующей армии, ушли добровольцами в народное ополчение, были направлены на трудовой фронт. Но институт не прерывал своей деятельности: продолжал готовить инженерные кадры (в 1943 г. было выпущено 54 инженера, в 1944 и 1945 гг. — по 58), выполнял научные исследования, оказывал помощь в обучении солдат и командного состава автомобильному и авторемонтному делу, ремонтировал боевую технику на за крепленном за ним заводе. В эти же годы состоялись защиты первых диссертаций: кандидатской — И. Б. Барским (1943 г.), докторской — Л. В. Решетовым (1944 г).
В 1946 г. МАМИ, как и все вузы страны, был передан в подчинение вновь созданного Министерства высшего образования СССР. Перед институтом была поставлена зад ача — всемерно ускорить подготовку высококвалифицированных кадров для автотракторной отрасли народного хозяйства. Одновременно в нем произошли структурные изменения: число факультетов увеличилось до четырех (автомобильный, тракторный, механико-технологический и инженерно-экономический), а число специальностей — до десяти. Ученому совету института и факультетским советам было предоставлено (1946 г.) право принимать к защите докторские и кандидатские диссертации, а такж е присуждать ученые степени. И уже в 1947 г. на факультетских советах кандидатские диссертации защитили Н. В. Диваков и А. П. Л ы зо1. В 1946 г. было присвоено почетное звание «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР» ведущим ученым института: академику Е. А. Чудакову, докторам техн. наук Е. Д . Львову, А. В. Панкину, М. Е. Егорову, профессорам Д . К. Карельских, В. И. Сороко-Новицкому и др.
Все это говорит о том, что к концу 40-х годов МАМИ полностью сформировался как вуз, справился с неизбежными «болезнями роста», несмотря на ряд неблагоприятных условий (война; закрытие вечернего отделения из-за недостатка учебных площадей; закрытие инженерно-экономического факультета и т. д.). По силам ему стали и новые задачи. В частности, такая животрепещущая для того времени, как повышение ква- лификации руководящих работников предприятий отрасли.
' (*' В' Д и вак° в п реп одавал в МАМИ, в 1972 г. защ и тил докторскую диссертацию , в 1973 г стал З И Л е п реп одавал в МАМ И, в 1960-1975 гг. был ректором завод а-втуза при
Е. А. Ч удаков
. .И. . .Ах . Л и ха ч ев
1581У1 0005-2337. Издательство «Машиностроение», «Автомобильная промышленность», 1989.Г | 'Е .«1: Ч
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Общежитие студентов и аспирантов М А М И
С середины 60-х годов и до сего времени в МАМИ существует организационная структура, которая, как доказал многолетний опыт, оказалась достаточно эффективной, удовлетворяющей требованиям к подготовке инженеров для автотракторной промышленности.
В институте— четыре факультета: автотракторный, на котором осуществляется подготовка инженеров по специальности автомобиле- и тракторостроение; «Автомобильные и тракторные двигатели» — по специальностям двигатели внутреннего сгорания, транспортные газотурбинные двигатели и автотракторное электрооборудование; «Технология и автоматизация машиностроения» — по специальностям технология машиностроения, металлорежущ ие станки и инструменты, автоматизация машиностроительного производства; «Автоматизация и машины литейного и штамповочного производства» — по специальностям машины и технология литейного производства, машины и обработка металлов давлением. Кроме того, на правах отдельных подразделений института сейчас работают два его филиала (при ЦНИАП НАМИ, где студенты обучаются по специальностям автотракторного факультета, и при ЛиАЗе, где подготавливаются инженеры по технологическим специальностям, 18 филиалов кафедр на предприятиях и в НИИ, а такж е две научно-исследовательские лаборатории, которые не только работаю т по планам М инавтосельхозмаша, но и находятся на полном его финансовом и материально-техническом обеспечении. И вообще надо сказать, что со дня организации института развитие его материально-технической базы практически целиком финансировалось Минавтопромом. В частности, строительство и оснащение учебно-лабораторных корпусов, студенческих общежитий и т. д. Наиболее характерные примеры последних л е т — учебно-лабораторный корпус и лаборатория двигателей, а такж е новое общежитие на 1 0 0 0 мест.
Все это позволило открыть не только новые специальности по подготовке инженеров, но и факультет по переподготовке кадров по специальностям «Автомобильная электроника» и «Гибкие автоматизированные производства», увеличить прием, создать новые лаборатории и заметно улучшить условия прож ивания студентов в общежитиях.
В актовом за л е учебно-лаборат орного корпуса
Таким образом, опыт обучения, подготовки специалистов для отрасли в МАМИ накоплен достаточно большой. Причем опыт интересный. Свидетельство том у— факты. Например, такие: когда в 1963 г. было принято решение об организации вузов нового типа, где обучение сочетается с работой на производстве, именно коллективу МАМИ было поручено для первого из них, завода-втуза при автозаводе имени И. А. Л и х а ^ ^ чева, разработать учебные планы и программы, направить ту да на постоянную работу своих преподавателей. Ф акт второй: в 1970 г. именно при МАМИ был открыт факультет повышения квалификации преподавателей вузов по семи специальностям, который успешно функционирует и сейчас. Здесь ежегодно повышают свою квалификацию 160 преподавателей. Факт третий: многие профессора и преподаватели МАМИ вы езж ают в различные страны для участия в симпозиумах, конференциях, для чтения лекций.
Специалисты МАМИ, разумеется, занимаются не только чисто учебным процессом: они уж е давно и прочно пользуются авторитетом как люди, много сделавшие и делающие для развития научно-технического прогресса и в автотракторном, и в общем машиностроении. Достаточно сказать, что в последнее время до 90% работ, выполняемых в вузе, относится к числу включенных в планы ГКНТ, АН СССР, т. е. к числу важнейших для страны. И многие из этих работ побеждают на конкурсах, получают призовые места на ВДНХ СССР и других выставках, в том числе международных. Сде-
Идут занятия в вид еоклассе
лано (1964 г.) в МАМИ и одно открытие: заведующий кафедрой «Физика» М. М. Вудынский в соавторстве с В. А. Фабрикантом и Ф. А. Бутаевой получил диплом, обнаружив явление усиления электромагнитных излучений.
З а годы своего существования институт выпустил более 30 тыс. инженеров и внес существенный вклад в подготовку инженерных кадров для отрасли. В настоящее время в его стенах обучается почти 7 тыс. студентов. В 1988 г. принято на первый курс 1502 студента (дневное отделение — 791 чел., вечернее — 711). Н а кафедрах — 140 аспирантов. В институте трудятся 300 кандидатов и 65 докторов технических наук, в том числе семь заслуженных деятелей науки и техники РСФСР (И. И. Глаголев, Ф. В. Турин, Г. А. Навроцкий, Г. М. Орлов Б. А. Пронин, Б.С.Фалькевич и А. В. Чичинадзе). Как уже упоминалось, он имеет специализированные советы по защите докторских и кандидатских диссертаций по всем основным направлениям автомобилестроения.
Однако было бы ошибкой утверждать, что в вузе нет нерешенных проблем. Наоборот, их очень много. Главные из них: его материально-техническая база стала явно отставать от нынешних потребностей. Недостаток аудиторного фонда, общежитий, современного оборудования в лабораториях сказывается на качестве подготовки специалистов, особенно по новым направлениям развития науки и техники. Решить ее своими силами, за счет отчислений от хоздоговорных сумм и символической платы за подготовку инженера, которая вводится с этого года, нельзя. Как и за счет средств Минвуза РСФСР.
Видимо, настало время усилить помощь со стороны М инавтосельхозмаша, ибо отрасль долж на быть больше всех заинтересована в подготовке высококвалифицированных специалистов.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Ш К 1
* \а1
-------------------------- ЭКОНОМИКАИ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
У Д К 378.6:629.113
ВУЗОВСКАЯ НАУКА - АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЮ
Канд. техн. наук А. В. КОСТРОВ
1_1 АУЧНЫ Е исследования — одна из двух основных функ- * * ций любого вуза, в том числе, естественно, и Московского автомеханического института. И надо признать, что за истекшие полвека его ученые и специалисты оставили заметный след в области таких исследований: их выполнено на сумму, превышающую 50 млн. руб., из которых на 36 млн. руб. — для заводов и НИИ автомобилестроительной отрасли. Об этом говорит и число внедренных на заводах отрасли институтских разработок: их более 500.
Такие результаты в значительной мере (а возможно, и прежде всего) объясняются высоким научным потенциалом
профессорско-преподавательского коллектива, наличием научных школ, родоначальниками которых были известные ученые: академик Е. А. Чудаков (автомобилестроение); профессора, доктора технических наук, заслуженные деятели науки и техники РСФ СР П. Н. Аксенов (литейное производство), И. А. Но- рицын (обработка металлов давлением); И. М. Ленин (автотракторные двигатели); Ф. С. Демьянюк (автоматизация автотракторного производства) и др. Созданные ими школы получили дальнейшее развитие: в настоящее время в институте
Рис. I
работаю т четыре лауреата Государственной премии СССР, девять заслуженных деятелей науки и техники РСФСР. Поэтому теперь ученые института по заказам отрасли, ее предприятий, Н ИИ и КБ ежегодно выполняют фундаментальных и прикладных исследований на сумму свыше 3 млн. руб., а сам институт включен в число ведущих вузов, выполняющих научные работы, которые имеют важнейшее значение для народного хозяйства страны. Так, по решению ГКНТ и Гособразования СССР он в качестве исполнителя включен в научно-учебный центр «Надежность машин»; является головной организацией, координирующей исследования по межотраслевым разделам комплексного плана научно-технического прогресса стран-членов СЭВ по таким целевым межвузовским программам, как «Теоретические основы агрегатирования сборочного оборудования», «Пластическая обработка», «Прогрессивные методы об
работки деталей в машиностроении», и по отраслевой программе «Создание и освоение штампованных поршней для автомобильных и мотоциклетных двигателей». Д ля опережающего развития фундаментальных и поисковых работ МАМИ укрепляет связи с учреждениями АН СССР-— 16 совместных тем
по повышению технико-экономических показателей (автомобилей!. а пси научном совете АН СССР по проблемам маши-
1* З а к . 224
Рис. 2
ностроения и технологическим процессам по его инициативе организована секция «Динамика и прочность автомобильных конструкций». Развивается и научно-техническое сотрудничество с социалистическими странами (разработка прогрессивных технологических процессов для автомобилестроения), за ключены прямые научно-технические договоры с предприятиями и организациями Г Д Р, Н РБ, П НР, ЧССР.
Развитие научно-исследовательских работ по наиболее актуальным направлениям (автомобильные АГТД, автоматизация и комплексная механизация производства, электроника, автоматика и микропроцессорное оборудование автомобилей и тракторов) потребовало формирования новых научных коллективов и создания необходимой им материально-технической базы, привлечения к этому студентов. И теперь в вузе успешно работает хозрасчетное студенческое бюро (рис. 1). Его участники под руководством опытных преподавателей и ученых ведут научные исследования в отраслевых лабораториях, в том числе по хоздоговорам и договорам о содружестве, результаты собственных исследований используют в курсовом и дипломном проектировании.
Понятно, что принимаемые в институте меры по совершенствованию организации научных исследований — не самоцель. И даж е не средство получить какие-то результаты и, как го-
Рис. 3
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Рис. 4
ворится, положить их на полку. Наоборот, коллектив преследует весьма важную практическую конечную цель: внедрить полученные результаты в производство. И это удается. Н апример, на А ЗЛ К и ВАЗе уж е «работает» металлосберегающая технология листовой штамповки (рис. 2 ), которая только в 1986 г. дала экономический эффект, исчисляемый 11 млн. руб. Поэтому совсем не случайно, что специалисты, разработавшие ее, были удостоены премии Совета Министров СССР в области науки и техники. Во ВНИИмотопроме и на КЗМ Д внедряется технологический процесс изотермической штамповки силуминовых поршней для дизелей с наддувом (создаются два участка штамповки).
Получены новые профиль и конструкция поршня с терморегулирующими вставками для двигателей Заволжского моторного завода (рис. 3). Ш ирокое применение на предприятиях отрасли нашла экологически чистая и энергосберегающая вакуумная выбивка сырых литейных форм, не имеющая аналогов в мировой практике. Создана теория формирования поверхностного слоя деталей при обработке поверхностным пластическим деформированием, на основе которой создан и внедрен новый процесс изготовления деталей автомобилей УАЗ.
Ряду предприятий передан станок для бескопирной обработки сложных профилей (рис. 4). Созданы современные комплексы программ для расчета на прочность кузовов автобусов, рам карьерных автомобилей-самосвалов БелАЗ, колес, шин, других автомобильных конструкций; есть пакет программ для оптимизации параметров подвески, шин и рулевого управления АТС. Н а А ЗЛ К внедрена автоматизированная система проектирования и обработки поверхностей кузовов и автомобилей, сокращ аю щ ая сроки и повышающая качество изготовления кузовной модельной оснастки. С участием ученых института проектировался АГТД с малотоксичной камерой сгор ан и я— двигатель, экологически более чистый, чем бензиновые двигатели и дизели, а основании исследования радиальных турбин предложен новый метод их профилирования, давший возможность спроектировать радиальную турбину агрегата тур-
Р ис. 5
бонаддува дизеля КамАЗ и воздушные микротурбины с частотой вращения вала 1 0 0 — 2 0 0 тыс. мин- 1 для испытания сверхскоростных подшипников качения. Разработана модель системы электростартерного пуска с емкостными накопителями. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие ее работоспособность. ,
Таков далеко не полный перечень уж е сделанного, большая часть которого отличается новизной (ежегодно преподаватели и сотрудники института получают 50—60 авторских свидетельств). Но коллектив МАМИ не забывает и о перспективе развития автомобилестроения. Об этом свидетельствуют ф акты. Так, во главе комплексной межвузовской научно-технической программы по созданию автоматизированной системы модульного проектирования на ЭВМ технологических процессов и автоматизированного оборудования поставлен именно МАМИ. Именно здесь разрабатываю тся принципиально новые контрольно-диагностические комплексы для технологического оборудования, основанные на оценке точностных параметров формообразующих узлов металлорежущ их станков с учетом процессии оси шпинделя. (Такой комплекс вместе со шпинделем высокоточного внутришлифовального станка показан на рис. 5). Проводятся комплексные исследования по промышленному освоению созданного в институте метода литья в бегущем магнитном поле, который дает возможность осуществит» то, что не удается при традиционных способах литья в песчаные и металлические формы (кокили): существенно (в 1,5—2 раза) снизить массу протяженных отливок за счет уменьшения толщины стенки при значительном (на 20—30% ) повышении их механических свойств. (Метод, кстати, не имеет аналогов за рубежом.) В стадии завершения находится изготовление уникальной дорожной испытательной установки, предназначенной для оценки управляемости и устойчивости движения легковых автомобилей, которая позволяет раздельно регистрировать все силовые реакции испытуемого автомобиля: продольную и боковую силы, а такж е моменты относительно продольной, поперечной и вертикальной осей.
Выполняются работы по созданию и исследованию вязкостной трансмиссионной муфты для полноприводного автомобиля А ЗЛК, гидравлического исполнительного механизма для ее блокировки, микропроцессора для программного управления исполнительным механизмом, датчиков для регистрации и передачи на микропроцессор сигналов о параметрах движения автомобиля. Развиваются расчетно-теоретические основы проектирования высокоэффективных систем охлаждения наддувочного воздуха турбопоршневых двигателей. Разработаны системы охлаждения наддувочного воздуха нового поколения классов «воздух-воздух» и «воздух-жидкость-воздух», которые отличаются от известных систем улучшенными габаритно-массовыми и теплогидравлическими показателями. Создается ступень высоконапорного и экономичного вентилятора диагонального типа (не имеет аналогов в отечественной практике), предназначенного для высокофорсированных турбопоршневых двигателей с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Исследуется совершенно новый вид топлива для автомобилей — энергоаккумулирующие вещества.
Нельзя не упомянуть и о том, что институт регулярно проводит всесоюзные научно-технические совещания «Динамика и прочность автомобиля» — по вопросам, не все из которых имеют нормативную базу (например, в автомобилестроительной отрасли до сих пор нет норм прочности деталей). В ходе этих совещаний вырабатываются единые подходы к таким проблемам, как динамика и прочность автомобиля и его неметаллических конструкций, двигателя, экспериментальные исследования, автоматизация расчетов прочности и т. д., что, в конечном счете, позволяет решать их на достаточно высоком научном уровне. Ученые института ведут большую работу в научно-техническом совете Министерства, редколлегии «АП», участвуют в работе комиссий по аттестации продукции, привлекаются в качестве оппонентов при обсуждении образцов новой техники, выступают в роли консультантов работников автомобильной промышленности (в институте есть постоянно действующие консультационные пункты).
С 1989 г. научно-исследовательская часть МАМИ переведена на самофинансирование с нормативным методом определения фонда заработной платы в зависимости от объема выполняемых работ (первая модель хозрасчета). Это позволило снять ограничения, сдерживающие увеличение объема научно-исследовательских работ, и сконцентрировать усилия ученых на выполнении перспективных исследований.
Таким образом, Московский автомеханический институт в настоящее время — это не вуз в прежнем понимании (сугубо учебное заведение), а довольно мощный научно-исследовательский центр, в результатах деятельности которого напрямую заинтересованы практически все предприятия, объединения и организации отрасли, следовательно, и народное хозяй- Ство в целом.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
УДК 658.386
ВУЗ И ОТРАСЛЬ: ИНТЕГРАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА
^Кандидаты технических наукА. Я. БОРЗЫКИН, Ю . П. БОРОДИН
Д В ТО М О БИ Л ЕС ТРО ЕН И Ю сейчас особенно нужны инже- неры, способные не только совершенствовать производ
ство и выпускаемые автотранспортные средства, но и создавать принципиально новые поколения того и другого. Отсюда необходимость выхода на более высокий уровень кардинальной перестройки всей системы подготовки, повышения ее качества.В том числе за счет нетрадиционных организационно-экономических механизмов взаимодействия с отраслью и, в частности, непосредственного участия ее специалистов в обучении будущих инженеров. Другими словами, взаимодействие теперь уже не мож ет ограничиваться чисто количественной стороной дела (сколько специалистов нужно отрасли по конкретной специальности). Главное в другом: какими (по уровню подготовки) будут эти специалисты, т. е. на первый план выходит их целевая подготовка.
Такова, вкратце, идеология совместных действий института и отрасли. Организационной формой ее реализации становится, прежде всего, заключенный в 1988 г. меж ду МАМИ и Министерством генеральный договор, который предусматривает, что институт ежегодно, вплоть до 1995 г., будет выпускать для отрасли 500 высоквалифицированных специалистов по основным специальностям конструкторского и технологического профиля.
В МАМИ таких специальностей восемь. Они полностью охватывают весь комплекс проектирования и производства автомобилей, тракторов, их двигателей и электрооборудования, в том числе по новым перспективным и приоритетным направлениям и специализациям. Таким, как робототехника; гибкие автоматизированные производства; электроника, автоматика и микропроцессорные средства автомобилей и тракторов; автотракторные газотурбинные и поршневые двигатели; САПР автомобилей, тракторов и двигателей; САПР станочных систем и технологических процессов; подшипникостроение; использование конструкционной керамики в автотракторных двигателях и турбомашинах; применение композиционных и полимерных материалов для автомобилестроения; динамика и прочность автомобиля; автомобильные кузова.
Таким образом, целевая подготовка специалистов, получающих глубокие знания в конструкторском и технологическом плане, идет практически по всем передовым направлениям р азвития науки и техники в области автомобилестроения.
Н о значение договора этим не ограничивается. Данный основной документ позволяет более эффективно использовать ресурсы вуза и отрасли для подготовки кадров, решения насущных проблем и задач, диктуемых ускорением научно-технического прогресса.
Генеральный договор — юридический документ, на основе и в рамках которого заключаются двухсторонние прямые договоры на целевую подготовку специалистов для конкретных предприятий и организаций отрасли (А ЗЛ К, НАМИ, ЦНИАП НАМИ, КамА З, ВАЗ, ГП З-З , ГПЗ-2, НПО «Автоэлектроника», НИИ Тавтопром и т. д .) .
Очень важный документ, конкретизирующий договоры, служащ ий базой дл я разработки учебных планов и проектирования учебного процесса, — квалификационная характеристика специалиста. В этом документе, такж е разработанном институтом и отраслью, четко определена система профессиональных задач, для решения которых он готовится. Иначе говоря, здесь раскрывается профессиональное назначение будущ его инженера, устанавливается совокупность знаний, умений и навыков, необходимых для успешного выполнения трудовых и общественных обязанностей в сфере его деятельности.
Однако опыт показал, что договоры в их существующей форме и квалификационная характеристика — документы слишком общие, отражаю щ ие именно общеотраслевые интересы, и поэтому не вклю чаю т заказ с точки зрения качества навыков и возможностей выпускника применительно к конкретному производству. В связи с этим профилирующие кафедры института совместно со специалистами ряда предприятий начали работу по дополнению договоров профессионально-квалификационными заказам и , в которых подробно оговаривается, какими дополнительными по сравнению с приобретенными по «стандартной» программе знаниями должен обладать молодой специалист, чтобы успешно выполнять ра- 2 З а к . 224
Рис. 1. В лаборатории М АМ И : сверлильно-ф резерно-рот орны й обрабатывающий центр
боту на конкретном рабочем месте конкретного предприятия (организации).
Профессионально-квалификационный заказ наряду с требованиями со стороны намечаемой конкретной области деятельности молодого специалиста и сведениями о необходимом для их выполнения дополнительном «наборе» знаний и навыков может содержать и другие условия. Например, об умении вести научные исследования с применением новейшего специального оборудования (с перечислением, какого именно); о способности ставить и решать задачи определенного типа при помощи электронно-вычислительной техники; о навыках владения теми или иными методами расчетов, организации конкретного производства, выполнения конкретных работ в области маркетинга, дизайна и т. д.
Д аж е такой конкретный перечень показывает, что институт в последнее время начал переходить от подготовки инженеров «на все случаи жизни» к подготовке специалистов, способных решать конкретные задачи (причем решать квалифицированно) практически сразу же по прибытии на предприятие, без длительного периода адаптации.
В последние годы появился новый тип взаимодействия вуза и производства, направленный на целевую подготовку специалистов, — это филиалы кафедр на предприятиях отрасли. Таких филиалов уже 18 — на А ЗЛ К , в НАМИ, НПО «Автоэлектроника», НИИАТМ, НИИТавтопроме, на АТЭ-1, ГПЗ-1, ГПЗ-2 и др. Их создание, как свидетельствует практика, во многом конкретизировало и повысило уровень практической подготовки будущих специалистов. И не в последнюю очередь — за счет повышения квалификации профессорско-преподавательского состава с точки зрения условий конкретных предприятий. Филиалы, помимо того, что наиболее полно решают вопросы привлечения высококвалифицированных кадров промышленности и науки к учебному процессу,
Рис. 2. Занят ия в лаборатории бю ро прочности А З Л К
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
выполняют задачу непрерывного обучения, осуществляя подготовку кадров для предприятия. При организации учебного процесса здесь реализуется возможность готовить специалистов, исходя из реальных задач того предприятия, где ему предстоит работать. Занятия идут по гибким учебным планам, которые составляются с учетом требований предприятия-заказчика и могут изменяться в зависимости от конкретных потребностей. Решается проблема усиления практической подготовки студентов, так как они проходят практику непосредственно на будущих рабочих местах, выполняют реальные курсовые и дипломные проекты, нацеленные на решение актуальных задач предприятия.
Рис. 3. А Р М «Автограф-840» д л я курсового и диплом ного проектирован и я
Все это помогает развитию творческих способностей специалистов, активному вовлечению их в производственный процесс, повышает уверенность в необходимости полученных в институте знаний, в своей нужности производству.
Важной функцией филиалов кафедр является такж е помощь и контроль за работой молодых специалистов-выпуск- ников вуза. К ак показывает опыт, в этом случае проблемные ситуации, возникающие у молодых специалистов, решаются наиболее оперативно совместными усилиями преподавателей и специалистов предприятия, участвующих в работе филиалов.
Но улучшение качества подготовки специалистов — процесс многофакторный. Добиться его только совершенствованием организационных форм нельзя. Здесь важ на и материальная база: если студенты обучаются на устаревшем оборудовании, не располагаю т современной вычислительной техникой, то не помогут никакие правовые и организационные меры, сколь бы продуманными они ни были.
Чтобы этого не случилось, институт применяет различные средства.
Это, во-первых, использование материальных возможностей М инавтосельхозмаша, его предприятий и организаций для приобретения оборудования, расширения учебно-лабораторной базы кафедр. Например, именно на средства Министерства в институте построен новый учебно-лабораторный корпус, за последние три года закуплено оборудования на сумму, превышающую 2 млн. руб. В рамках частичного возмещения затрат на подготовку специалистов предприятия и организации отрасли передают институту оборудование, приборы, станки, автомобильную технику, ЭВМ, а такж е перечисляют денежные средства (более 8 млн. руб. ежегодно).
Второе направление совершенствования материальной базы — непосредственное использование оборудования заводов. И прежде всего — филиалами кафедр. Ведь перенос части учебного процесса непосредственно на предприятие решает не только перечисленные выше проблемы, но и эту, он дает возможность обучать студентов на самом современном оборудовании (в частности, в условиях гибкого автоматизированного производства А ЗЛ К ).
Однако утверждать, что вопросы создания материальной базы уж е решены, было бы ошибкой. Более того, в последнее время появилась весьма настораживаю щ ая тенденция: в связи с переходом предприятий аа хозрасчет многие из
них в погоне за сиюминутными экономическими интересами заметно ослабили внимание к оборудованию учебных мест для своих будущих инженеров, д а и вообще к подготовке кадров. В связи с этим возникли значительные трудности д а же в проведении производственных практик студентов. Дело иногда доходит до того, что предприятия отказываются принимать студентов, предоставлять жилье, требуют платы за практику. Хотя ясно, что именно предприятия должны воз- ™ мещать затраты на подготовку специалистов для них. И не только те, что связаны с производственными практиками или капитальным строительством, ремонтом, реконструкцией вузовских зданий, приобретением оборудования, как это предусмотрено последними директивными документами, но и (хотя бы частично) те, которые идут на оплату преподава- телей-совместителей и почасовиков, привлекаемых к учебному процессу из числа крупных специалистов народного хозяйства, предприятий, организаций и учреждений.
Не делать этого — значит лишать себя будущего.Интеграция обучения и производства, предприятий и
МАМИ перечисленным, разумеется, не ограничивается. Еще одна ее форма, что называется, напрямую работаю щ ая на будущее отрасли, — это профориентация учащихся общ еобразовательных школ. Сейчас она постепенно превращ ается в систему. Пример тому — заключенный в 1988 г. меж ду А ЗЛ К , МАМИ и московской средней школой № 483 договор, предусматривающий целевую подготовку для А ЗЛ К профессиональных и инженерно-технических работников в системе непрерывного образования. Согласно ему, на базе этой школы создаются седьмые — десятые классы с углубленным теоретическим и практическим изучением автомобилестроения. Преподавание общеобразовательных дисциплин ведут учителя, а профилирующие дисциплины и лабораторные работы по ним, специальные курсы, семинары, методическое руководство отданы профессорско-преподавательскому составу, аспирантам, студентам старших курсов МАМИ и филиалов его к а федр на А ЗЛК. Эти классы комплектуются из числа учащихся, которые успешно окончили шестой класс общеобразовательных школ района и города, проявили способности к техническому творчеству в соответствующих круж ках школ, Дворцов пионеров, станций юных техников и т. п. Отбор ведут специалисты МАМИ и А ЗЛ К при участии представителей школы. Предполагается, что выпускные экзамены будут принимать совместно преподаватели школы и института и что их результаты будут основанием для последующего зачисления выпускников школы в МАМИ без вступительных экзаменов.
Рис. 4. А Г Т Д в лаборатории
В заключение — вывод, который подсказывает начинающий складываться опыт работы по-новому. Он состоит в том, что тесная кооперация института с отраслью, предприятиями и организациями действительно является одним из основных путей комплексного решения многоплановой проблемы совершенствования подготовки инженеров. Потому что только объединение возможностей вуза, школ, производства и науки создает надежную основу для коренного, соответствующего требованиям времени повышения ее качества. Иного — просто не дано, если мы хотим вывести отечественную автомобильную промышленность на передовые рубежи научно-технического прогресса.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
ГОВОРЯТ ВЫПУСКНИКИ МАМИУ Д К 621.822.002:658.012
ПЕРЕСТРОЙКА НА ГПЗ-11
Сила или слабость учителя — в делах его учеников. И в этом смысле Московскому автомеханическому повезло: его выпускники давно и прочно утвердились в отрасли как специалисты высокого класса, умелые организаторы производства, ученые. Среди мих есть главные конструкторы крупнейших автозаводов, производственных и научно-производственных объединений, директора и генеральные директора, руководители НИИ и КБ, управленцы различных уровней, исследователи и преподаватели вузов, орденоносцы, лауреаты Ленинской, Государственной и других премий.
Один из них — лауреат премии Совета Министров СССРВ. Б. Носов, генеральный директор ПО «ГПЗ-1».
Впервые на ГПЗ-1 будущий генеральный директор оказался в качестве практиканта МАМИ. После окончания института около двадцати лет работал на ЗИЛе. Здесь вырос в крупного организатора производства, пройдя путь до первого заместителя генерального директора объединения. Был награжден двумя орденами Трудового Красного Знамени, орденом «Знак Почета».
И вот — ГПЗ-1. В 1985 г. он принял объединение, оказавшееся на грани банкротства. Через три года, в 1988 г., оно впервые за долгое время справилось с планом по всем технико-экономическим показателям. По ряду важнейших позиций задания были перевыполнены.
Об опыте комплексного подхода к решению производственных и социальных проблем предприятия рассказывает публикуемая ниже статья В. Б. Носова.
Н е у д о в л е т в о р и т е л ь н ы й организационно-технический уровень производства, систематические срывы в выпол
нении плановых заданий, запущенность социально-бытовой сферы — вот тот багаж , с которым коллектив ГПЗ-1 вступил в XII пятилетку. И тем не менее за три первых ее года он сумел значительно улучшить свою работу. План 1988 г. по выпуску товарной продукции объединением выполнен на 1 0 2 ,6 %, количеству подшипников — на 1 0 0 ,8 , себестоимости — на 99,6, план поставок на экспорт — на 100,7%. Перелом произошел в решении социальных вопросов. Коренные изменения в судьбу старого завода вносит осуществляемая реконструкция. Это — результат первого, по сути дела, за более чем полувековую историю предприятия комплексного подхода к решению накопившихся технических и социальных проблем.
Перестройка на ГПЗ-1 шла по целому фронту проблем и охваты вала организацию управления производством и механизм принятия управленческих решений, технологические процессы и объекты производства, систему подготовки кадров и вопросы соцкультбыта.
Центром, объединяющим и координирующим работу по преобразованию управления и производства, своего рода ш табом перестройки стал совет трудового коллектива объединения. Решения, принимаемые им по магистральным направлениям развития, получали активную поддержку за- водчан.
Переход объединения с начала 1987 г. на работу по первой модели хозрасчета поставил задачу повысить эффективность труда за счет развития в коллективе экономических взаимоотношений. Составной частью внутризаводского хозрасчета стал бригадный хозяйственный расчет. В 1988 г. по новому методу работали уж е 262 бригады, объединившие около 7 тыс. человек, почти половину рабочих заводских бригад. Эти коллективы, чья деятельность направлена на повышение эффективности производства путем снижения м атериальных затрат, ежегодно даю т заводу экономию 800 тыс. руб.
Большое значение для коллектива имел переход на новые условия оплаты труда. Ему предшествовал полный пересмотр норм выработки во всех цехах и участках, в результате которого они увеличились в среднем на 15%, а уровень их выполнения стал составлять в среднем по объединению 118,2%. Была проведена перетарификация работ, квалификационные разряды рабочих приведены в соответствие с требованиями новых ЕТКС, что повлекло в ряде случаев некоторое их снижение. Были разработаны положения о премировании рабо- чих-сделыциков и рабочих-повременщиков, об организации оплаты труда рабочих в бригадах. Д ля рабочих одной специальности при равном трудовом вкладе установлен единый размер премии.2* З а к . 224
После пересмотра норм выработки, упорядочения размеров премий, сокращения непроизводительных выплат тарифная часть заработной платы рабочих увеличилась с 50 до 65—70%. И сейчас выдерживается нормативное соотношение роста производительности труда и средней заработной платы.
Важным шагом на пути преобразований стало совершенствование структуры управления производством. Устранить дублирование управленческих функций позволило сокращение ряда «промежуточных» должностей руководителей. З а счет слияния отделов или передачи их в состав управлений было ликвидировано 11 самостоятельных подразделений. Укрупнен ряд технических бюро и лабораторий, многие бюро и секторы преобразованы в группы. Реорганизация позволила ликвидировать излишние управленческие звенья, более четко распределить функции между службами, улучшить их взаимодействие, повысить ответственность за свой круг вопросов.
При этом численность руководителей, специалистов и служ ащих объединения сократилась на 5,2%.
Основными направлениями развития технического прогресса на заводе стали освоение новых технологий, широкая автом атизация и механизация производства. В первую очередь внедрялись: ресурсосберегающие технологии, приближающие форму и размеры заготовок деталей подшипников к окончательным размерам готовых изделий, т. е. повышающие коэффициент использования металла; современные процессы механической обработки деталей подшипников, в том числе скоростное резание и совмещенные процессы токарной обработки, обеспечивающие высокую производительность труда и большую точность обработки; прогрессивные методы нагревания деталей подшипника токами высокой частоты. Мероприятия по автоматизации производства шли и идут по четырем основным направлениям: модернизация и перевод на управление от ЭВМ действующего оборудования, освоение нового автоматического, создание автоматических линий для выполнения одной или нескольких технологических операций, организация комплексных автоматических цехов.
Автоматизируются такж е контрольные и сортировочные операции, причем упор делается на средства активного контроля непосредственно в процессе изготовления деталей подшипников, механизацию тяжелых и трудоемких работ, транспортных и складских операций. И конечно же, на широкое применение ЭВМ в управлении всем производством.
Сегодня на ГПЗ-1 действуют три комплексно-автоматических цеха. И если первый из них выпускает около 2 млн. подшипников двух типов, то второй — уж е свыше 30 млн. карданных подшипников, а третий — 16,5 млн. сложнейших конических подшипников 13 типоразмеров.
В решении вопросов комплексной механизации и автоматизации, создании первых автоматических цехов принимали участие предприятия и научные организации многих отраслей. И сейчас эти связи сохраняются: инженерные службы ГПЗ-1, его многочисленные лаборатории, конструкторские отделы и бюро, проектно-технологические подразделения активно сотрудничают с КБ, вузами страны, отраслевыми научно-исследовательскими и академическими институтами, особенно с такими известными научными центрами, как ВНИПП, ВНИИметмаш, МВТУ имени Н. Э. Баумана, МЭИ, МАМИ, РП И имени А. Я. Пельше, завод-втуз при ЗИ Л е, Институт электросварки имени Е. О. Патона, ЭНИМС, ВНИИТС и др.
Например, с помощью сотрудников ВНИ ПП а на заводе были переведены на скоростное резание 1250 токарных автоматов, внедрены взаимозаменяемые блочные наладки на 2 0 0 многошпиндельных токарных автоматах, изготовлены электрошпиндели с частотой вращения от 18 до 48 тыс. мин-1 .
В решении другой важной проблемы — улучшения технологии изготовления заготовок деталей подшипников (точность заготовок, производительность, снижение трудоемкости и др.) принял участие ВНИИметмаш, разработавший процесс поперечно-винтовой прокатки и создавший специальные прокатные станы, за счет чего объемы прокатки этих деталей возросли до 2 0 тыс. т в год, производительность в 5— 8 раз, а расход металла снизился на 10— 15%. Причем процесс прокатки продолжает совершенствоваться — по ходу коренной реконструкции прокатных станов растет их производительность, улучшается качество заготовок. Н о уж е сейчас в результате внедрения новых технологических процессов коэффициент использования металла на заводе поднялся с 0,351 до 0,465, т. е. почти на 40%.
Особое значение для завода в изготовлении деталей мелкосерийных типов подшипников и оснастки к оборудованию имеет внедрение станков с ЧПУ, парк которых стремительно растет (если в 1980 г. их было всего пять, то теперь — 115). Они в 1,5-2 раза повысили производительность труда, сократили число операций (на 5— 6 по каж дому типу подшпиников), обеспечили высокую точность обработки и в некого-
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
Ф . С. ДЕМЬЯНЮК
рых случаях позволили обходиться без предварительного шлифования деталей. Б лагодаря им решается такж е проблема покрытия дефицита рабочих-станочнков. Станки, работающие в комплексе с программируемыми роботами или манипуляторами, вдобавок избавляют от монотонного ручного труда. Но станки с ЧПУ, в свою очередь, потребовали создания технологического отдела программной обработки и автоматизированного проектирования, который стал заниматься подготовкой управляющих программ, внедрением новых технологий обработки и систем проектирования. И не 1 только: на заводе начата автоматизация всего инженерного труда (ее проводит бюро САП Р). В чйсле сделанного — программное обеспечение вычислительной техники, операционные технологические карты ЧПУ, подсистемы подготовки технологической документации мерйтелей и расчета фасонных резцов для многошпиндельных токарных автоматов. Н а выходе — САПР технологии изготовления конических сепараторов. Автоматизированы система подготовки управляющих программ для всех станков с ЧПУ, три абонентских пункта инженерного труда, 20 рабочих мест специалистов — 11 из них оснащены персональными компьютерами, есть комплекс САПР, позволяющий работать одновременно 9 специалистам (технологам, конструкторам, инженерам и т. д .). Д о конца пятилетки намечено ввести в действие пять абонентских пунктов САПР по территориальному признаку и обеспечить весь инженерно- технический персонал КТБ, технологических и проектных служб необходимой вычислительной техникой. Судя по всему, тот уровень автоматизации проектно-конструкторских работ и технологической подготовки производства, который запланирован на пятилетку, будет достигнут.
В последние годы на заводе проводилась комплексная механизация транспортных и складских работ. В частности, сооружены склады для хранения деталей подшипников, оборудованные многоярусными стеллажами и подвесными штабелерами; механизированы транспортирование деталей в цехах (в кузнечном — при помощи само- разгружающихся кассет, в шариковом — саморазгружающихся бункеров), грузопотоки колец в цехах крупносерийного и массового производства. В результате резко сократились такие трудоемкие операции, как межцеховые перевалки и пересчеты колец, высвобождены рабочие, стали лучше использоваться складские помещения.
8
Фома Степанович Демьянюк (1898—1968 гг.) известен как крупный специалист в области технологии механосборочного и массового автоматизированного производства. В его капитальном труде «Технологические основы поточно-автоматизированного производства», переведенном во многих зарубежных странах, были впервые сформулированы основные принципы построения поточно-автоматизированного производства на основе единства организационного и экономического проектирования. Они широко используются в отечественном и зарубежном автомобилестроении, их значение особенно возросло с началом автоматизации серийного изготовления машин.
Разработанная Ф . С. Демьянюком еще в 1950-х гг. теория оптимальной концентрации операций полностью подтвердилась практикой и сохраняет свою актуальность поныне. Методы компоновки и синхронизации поточных линий, расчета и нормирования заделов и циклов активно применяются на автомобильных заводах. Принцип многоинструментальной обработки, концентрации операций по месту их выполнения сегодня, когда осуществляется переход к гибкому автоматизированному производству, разрабатываются и внедряются гибкие системы и линии, становится основополагающим.
Проблема организации производства, в решение которой внес наиболее значительный вклад Ф . С. Демьянюк, — теория безостановочного перевода поточного производства на выпуск новых моделей автомобилей. За организацию скоростного освоения производства легковых и грузовых автомобилей на ЗИЛе ему была дважды, в 1947 и 1949 гг., присуждена Государственная премия СССР. Он награжден также орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды.
КОНСТРУКЦИИ
У ДК 378.6:629.113
Кафедра «Автомобили» — для автозаводовКанд. техн. наук А. Г. ПЕШКИЛЕВ
Инженеры-выпускники Московского автомеханического института давно и хорошо известны на предприятиях и в организациях автомобильной промышленности как специалисты, обладающие широким кругозором, хорошо знающие особенности конструкторской, производственной, испытательской и исследовательской деятельности, прошедшие углубленную специализацию как минимум по одному из наиболее важных направлений научно-технического прогресса — использованию САПР при конструировании АТС, динамике и прочности автомобиля, применению полимерно-композиционных материалов в автомобилестроении и т. д.
Высокие профессиональные качества инженеров-выпускни- ков МАМИ — результат длительного и серьезного труда прежде всего его ученых, преподавателей и всех сотрудников, постоянно работающих в институте, их традиционно высокого, идущего еще со времен академика Е. А . Чудакова профессионализма. Они умеют разнообразить обучение студентов, сделать их соратниками в борьбе за развитие автомобильной техники. Именно здесь, например, родилась идея сближения процесса обучения с производством и отраслевой наукой, реализованная в форме филиалов кафедры «Ав-
К А Ф ЕДРА «Автомобили» — старейшее из подразделений МАМИ. З а 50 лет она накопила большой опыт взаимодействия с заводами, Н ИИ и К Б отрасли, отладила
связи с такими крупнейшими из них, как А ЗЛ К , ВАЗ, ЗА З, ЗИ Л , КамАЗ, ЛиА З, НАМИ, НИИАЭ и др. Кроме того, она проводит широкий круг исследований по эксплуатационным качествам выпускаемой отраслью автомобильной техники, выполняет большое число опытножонструкторск'их работ.
Так, группа инженеров, руководимая канд. техн. наук Р. Ф. Снакиным, создала и испытала в условиях стенда и на легковом автомобиле несколько вариантов автоматической трансмиссии (А. с. 1010363, 1076669 и 1434199, С СС Р). Один из этих вариантов, изготовленный на Мелитопольском моторном заводе, проходит экспериментальную проверку и доводится с целью его пуска в серийное производство.
На протяжении многих лет под руководством канд. техн. наук П. П. Лукина исследуется динамическая нагруженность трансмиссии легковых автомобилей малого класса,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
И, как итог, следующие показатели: уровень автоматизации на заводе сегодня достиг 72%; экономический эффект, который она дала за три года, превысил 3 млн. руб.
Н овая техника и технология требуют особого внимания к подготовке и обучению кадров. Эту задачу выполняют действующие при ГПЗ-1 филиал МАМИ, машиностроительный техникум, профессионально-техническое училище, тоже в значительной
I мере перестроившие свою работу с учетом новых потребностей завода.Все перечисленное, понятно, не может не приносить свои плоды. Но главное, что
помогает решать заводские проблемы, — это возросшее внимание к социальному р азвитию коллектива: расширение жилищного строительства, в том числе за счет организации заводского М Ж К, оборудование спортивно-оздоровительного центра, реконструкция фабрики-кухни, заводской оздоровительной базы, организация домов быта, реставрация других социальных объектов. Достаточно сказать, что за три года XII пятилетки возведено жилья больше, чем за всю предыдущую. Планомерно ведется строительство детских учреждений. Н аряду со столовыми на заводе появились комбинат питания, чайная, пельменная. А в новом оздоровительном комплексе и на оздоровительной базе ежегодно свыше 5 тыс. заводчан и членов их семей получили возможность проводить свой отпуск. Нуждающиеся в укреплении здоровья могут отдохнуть в постоянно действующем профилактории. /Мероприятия по предупреждению заболеваний проводятся и на самом заводе, этим заняты более 2 0 0 работников медицинской части предприятия. Больше 4-х тыс. человек объединил спортивный клуб «Подшипниковец», насчитывающий 22 секции. Многогранную культурно-массовую р а боту ведет заводской Дворец культуры и техники, имеющий свои театральный, хоровой, хореографический коллективы, эстрадный оркестр. На его сцене лучшие театры страны показывают подшипниковцам свои спектакли. Важным звеном воспитания молодого поколения на славных традициях завода стал созданный в 1969 г. Музей трудовой славы. Здесь проходят встречи ветеранов труда с молодежью, занятия с допризывниками, вручают трудовые паспорта, принимают в члены ВЛКСМ.
Из всего сказанного видно: сейчас на заводе сложился крепкий трудовой коллектив, который видит четкую и ясную перспективу, уверен в своих силах, способен не| только возродить славу первопроходцев советского подшипникостроения, но и добиваться новых успехов.
Б. В. ВЛАСОВ
АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ОТ ЗНАНИЙ-К НОВЫМ ИДЕЯМ, ОТ И Д ЕЙ-К КОНСТРУКЦИЯМ АТС
томобили» при АЗЛК, НАМИ и ЦНИАП НАМИ, где в процессе обучения используется самое современное оборудование, а студенты фактически осваивают свои будущие рабочие места и функциональные обязанности, выполняют курсовые и дипломные работы по реальной тематике завода или НИИ. Развитию творческого мышления выпускников института способствует также и организованное кафедрами «Автомобили» и «Автомобильные и тракторные двигатели» хозрасчетное студенческое КБ. Чтобы убедиться в этом, достаточно назвать лишь две последние разработки этого бюро: создание экологически приемлемого двигателя, новых аэродинамических форм и дизайна (рис. 1) для мотоцикла «Иж»; исследование плавности хода, устойчивости и управляемости четырехколесного мотоцикла «Ковровец», результатом чего стала оригинальная подвеска (рис. 2) для этого мотоцикла.
Однако МАМИ известен отрасли не только своими выпускниками, но и научными исследованиями и разработками, многие из которых решали и решают проблемы, беспокоящие как отдельные автозаводы, так и отрасль в целом. О некоторых из этих проблем и рассказывают публикуемые материалы.
в частности, крутильные колебания в ней. Разработана методика автоматизированного выбора параметров демпфера крутильных колебаний (в том числе со ступенчатой характеристикой), имеющего переменные жесткость и момент трения. Создана конструкция, составной частью которой является демпфер холостого хода (А. с. 1350395, 1346870 и 1449735, С СС Р). (Введение последнего в трансмиссию позволяет снизить уровень внутреннего шума автомобиля в периоды, когда двигатель работает на режиме холостого хода.) Комплекс программ для ЭВМ по выбору параметров ступенчатого демпфера внедрен на А ЗЛК. ,
В последние годы творческим коллективом под руководством канд. техн. наук Н. В. Гусакова ведутся анализ и систематизация нагрузочных режимов деталей трансмиссий легковых автомобилей, т. е. выполняется работа, которая дает возможность использовать вычислительную технику и данные испытаний автотранспортных средств для прогнозирования надежности их новых образцов.
Борис Владимирович Власов внес большой личный вклад в развитие научных основ организации автотракторного производства. Он возглавлял кафедру организации и экономики производства МАМИ с 1962 по 1985 гг., т . е. более 20 лет. По его учебникам («Пути сокращения затрат тРУДа на вспомогательных работах в промышленности» — 1962 г., «Пути развития машиностроительных заводов» — 1969 г., «Экономические проблемы производства автомобилей» — 1971 г., «Выбор рациональных форм организации производства» — 1979 г.) овладевали знаниями многие поколения студентов МАМИ.
Б. В. Власов — основоположник научной школы в области совершенствования организации вспомогательных работ и инфраструктур предприятий машиностроения. В своих исследованиях он много внимания уделял вопросам специализации и концентрации производства. Еще в 1960-х гг. он решительно выступал против чрезвычайной концентрации производства, гигантомании, создания универсальных заводов-гигантов со своим «натуральным хозяйством», предвидел монополизацию и диктат производителей. Конкретными расчетами доказал целесообразность создания мелких и средних предприятий с узкой специализацией, отмечая их динамичность и восприимчивость к внедрению технических новшеств. Он постоянно подчеркивал: формы и методы организации производства далеко не так универсальны, как кажется их авторам и горячим сторонникам; решающий фактор в выборе рациональных организационных методов — тип производства: то, что подходит для мелкосерийного и единичного производства, оказывается неприемлемым для массового (методы оперативного планирования, нормирования труда, внутреннего хозрасчета, обслуживания производства и т. д.).
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89.
№ 8
Рис. 1 Рис. 4
Эти исследования проводятся по заказу А ЗЛ К и имеют своей целью развитие информационной базы данных, которая крайне необходима в опытных и проектных работах при создании и совершенствовании трансмиссий легковых автомобилей.
В течение почти 15 лет кандидатами техн. наук С. В. Б а х мутовым и С. И. Матюшевым разрабатывались разнообразные дисковые и кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы для легковых автомобилей, а в последние годы — гид-
Рис. 2
равлические вязкостные муфты, которые, как известно, из-за простоты конструкции и стабильности характеристик являются сегодня одними из наиболее перспективных механизмов распределения мощности в трансмиссии автомобиля. Н а
пример, в 1976 г. для лаборатории спортивных автомобилей А ЗЛ К была изготовлена опытная партия дифференциалов с дисковыми муфтами; семейство самоблокирующихся диф ференциалов экспонировалось на выставке «НТТМ-82» и удостоено бронзовой медали ВДНХ СССР. Конструкция самоблокирующихся дифференциалов, методы их изготовления и испытаний защищены пятью авторскими свидетельствами, а одно из них (А. с. 700355, СССР) реализуется в И ж евске, где организован выпуск дифференциала с дисковыми муфтами для автомобиля «Иж-Москвич».
Группой инженеров и аспирантов под руководством канд. техн. наук В. В. Селифонова разработаны: алгоритм автоматического управления системой электромеханического переключения передач в обычной ступенчатой трансмиссии, принятый к внедрению в НАМИ и на РАФе; дисковые тормоза для новых автобусов ЛиАЗ, опытная партия которых готовится к испытаниям (на отдельные элементы и узлы дискового тормоза получено четыре авторских свидетельства); пакет программ расчета на ЭВМ элементов тормоза; стенд с опытной установкой рекуперации энергии торможения автомобиля.
Н а кафедре имеется такж е комплекс программного обеспечения ЭВМ для расчетного исследования характеристик управляемости и устойчивости легкового автомобиля. Пакеты программ внедрены и апробированы на ЗА Зе и ВАЗе. По заказу НТЦ ВАЗ разрабатывается базовое математическое и программное обеспечение АСНИ управляемости автомобиля. Совместные с УГК ЗАЗ исследования позволили сформулировать рекомендации (с позиций управляемости) по характеристикам подвесок, рулевого управления и шин ныне выпускаемого автомобиля ЗАЗ-1102. Выполнены такие расчеты и для ряда модификаций автомобилей ВАЗ.
В 1984 г. под руководством канд. техн. наук С. В. Б ахм утова начаты научные исследования с целью создания нового метода испытаний автомобиля («в связке»), при котором имитируются и фиксируются произвольные условия движения и определяются все необходимые характеристики автомобиля. В 1988 г. создан опытный образец универсального силового автотестера для испытаний легкового' автомобиля малого класса. Он состоит из шестиколесного шасси, нагруженного балластом, испытываемого автомобиля (фиксируется относительно шасси по всем осям, кроме вертикальной) и тягача, задающего траекторию движения.
Группой ученых под руководством д-ра техн. наук Ю. А. Ечеистова разработан аэродинамический экран (рис. 3), при движении под которым автомобиль не испытывает аэродинамического сопротивления. Полученные в настоящее время результаты испытаний показывают, что путем сравнения параметров движения автомобиля под экраном и без него можно с достаточной точностью определять коэффициент аэродинамического сопротивления легковых автомобилей, а такж е потери на качение, включая рассеяние энергии в подвеске при ее работе на дорожных неровностях. Хотя результаты испытаний в данном случае несколько менее точны, чем при продувке в аэродинамической трубе, но зато такие испытания, как убеж дает опыт А ЗЛК, в несколько раз дешевле и доступнее. Развитием метода «экрана» стала конструкция, опирающаяся на испытываемый автомобиль. Решения з а щищены несколькими авторскими свидетельствами (А. с. 881563, 1428978 и 1128139, СССР).
Большое значение в деле совершенствования автомобиля имеет изучение взаимодействия шин с дорогой, в частности, при их прямолинейном качении. В этих целях специалистами кафедры изготовлен, испытан и внедрен самодвижущийся стенд — шинный тестер (рис. 4), который позволяет исследовать зону неустойчивого качения колеса в тормозном и тя говом режимах. Кроме того, на барабанном с бетонной поверхностью стенде определяются характеристики увода. По результатам испытаний практически всех отечественных иВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
многих зарубежных шин сформирован обширный банк дан ных на магнитных носителях ЭВМ, который широко используется промышленностью.
Исследование плавности хода автомобиля и его виброзащиты ведется группой аспирантов и инженеров под руко-
^ водством канд. техн. наук И. С. Степанова. С использованием сложной математической модели, имитирующей автомобиль как многомассовую пространственную колебательную систему и реализованной на ЭВМ, отрабатываются методики выбора характеристик упругости и демпфирования подвесок, а также элементов виброзащиты автомобиля, оценивается влияние кинематики подвесок на формирование продольных и поперечных динамических воздействий на него. Некоторые результаты работ уж е использованы в легковых автомобилях ЗИ Л .
В начале производства автомобилей АЗЛК-412 наблюдались частые поломки картерных деталей трансмиссии из-за
высокого уровня амплитуд изгибных колебаний. Специалисты кафедры кандидаты техн. наук П. П. Лукин и В. В. Серебряков предложили (А. с. 436758 и 436759, СССР) пути решения этой проблемы (вывод резонансной частоты изгибных колебаний за пределы эксплуатационных реж имов). Еще одно решение касается автомобиля АЗЛК-2141: для него при активном участии В. В. Серебрякова удалось очень быстро и удачно выбрать конструкцию и типоразмер карданных ш арниров трансмиссионных валов привода передних колес, испытать их на специально созданном стенде (А. с. 974186 и 1019256, СССР).
Д аж е такой короткий перечень разработок специалистов кафедры свидетельствует: сделано и делается немало. П ричем здесь обнаруживается хорошая закономерность — трудиться на конечный результат, с точки зрения как подготовки специалистов, так и совершенствования автомобильной техники.
У Д К 629.113-592
Новое в тормозных системах грузовых автомобилей и автобусовКанд. техн. наук Н. Л. ВЛАДИМИРОВ, И. В. ТУРБИН
П ЕЦ И А ЛИ С ТЫ кафедры «Автомо- били» Московского автомеханиче
ского института в течение ряда лет исследуют и на этой основе разрабаты вают новые тормозные механизмы и тормозные приводы АТС, особенно для
Рис. 1. Д и ско вы й тормоз, уст ановленны й на стенде
Рис. 2. Д и ск о в ы й тормоз (а — ви д сверху, 6 — винтовой п риводн ой м ехан изм , в — авто
матический регулят ор зазора):1 — р еак ти вн ая б ал к а ; 2 — н ап равляю щ ая т я га ; 3 — тормозной диск ; 4 — акти вн ая б алка; 5 — торм озн ая кам ер а ; 6 — ш ток; 7 — ры чаг; 8 — п ервичная торм озн ая колодка; 9 — вторичн ая торм озн ая колодка; 10 — толкатель; 11 — корпус; 12 — винт; 13 — п руж и н а; 14 — к у л а ч ки; 15 — возвратн ая пруж и н а; 16 — приводной вал; 17 — кры ш ка; 18 — п аз; 19 — ролик; 20 —
п руж и н а; 21 — обойм а; 22 — гн езда
грузовых автомобилей и автобусов. В частности, такие их элементы, как дисковые тормозные механизмы и регуляторы тормозных сил, потому что на отечественных автомобилях большой грузоподъемности и автобусах с пневматическим тормозным приводом дисковые тормоза до настоящего времени не используются, а регуляторы (типа «Вестингауз») хотя и применяются, но обладают существенным недостатком: их характеристика весьма далека от оптимальной.
Например, кафедрой в свое время были созданы (рис. 1 ) конструкции переднего дискового тормоза (для автомобилей ЗИ Л-130 и КамАЗ-5320). Их характерная особенность — наличие «плавающей» скобы, вентилируемого тормозного диска, двойного клинового разж имного механизма с автоматической регулировкой зазора. Скоба состоит из активной и реактивной балок, связанных между собой направляющими тягами, работающими только на растяжение. Она полностью разгружена от действия тормозного момента, который воспринимается суппортом тормоза, связанного с фланцем поворотного кулака. Отдельные элементы и узлы дискового тормоза (его характеристики приведены в таблице) защищены авторскими свидетельствами (А. с 1178642, 1196556,1323789, 1383034, СССР).
Испытания опытных образцов обоих вариантов дискового тормоза показали более высокую стабильность его основных характеристик (силовой, скоростной, температурной), чем у существующих барабанных тормозов, его масса меньше на 25%. Один из опытных образцов демонстрировался на ВДНХ СССР, где завоевал бронзовую медаль, а такж е на международной вы ставке в СРВ.
П ара'м етр З И Л -130 КамАЗ-5320
Расчетны й тормозной 10,5 17,5мом ент, кН*мУгол кли н а , гр а д 6 6Р а д и у с диска., м:
0,205 0,205наруж н ы йвнутренний 0,13 0,13
М атериал :торм озного дискаторм озны х н акл ад о к ФК-16Л
М асса, кг 39,4 52,1
Создана такж е конструкция переднего дискового тормоза для нового городского автобуса ЛиАЗ-5256. Ее характерная черта — максимальная унификация с элементами серийно выпускаемого барабанного тормоза для ав-
А -Ао - Б
19 20 21
■
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
И 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
тобусов. В конструкции сохранены те ж е ступица колеса, фланец поворотно- т кулака, приводные клиновые механизмы.
В последнее время в мире возрос интерес к винтовым приводным механизмам тормозов, у которых хотя и меньшее КПД, но выше надежность, ниже требовательность к точности изготовления. В МАМИ такой механизм тоже разработан (рис. 2 ). Он оказался настолько оригинальным, что на него выдано авторское свидетельство (А. с. 1323789, С СС Р).
Рис. 3. Регулят ор тормозных сил:1 — ограничитель; 2 — атм осф ерны й вывод; 3 — п руж и н а; 4 — полость под порш нем; 5 — к л ап ан ; 6 — труб ка ; 7 — входной вы вод; 8 — корпус; 9 — полость н ад порш нем; 10 — порш ень; 11 — толкатель; 1 2 — вставка; 13 — вы
ходной вы вод
Тормоз при затормаживании колес работает следующим образом.
С жатый воздух от тормозного крана по трубопроводам поступает в полость над диафрагмой тормозной камеры 5. Д иаф рагм а при этом движется вниз и передает усилие через шток 6, рычаг 7, приводной вал 16, кулачки 14, обойму 21 на винт 1 2 , перемещающий толкатель 10 который, в свою очередь, прижимает первичную тормозную колодку 8 к тормозному диску 3. Возникающее реактивное усилие через корпус 11, крышку 17 и направляющие тя ги 2 передается на реактивную балку 1, и она, двигаясь, прижимает к тормозному диску 3 колодку 9.
При оттормаживании рычаг 7 под действием возвратной пружины 15 возвращ ается в исходное положение, вращ ая при этом приводной вал 16 по ч а совой стрелке тож е в исходное положение. Он поворачивается независимо от поворота обоймы 21, так как кулачки 14 выходят из зацепления с гнездами 22 обоймы 21, прижимаясь к пружинам 13. Обойма 21 роликами 19 и пружина-
I „ ми 20 такж е поворачивается по часовой 1 ^ стрелке, вращ ая винт 12. В результате
толкатель 10 отходит от колодки 8 в исходное положение. Тормозные колодки 8 и 9 освобождают диск 3.
Автоматический регулятор зазора тормозного механизма работает так. При рабочем ходе вал 16 поворачивается против часовой стрелки; при этом кулачки 14, находящиеся в гнездах 22 обоймы 21, поворачивают на тот же угол обойму, которая вывертывает винт 12 из толкателя 10 и перемещает последний к тормозному диску 3. В случае, если зазор между колодками и диском увеличивается в результате износа тормозных накладок, угол поворота обоймы 21 тоже возрастает и становится больше шага между пазами 18, в результате чего ролики 19 выходят из пазов 18, не мешая дальнейшему повороту обоймы 21 на больший угол и, соответственно, дополнительному перемещению толкателя 10 в сторону колодки 8.
При оттормаживании колес обойма 21 теряет силовое взаимодействие с приводным валом 16 и поворачивается по часовой стрелке (при помощи роликов 19 и пружин 20), несколько смещая толкатель 10 от тормозной колодки 8, тем самым компенсируя износ накладки, т. е. ставит толкатель 10 в положение, соответствующее номинальному зазору.
Как уже упоминалось, на грузовых автомобилях и автобусах устанавливается регулятор тормозных сил «Вестин- гауз», который обладает определенными недостатками. Естественно, специалисты кафедры не могли не попытаться избавиться от них. Результатом попыток стала конструкция (рис. 3) регулятора, наиболее полно удовлетворяющего международным требованц-! ям по выходной характеристике (А. с 914362, СССР).
Его работа заключается в следующем.
При торможении сжатый воздух подводится к выводу 7 регулятора и воздействует на верхнюю часть поршня 10, заставляя его переместиться вниз. Одновременно сжатый воздух по трубке 6 поступает в полость 9 над поршнем толкателя 11 и перемещает его вниз, сжимая пружину 3, предварительное сжатие которой зависит от величины осевой нагрузки. При перемещении поршня 10 вниз клапан 5 прижимается к толкателю и закрывает отверстие в нем, тем самым разобщ ая вывод 13 с выходом в атмосферу. При дальнейшем движении поршня седло отрывается от клапана 5, и сжатый воздух из вывода 7 через открывшееся седло и отверстия в направляющей поршня поступает в вывод 13 и далее — к тормозным камерам колес. Одновременно сжатый воздух, находящийся в полости, через диафрагму давит на поршень 10 снизу, а при достижении в выводе 13 давления, отношение которого к давлению к выводе 7 соответствует отношению активных площадей верхней и нижней сторон поршня 10, поднимается вверх до момента посадки клапана 5 на седло поршня. Поступление сжатого воздуха к выводу 13 прекращается. Так обеспечивается следящее действие поршня.
Активная площадь верхней стороны поршня всегда остается постоянной, нижней стороны — постоянно меняется из-за изменения взаимного расположения наклонных ребер движущегося поршня и неподвижной вставки 12.
Положение поршня относительно вставки зависит от положения толкателя, а оно — от соотношения сил, действующих на поршень толкателя сверху и снизу. При этом величина силы, действующей сверху, пропорциональна величине входного давления и активной площади верхней стороны поршня толкателя, которая постоянна. Сила, действующая на поршень толкателя снизу, равна силе упругого сж атия пружины 3 (эта сила зависит от перемещения ограничителя 1, связанного приводом с мостом, и, следовательно, пропорциональна прогибу подвески моста). Чем ниже опускается толкатель 11, а значит, и поршень 10, тем больше становится активная площадь нижней стороны поршня. Поэтому при крайнем нижнем положении толкателя (минимальная осевая нагрузка) разность давлении сж атого воздуха в полостях 4 и 9 наибольшая, при крайнем верхнем его положении (максимальная осевая нагрузка) давления выравниваются. Т аким образом регулятор автоматически поддерживает на выводе 13 и в связанных с ним камерах рабочей тормозной системы давление сж атого воздуха, обеспечивающее тормозную силу в соответствии с осевой нагрузкой и з а данным входным давлением.
При оттормаживании давление в выводе 7 падает. Поршень 10 под действием сжатого воздуха (давит на него через диафрагму снизу) перемещается вверх и отрывает клапан от седла толкателя. Сжатый воздух из вывода 13 поступает через отверстия в направляющей поршня в отверстие толкателя и через вывод 2 — в атмосферу.
Регулятор работает в функции двух параметров, что дает возможность получить нелинейную выходную характеристику, максимально приближающуюся к идеальной, более рациональное, чем у «Вестингауза», распределение суммарной тормозной силы меж ду осями АТС и, как следствие, повышает их устойчивость при торможении.
Н а кафедре, кроме того, созданы: конструкция регулятора, обеспечивающего высокую эффективность тормож ения при обрыве привода регулятора (А. с. 982947, С С С Р ); конструкция (А. с. 1178642, С СС Р), предназначенная для автобусов с пневматической подвеской.
Но специалисты кафедры занимались не только чисто конструкционными делами: многое они сделали и в области теоретических исследований. Пример тому — математическая модель динамических процессов в пневматическом тормозном приводе, учитывающая скорость потока сж атого воздуха, потери его энергии при дросселировании и теплообмене. Эта модель дает возможность оценивать характеристики динамических процессов в агрегатах пневматического привода без предварительного определения опытных поправочных коэффициентов, т. е. значительно сократить время проектирования, объем экспериментальных и доводочных работ.
Создается на кафедре и оригинальное исследовательское оборудование. Например, стенд для проверки и испытаний отдельных элементов пневматических аппаратов и узлов пневмопривода тормозов.
Экономический эффект от внедрения разработок кафедры уже составил 370 тыс. руб.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
У Д К 629.113-593
Системы рекуперации энергии. Замыслы и реалииКанд. техн. наук В. В. СЕЛИФОНОВ,А. М. ФИРОНОВ
ГЛ Д Е Я рекуперации энергии тормо- * * ж ения автотранспортных средств:, особенно городских, привлекает специалистов тем, что ее реализация позволит заметно улучшить их топливную экономичность и экологические показатели. Поэтому и работы в этой области ведутся во многих странах. И сводятся они в основном к попыткам создать комбинированную энергетическую установку, состоящую из двигателя внутреннего сгорания и маховичного или гидрогазового аккумулятора энергии торможения. Однако дело пока не идет дальш е опытных образцов городских автобусов. Потому, что ож идаемого эффекта получить не удается.' Главным образом, из-за больших потерь энергии в трансмиссии накопителя. В связи с этим возникает вопрос: возмож на ли практическая реализация эффективных систем рекуперации вообще? И второй: если да, то при к аких условиях и как?
Чтобы ответить на первый из них, т. е. оценить возможность экономии топлива на городском автобусе, оборудованном рекуператором энергии торможения, скажем, в условиях движения г. Москвы, на кафедре «Автомобили» МАМИ были проведены специальные исследования, в ходе которых рассчитывалась зависимость топливной экономичности такого автобуса от эффективности трансмиссии накопителя рекупе
рированной энергии. Объектом исследования был взят микроавтобус РАФ- 2203 — городское маршрутное такси.
Потери в трансмиссии накопителя] учитывались дваж ды: при накоплении энергии и при ее отдаче. Пр этом изучался «крайний» случай: принималось, что в накопитель перекачивается вся энергия торможения автомобиля до полной остановки. Расход топлива подсчитывался на ЭВМ для трех случаев: на режиме торможения двигателем;, при движении с постоянной скоростью; на режиме разгона. Он сравнивался с теми расходами, которые характерны для микроавтобуса либо со стандартной трансмиссией, либо со стандартной трансмиссией и устройством «Стоп— старт», либо оборудованного системой рекуперации совместно с устройством «Стоп-старт». (Предусматривалось, что устройство «Стоп-старт» отключает подачу топлива в двигатель не только на остановках, но и на режимах торможения двигателем.)
Путевой расход топлива, полученный расчетным путем для обычного автомобиля РАФ (17,4 л/100 км), сравним с фактическими расходами для маршрутных такси г. Москвы (17,7 л/100 км). Эти данные показывают, что математическая модель расхода топлива достаточно точно описывает реальный процесс.
Результаты расчетов говорят о следующем: применение рекуператора,суммарный К П Д трансмиссии которого равен 0,5, при движении микроавтобуса по ездовому циклу МАМИ «Центр города» дает экономию топлива, равную 14— 15%. В то время как более простая по устройству и гораздо меньшая по массе система «Стоп-старт» экономит 18% топлива. Такой ж е эффект рекуператора при суммарном К П Д трансмиссии накопителя, равном 0,55. Значит, в этих случаях рекуператор явно неконкурентоспособен по отношению к системе «Стоп-старт» — как минимум до К П Д своей трансмиссии, равного 0,55.
О днако по мере роста К П Д трансмиссии картина меняется. Например, ^при К ПД,составляющем 0,7, уж е можно ожидать, что рекуператор сэкономит до 26% топлива:, тогда как система «Стоп-старт» — те ж е 18%. И эта закономерность сохраняется по мере дальнейшего роста К П Д : при 0,8 — 32% экономии, при 0,9 — 37. Применение ж е обеих систем одновременно позволит увеличить экономию топлива для каждого из К П Д трансмиссии накопителя еще примерно на 8 %.
Из результатов расчетов вытекают очень важные практические выводы. Первый из них состоит в том, что рекуперация энергии торм ож ения— дело вполне реальное,, выполнимое уж е при ныне существующих типах трансмиссий. Второй вывод: рекуператоры экономически целесообразны лишь тогда, когда затраты средств на их изготовление и энергии на перевозку их собственной массы в сумме меньше аналогичных затрат, скажем, на ту ж е систему «Стоп-старт» (имеются в виду затраты, соотнесенные к эффективности использования). Третий: совмещение (одновременное применение) двух систем позволяет значительно увеличить экономию топлива. Рассмотрим, возмож но ли эти.
Исследования, тож е выполненные в МАМИ, показывают, что для схем комбинированных энергетических установок с маховиковым накопителем из всех типов бесступенчатых приводов наилучшие массогабаритные показатели и динамические к ачества обеспечивает гидропривод объемный. Однако с ростом передаваемых мощ ностей в гидропередачах, выполненных по традиционной схеме «насос-мотор» (полнопоточные), растут массогабаритные показатели и падает КПД. Выход из положения видится в использовании объемного гидропривода в регулируемой ветви двухН поточной передачи: при правильном выборе схемы трансмиссии такой вариант позво-3 З а к . 224
И. М. ЛЕНИН
Идеи Игоря Михайловича Ленина (1905—1978 гг.) легли в основу ряда разделов теплового расчета автомобильных и тракторных двигателей.Он разрабатывал фундаментальные проблемы теории автотракторных двигателей и процессов карбюрации, в частности, газообмена в четырехтактных двигателях. Им выдвинуты принципиально новые решения в двигателестроении, на которые получены авторские свидетельства и патенты. Например, теория наполнения цилиндров при разных значениях углов опаздывания закрытия впускного клапана и длин впускного трубопровода, широко используемая при создании новых двигателей.
На протяжении 30 лет И. М. Ленин возглавлял кафедру «Автомобильные и тракторные двигатели» МАМИ. Им создана научная школа, из которой вышло более 55 кандидатов и докторов наук — ведущие ученые и специалисты двигателе- строения нашей страны и ряда братских социалистических стран.
И. М. Ленин — автор свыше 100 научных трудов, в том числе 15 учебников для высшей школы; его работы переведены на иностранные языки.
В течение многих лет он был членом научно-технического совета Мин- автопрома, поддерживал тесные связи с автомобильными и моторными заводами, консультируя при разработке, исследовании и оценке технического уровня выпускаемых ими изделий. Выступал с лекциями по истории отечественного и зарубежного двигателестроения, актуальным вопросам развития науки и техники не только на предприятиях отрасли, но и в Политехническом музее, на факультете автомобилестроения Народного университета научно- 1 технического прогресса. 1
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Б. С. ФАЛЬКЕВИЧ
14
Борис Семенович Фалькевич — авторитетный ученый-автомобилестроитель, автор более 100 научных трудов по теории испытаний и расчету автомобиля. Особое признание получили его учебники и учебные пособия «Теория, конструирование и расчет автомобиля», «Испытание автомобиля», «Расчет на прочность шасси», «Теория автомобиля», теоретические работы «Тепловые качества автомобиля при неустановив- шемся режиме работы двигателя», «Динамика и экономика неустано- вившегося движения и оптимальные режимы работы автомобиля», «Анализ торможения и требования к тормозным качествам автомобиля», «Исследования управляемости автомобиля с антиблокировочным устройством». Многие из них переведены на чешский, венгерский, китайский и другие языки, а результаты исследований внедрены на АЗЛК, ВАЗе, КамАЗе.
Он разработал новую систему методов экспериментальной оценки эксплуатационных качеств, универсальную методику расчета топливной экономичности автомобиля при движении в заданных циклах, широко используемые в практике.
Более четверти века Б. С. Фалькевич возглавлял кафедру «Автомобили» МАМИ. Долгое время был председателем автомобильной секции Совета по безопасности движения при Государственном комитете по науке и технике, членом научно- технического совета Минавтопрома, ректором Народного университета московских автомобилистов, признанного одним из лучших народных университетов страны.
Труд ученого отмечен орденами Трудового Красного Знамени и Красной Звезды, ему присвоено звание «Заслуженный деятель науки и техники РСФСР».
ляет снизить габаритные размеры и массу привода, создает возможность работы пр,И высоких К ПД. Гидропривод в этом случае передает только часть всей мощности) подводимой к входному валу трансмиссии. Д ругая же ветвь, механическая, передает' основной поток мощности. Разделение или суммирование мощности осуществляется при помощи дифференциалов. Причем, судя по описаниям патентов, зарубежные исследователи делают это двояким образом: либо мощность разделяется на валу основной трансмиссии автобуса при помощи передачи постоянного зацепления, а ф суммируются потоки мощности при помощи дифференциала и передаются на вал маховика; либо дифференциал замыкает потоки мощности на вал основной тран смиссии, тогда разделение происходит на валу маховика (фирмы МАН, «Даймлер- Бенц» и др.).
Эксперименты, поставленные в МАМИ на стендовой установке, имитирующей ав томобиль РАФ с системой рекуперации энергии, выявили существенные недостатки такого рода схем. В частности, при «перекачивании» энергии в прямом и обратном! направлениях дифференциал оказывается либо на входе двухпоточной передачи, либо на выходе. Причем в первом случае К П Д всего привода ниже, чем во втором, н зависимость общего передаточного числа всей трансмиссии от передаточного числа: регулируемой гидропередачи имеет нелинейный характер, что затрудняет реализацию автоматического управления режимами торможения и разгона автомобиля. Значительные потери наблюдались и в муфтах сцепления в моменты подключения транс- смиссии накопителя.
Недостатки, однако, устранимы. В МАМИ разработана оригинальная схема трансмиссии комбинированной энергетической установки с маховичным аккумулятором, которая тоже построена по принципу разделения потоков мощности. Одна ее ветвь включает (см. рисунок) объемную гидропередачу с регулируемыми насосом 5 и мотором 2, два (1 и 3) дифференциальных механизма, два звена каж дого из ког торых замыкают механическую и гидравлическую ветви с двух сторон. Третье звено 4 первого из дифференциалов кинематически связано с валом основной трансмиссии, а третье звено 6 второго —> с валом меховика. Предусмотрена возможность принуд дительного блокирования дифференциалов.
В предлагаемой схеме при передаче энергии в прямом и обратном направлениях удается реализовать тип трансмиссии с дифференциалом на выходе, блокируя входной, ближний к источнику энергии дифференциал, а такж е избавиться от нелинейного закона изменения передаточного числа трансмиссии. Кроме того, трансмиссии с диф ференциалом на выходе имеют еще одно важное свойство: в сочетании с реверсируемой гидропередачей возможно бесступенчатое регулирование трансмиссии из положения, когда передаточное число трансмиссии накопителя равно нулю. Иными словами, источник энергии и потребитель кинематически связаны, но передачи энергии не происходит (чему соответствует передаточное число гидропередачи, р авн ое—I 1/К, где К — постоянная дифференциала. Используя это свойство, можно исключить работу буксования сцепления в моменты согласования частот вращения валов' трансмиссии автомобиля и маховика накопителя, что позволит снизить потери в приводе. Правда, в области отрицательных значений передаточных чисел гидропередачи (в диапазоне— 1/А -н 1 — 2 К ), в принципе, возможна перегрузка гидравлической ветви циркулирующей мощностью, а значит, и высокие потери в приводе. О днако ее удалось избежать путем выбора интенсивности регулирования передаточного числа гидропередачи в этом диапазоне. Найден такж е закон регулирования гидропередачи в зависимости от интенсивности движения транспортного средства.
Проблемы, понятно, не исчерпываются рассмотренными. Не менее важны и вопросы управления комбинированной энергетической установкой. Например, связанные со сложностью согласования совместной работы двигателя внутреннего сгорания и м аховика накопителя. Ясно, что управление должно быть обязательно автоматическим.В МАМИ существует своя точка зрения на то, как этого добиться.
Приверженцы гибридных комбинированных энергетических установок утверждают, что двигатель должен постоянно работать в оптимальном режиме. При этом избытки ,1 мощности двигателя или тормозящего автобуса накапливаются в маховике, а в случае разгона недостаток тягового момента от двигателя покрывается за счет маховика. Специалисты ж е МАМИ считают: рекуперативное торможение, остановку и последующий разгон автобуса от маховика нужно выполнять при неработающем двигателе, причем последний должен включаться лишь при минимально допустимой частоте вращения маховика. Благодаря этому пропускаются самые неэкономичные и токсичные режимы работы, что позволит улучшить экологическую обстановку на перекрестках и автобусных остановках. И не только считают, но и разработали систему управления, которая по сигналам от датчиков, установленных на ведущих колесах автобуса и маховике накопителя, отключает и подключает двигатель. Интенсивность торможения и разгона, а такж е закон регулирования реализуются педалями тормоза и акселератора. Чтобы не разрывался поток мощности при переходе с привода маховика к приводу от двигателя, мощность на валу трансмиссии автомобиля' нужно привести в соответствие с мощностью двигателя. Чтобы учесть довольно слож ный алгоритм управления, необходим центральный процессор для обработки данных от датчиков двигателя, трансмиссии, маховика, ведущего колеса, педалей водителя.
На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований сейчас в МАМИ разрабатывается проект большого городского автобуса с комбинированной силовой установкой. В качестве основных узлов трансмиссии накопителя предполагается использовать объемный гидропривод ГСТ-90 и элементы стандартных агрегатов, выпускаемых отечественной промышленностью к автомобилям «Урал», КамАЗ и др.
Итак, на поставленные выше вопросы ученые Московского автомеханического института ответ дают положительный. Вместе с тем рекуперация энергии тормож ения—■ не панацея, а лишь одно из возможных средств улучшения экономических и эю - логических свойств городских автотранспортных средств, главным образом автобусов. Причем средство, которое по своей эффективности неоднозначно: оно при некоторых условиях может уступать другим, более простым и дешевым. Поэтому и относиться к нему нужно соответствующим образом: внедрять лишь тогда и там, когда и где доказано его неоспоримое преимущество. И — продолжать работу по совершенствованию схем и конструкций систем рекуперации.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
УДК 629.113.001.4:658.13.08
Чтобы фронтальный удар становился безопаснееКанд. техн. наук Н. А. КРАМСКОЙ, Д. И. ФОТИНИЧ
} < Ь РО Н ТА Л ЬН О Е столкновение — са- мое распространенное и тяжелое по
своим последствиям дорожно-транспортное происшествие. Поэтому конструкто- ды, модернизируя или создавая новое автотранспортное средство, стараются сделать его конструкцию максимально безопасной для водителя и пассажиров именно при этом виде стоклновения.
Степень такого соответствия проверяется экспериментально-натурными испытаниями, путем соударения конструкции с железобетонной тумбой. Они, понятно, дороги, длительны и, главное, мало- вариантны: ведь чтобы испытать несколько вариантов конструктивного исполнения того или иного узла кузова, нужно разбить столько ж е кузовов. О тсюда — повсеместный рост интереса к теоретическим исследованиям процесса столконовения. В частности, к математическому его моделированию и исследованиям моделей при помощи ЭВМ.
Занимаю тся этим многие, в том числе и специалисты МАМИ. Ими, например, совместно со специалистами А ЗЛ К проведены расчетно-экспериментальные исследования характеристик пассивной безопасности легкового автомобиля. При этом они реализовали довольно простую идею: исходные данные, необходимые для моделирования, получали в ходе стендовых испытаний элементов кузова, а такж е из статистики дорож но-транспортных происшествий. (Кстати, именно анализ Д Т П позволил специалистам МАМИ и А ЗЛ К прийти к выводу: деформация салона легкового автомобиля при фронтально’м столкновении всегда значительно меньше деформации и р азрушения его передней части. Это упростило задачу моделирования, свело его к исследованию только этой части к узова ).
Процесс моделирования сводится к следую щ ему., Автомобиль представляется в виде плоской трехмассовой модели (см. рисунок), построенной с учетом его конструктивных особенностей: кузов заменен приведенной массой М, сосредоточенной в центре 0 масс автомобиля; передняя его часть представлена в виде набора С1— С3 деформируемых элементов, заменяющих раму, брызговики с лицевой панелью, крылья и капот (считается, что эти элементы воспринимают сжимающие усилия и имеют такие ж е нелинейные характеристики «нагрузка-перемещение», что и в случае реальной конструкции); двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач заменен сосредоточенной массой т и соединен с кузовом деформируемым элементом С\, заменяющим узлы крепления; масса П тела водителя (пассаж ира) принимается сосредоточенной в его центре масс, а само тело — абсолютно жестким; деформируемый
4 чл/ \л л а а ^ \ л/Сг
$\ЛЛАЛЛЛЛЛ/^т
1ЛЛ/ "
/У Ч Л Л Л Л Л Л Л Л 1 777777777777777777 777777777777777777777.'
З ак . 224
элемент Съ заменяет комплект ремней безопасности безынерционного типа.
Все характеристики «нагрузка-перемещение» деформируемых элементов С \— Съ модели получены экспериментально.
Модель имеет четыре степени свободы, и ее движение описывается системой из четырех дифференциальных уравнений второго порядка. Но так как х а рактеристики деформируемых элементов С 1— Съ модели нелинейны, то и система уравнений нелинейна. Следовательно, решить ее можно только численными методами. Д ля этого система приведена к эквивалентной системе, состоящей из восьми дифференциальных уравнений первого порядка с восемью начальными условиями, и решается методом Рун- ге-Кутта, который, имея сравнительно несложную структуру, обеспечивает высокую точность результатов расчета. Специально разработанная программа решения задачи на ЭВМ дает возмож ность получить величины перемещений, скоростей движения контрольных точек модели при ударе, а такж е перегрузки в этих точках. Она ж е позволяет решать и обратную задачу: моделировать процесс фронтального столкновения автомобиля с неподвижным препятствием при различных начальных скоростях соударения.
Оба эти варианта решения задачи апробированы на кузове автомобиля АЗЛК-2140. Установлено, что при скорости движения, равной 50 км/ч, расхождение меж ду результатами расчета и натурных испытаний по величинам перемещений контрольных точек передней части кузова составляет 1 0 %, а по перегрузкам в контрольных точках — 14. Такое расхождение, если учесть, что затраты только времени в случае натурных и расчетных исследований отличаются во много раз, вполне допустимо и приемлемо для доводки серийных и разработки модернизированных моделей АТС.
Но моделирование обладает еще одним весьма существенным достоинством: оно позволяет видеть ход разрушения передней части кузова в процессе лобового удара, т. е. дает своего рода «киносъемку» этого процесса. Установлено, в частности, что скорость нарастания деформации в процессе удара неодинакова: она максимальна в конце его. Иными словами, смятие идет с ускорением. Однако, достигнув максимума, оно меняет знак, т. е. кузов начинает упруго восстанавливаться. И чем меньше смятие, тем больше его относительное восстановление. Так, при скорости соударения, равной 2 0 км/ч, максимальная деформация передней части автомобиля АЗЛК-2140 равна 210 мм, которая затем уменьшается на 52 мм (25% ), а при скорости 60 км/ч эти цифры составляют соответственно 640 и 83 мм (13% ).
Такая разница вполне объяснима: при больших деформациях значительное число конструктивных элементов разруш ается или имеет большие пластические деформации, поэтому упругое восстановление, представляющее собой сумму упругих деформаций отдельных элементов, мало.
Это что касается кузова. В отношении же перегрузок, т. е. безопасности
ч ел о в ек а , н а х о д я щ е г о с я В а в т о м о б и л е , к ар т и н а в ы гл я д и т н еск о л ь к о п о -и н о м у .Дело в том, что в момент изменения знака ускорения кузова человек еще продолжает по инерции перемещаться вперед, поэтому перегрузка, действую щая в данный момент на него, достигает максимума (векторы перегрузок автомобиля и человека склады ваю тся). Значит, упругое восстановление кузов а — фактор, способствующий травм ированию человека. Поэтому конструктор, заботящийся о повышении уровня пассивной безопасности своего автомобиля, должен всеми доступными ему средствами снижать потенциальную возм ож ность кузова к упругому восстановлению, делать переднюю часть возможно менее жесткой с одновременным сохранением энергоемкости конструкции. Н а пример, предусматривать в лонж еронах и деталях «колодца» запрограммированные места образования пластических шарниров (отверстия, складки, выштам- повки и т. д.). Математическое моделирование как раз и помогает этому: существенно ускоряет процесс «проигрыша» различных вариантов и выбора н аиболее оптимального из них. При этом следует иметь в виду, что у большинства автомобилей классической и переднеприводной компоновок двигатель в процессе деформации передней части кузова оказывается зажатым меж ду препятствием и передней панелью салона. Таким образом, энергию удара поглощают фактически лишь элементы, длина которых представляет собой р азницу меж ду длинами передней части кузова и двигателя. В итоге, как показали расчеты перегрузки, действующие на человека, повышаются на 10— 15%. Выход из положения — в мерах, исключающих заклинивание двигателя между препятствием и передней панелью салона при фронтальном ударе (значительное увеличение расстояния между двигателем и передней панелью; использование такого крепления, которое позволяет двигателю при ударе перемещаться вниз, под салон, и т. д .).
Перечисленные меры — лишь часть из тех, которые предпринимаются конструкторами Есть, конечно, и многие другие. Например, травмобезопасные покрытия приборной панели, складывающаяся рулевая колонка, увеличенный угол наклона лобового стекла, инерционные привязные ремни и т. п. Созданный экспериментально-расчетный метод тем и хорош, что дает возможность оценить вклад каждой из этих мер в общий уровень пассивной безопасности автомобиля, подобрать наиболее эффективное их сочетание, т. е. такой вид характеристик «нагрузка-перемещение» элементов передней части автомобиля, который снижает тяжесть последствий фронтального удара (уменьшение перегрузок и времени их действия, предотвращение удара об элементы салона). Причем позволяет добиться этого вполне доступными средствами: за счет изменения формы элементов конструкции, их материала, расположения двигателя (поперечное) и точек его крепления, применения наполняющихся газом в момент удара мешков и т. п. И добиться с очень незначительным, по сравнению с натурными испытаниями, затратами труда, времени и денежных средств. 1 5
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
У Д К 629.113.ОСПА
Обкатку автомобиля Можно форсироватьД-р техн. наук Р. В. ВИРАБОВ, канд. техн. наук А . Н. МАМАЕВ,В. М. ПОРТУГАЛЬСКИЙ
1У" А Ж Д ЬШ автомобиль, сходящий с конвейера, долж ен проходить обка
точные испытания, в процессе которых выявляются утечки смазывающих и охлаждаю щ их жидкостей, негерметичность пневмосистемы, отклонения в регулировках и т. п. Д о недавнего времени они проводились преимущественно на специально построенных трассах или д о рогах общ его пользования. Однако сейчас автозаводы стремятся дорож ную обкатку заменить стендовой: это и быстрее, и дешевле. Но к сож алению, у специалистов до сих пор нет ясности в том, какими должны быть нагрузочный и скоростной режимы стендовых испытаний, их продолжительность, чтобы эффективность была не ниже той, что при дорожной обкатке.
Этот пробел, на наш взгляд, заполняет методология, разработанная в МАМИ применительно к грузовым, в том числе полноприводным, автомобилям. Рассмотрим ее.
К ак известно, основными дефектами, выявляемыми при обкаточных испытаниях грузовых автомобилей, являются утечки смазочных и охлаждающ ей ж идкостей в местах соединения трубопроводов и через уплотнения. Связаны они с некачественной сборкой или изготовлением деталей. Чтобы дефекты проявились, жидкости и соответствующие детали должны нагреться, при этом первые становятся более текучими, а в соединениях вторых увеличиваются зазо ры. Н а нагревание тратится энергия, которую можно оценивать работой двигателя. Следовательно, если измерить работу двигателя, произведенную им за время обкатки автомобиля на дороге, и обеспечивать выполнение такой же работы двигателя автомобиля, обкатываемого на барабанном стенде, то, видимо, создадутся практически одинаковые обкаточные условия.
Эксперименты и расчеты подтверж дают: данное предположение верно. Но испытания на барабанном стенде имеют и еще одно достоинство: их можно форсировать, поскольку равенство работ при меньшем времени достигается простым увеличением затрачиваемой двигателем мощности.
Такова суть. Что ж е касается конкретных АТС, то необходимые нагру
1 В работе приним али активное участие С. С. М алое и В. В. Таболин.
зочный й скоростной режимы, продолжительность обкаточных испытаний определяется на основе анализа условий и процессов, сопровождающих работу автомобиля на стенде. Вот как это делалось, например, дЛя автомобиля КрАЗ-260.
Работу начали с выявления специфики силового взаимодействия эластичного колеса с беговыми барабанами и определения параметров, характеризующих скоростные и мощностные потери в контакте колеса и каждого барабана (в функции действующих в этом контакте нормальной и тангенциальной сил). Затем найденные зависимости использовали для анализа условий работы автомобиля при обкатке его на барабанном стенде (если каж дое колесо автомобиля катится по двум опорным барабанам, то эти зависимости применяли раздельно для каждого из двух контактов колес).
Полученная система уравнений, связывающих силовые и кинематические параметры барабанов стенда и колес автомобиля при его обкатке на стенде (она, кстати, аналогична системе, составленной для случая движения автомобиля по твердой дороге), решалась и строилась зависимость суммарной относительной мощности потерь на стенде (мощность, деленная на скорость вращения барабанов) от тормозного момента на нем. По этому графику, з а даваясь угловой скоростью барабанов и мощностью ДВС, легко определить требуемый тормозной момент Стенда, чтобы обеспечить необходимый режим обкатки. Например, согласно расчетам, при движении автомобиля КрАЗ-260 (масса 12,5 т) по горизонтальной до роге со скоростью 50 км/ч для преодоления сопротивления движению двигатель должен развить мощность, равную 28,7 кВт (39 л. с.). Поскольку скорости автомобиля на дороге 50 км/ч соответствует угловая скорость барабана стенда 52 с-1 , то для сохранения мощ- ностного режима двигателя необходимо, чтобы суммарная относительная мощность потерь на стенде составляла 2 8 ,7 :5 2 = 0,55 кВт-с (0,75 л. с.-с). Вычисления показывают: даж е в случае тормозного момента, равного нулю, суммарная относительная мощность потерь на качение на стенде составляет ~ 1 кВт-с. Это означает, что при со
хранении на стенде скоростного режима дорожных испытаний даж е при тормоз
ном моменте, равном нулю, достигается почти двухкратное превышение мощности потерь, т. е. коэффициент форсирования испытаний, равный двум, а значит, и двойное сокращение времени обкатки. Если нужно получить на стенде дорожную мощность потерь, т. е. иметь коэффициент форсирования, рав ный единице, необходимо вдвое уменьшить скорость барабанов, перейдя на более низкую передачу. Если же, сохраняя угловую скорость барабанов (52 с-1 ), взять, например, коэффициент форсирования, равный трем, то требуемый суммарный тормозной момент на барабанах стенда составит 700 Н -м (70 кгс-см).
Таким образом, на стенде традиционной конструкции даж е при отсутствии тормозного момента для обкатки автомобиля (на том ж е скоростном реж име) требуется в 2 раза большая мощность, чем при движении по дороге. Следовательно, исходя из допущения, что выявляемость дефектов пропорциональна работе, затраченной на преодоление сопротивления движению, тот же эффект, что и на дороге, можно получить как минимум вдвое быстрее.
Но — если допущение верно. Чтобы убедиться в этом, были проведены сравнительные замеры температуры смазочных и охлаждающ их жидкостей в р а здаточной коробке, в переднем, среднем и заднем мостах КрАЗ-260, его двигателе при движении на дороге и на б а рабанном стенде. Оказалось, что при работе автомобиля на стенде та же температура смазки, какая наблюдается при дорожном пробеге в 60 км, достигается при вдвое меньшем пробеге (двигатель выходит на нормальный тепловой режим после 10— 15 км, в то время как на дороге это происходит после 25—30 км пробега). Число проявляю щихся дефектов при стендовом пробеге в 30 км даж е несколько возросло, а номенклатура сохранилась. Значит, теоретические предпосылки верны.
В заключение отметим, что рассмотренная методология определения нагрузочных режимов барабанных стендов при обкаточных форсированных испытаниях может быть применена не только для КрАЗ-260, но и для других грузовых автомобилей. При этом, естественно, уравнения, связывающие кинематические и силовые соотношения колес автомобиля с барабанами стенда, будут иными,.
ВНИМАНИЮ ПРЕДПРИЯТИИ, ОРГАНИЗАЦИИ, КООПЕРАТИВОВ И ЧАСТНЫХ ЛИЦ!
Редакция журнала «Автомобильная промышленность» принимает рекламные материалы на разрабатываемую, производимую продукцию и технологии, о выполняемых услугах, приеме в вузы и специальные учебные заведения и т. д, для публикации.
Вы должны представить: текст, напечатанный в двух экземплярах через два интервала; иллюстрации в двух экземплярах (если они необходимы); гарантийное письмо об оплате рекламы.
Адрес редакции: 103012, Москва, К-12, пр. Сапунова, 13, 4 этаж, комн. 424. Телефон: 298-89-18.
16
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
ДВИГАТЕЛИ-ОБЪЕКТ ПОСТОЯННОГО ВНИМАНИЯВ МАМИ велась и ведется большая работа, связанная с
автомобильным двигателестроением. Это прежде всего подготовка специалистов, осуществляемая на двух кафедрах — автомобильных и тракторных двигателей и транспортных газотурбинных двигателей, — тысяч инженеров-двигателистов, многие из которых стали ведущими специалистами автозаводов, крупными научными работниками и руководителями автомобильной промышленности, учебных и научных организаций страны. Есть их выпускники и за пределами нашей страны: только за последние годы ими стали 60 представителей стран Азии, Африки и Латинской Америки.
У Д К 621.43.001.6
Резервы совершенствования ДВСКанд. техн. наук И. Я. РАЙКОВ, д-р техн. наук Я. А. СПУНДЭ
С ЕЙЧАС обе кафедры переживают время изменений и ускоренного движения вперед. В аудитории и лаборато
рии пришла вычислительная техника. Еще в 1982— 1983 гг. введен в строй автономный учебно-лабораторный многоэтажный корпус двигателей внутреннего сгорания; организованы специализированные аудитории и классы, оснащенные техническими средствами обучения, наглядными пособиями и натурными образцами основных деталей и узлов новых и перспективных двигателей; новые лаборатории располагают современными испытательными стендами, имеют свою станцию с ЭВМ, которую студенты широко используют при выполнении курсовых и дипломных работ; создана подвижная платформа с комплексом отечественной аппаратуры для определения основных компонентов отработавших газов; смонтирована и задействована универсальная вибронагрузочная машина ЦАМ ПУ-10, предназначенная для проведения научных исследований и учебных лабораторных работ по двигателям, и т. д.
Рис. 1. П леночны й, термоанемометрический измеритель м ассового расхо д а во зд уха
Кафедры двигателей института готовят инженеров-конст- рукторов и исследователей с использованием современной технической базы отрасли. Например, в 1985 г. кафедра автомобильных и тракторных двигателей открыла свой филиал в НАМИ и на его базе начала подготовку инженеров, владеющих системой автоматизированного проектирования (С А П Р). Д ля них разработана усложненная учебная программа по машинному проектированию двигателей, им читают дополнительные разделы прикладной математики (теорию упругости, метод конечных элементов и др.). Филиалы организованы такж е на А ЗЛ К и в научно-исследовательском институте автотракторных материалов. Один из них специализирован, в основном, на испытаниях двигателей, а второй — на применении керамики в автомобильном двигателе- строении.
Важное направление деятельности двигателистов МАМИ — научные исследования и разработки новых конструкций для автомобильной промышленности. И здесь сделано немало.
Так, под руководством Г. П. Покровского решены многие проблемы применения электроники для управления устройствами, понижающими Токсичность отработавших газов. В
Рис. 2. К ом плекс д л я изм ерен ия толщины м асляного слоя:I — усилитель ПИТС-М АМ И, 2 — катодны й осциллограф ; 3 — п отен ци ометр; 4 — ш лейфовый осциллограф ; 5 — многопозиционный п ереклю чатель; 6 — двигатель; 7 — отм етчик так та впуска; 8 — отм етчик ВМТ;
9 — торм озн ая устан овка; 10 — ж гут проводов от датчи ков
частности, создана адаптивная, т. е. самоприспосабливаю- щ аяся к конкретным условиям система управления двигателем по критерию детонации (А. с. 907291, СССР). Она позволяет, сохранив принятую степень сжатия, использовать в двигателе бензин с меньшим на 5—7 единиц октановым числом без риска ухудшить экологические характеристики отработавших газов. (Система передана в НИИАЭ.)
Большой научный и практический интерес представляет и разработка пленочного термоанемометрического измерителя (рис. 1 ) массового расхода воздуха, предназначенного для электронных систем управления дозированием топлива и опережением зажигания. Он гораздо надежнее и точнее тех устройств, которые ранее использовались для таких целей. Заслуж ивает такж е внимания устройство (А. с. 717392, СССР) для испытания экономайзера принудительного холостого хода, внедренное на Московском карбюраторном заводе.
Модернизацией автомобильных и тракторных дизелей (улучшением цилиндропоршневой и кривошипно-шатунной
6 7 8 6
Рис. 3. О бъем ны й роторный нагнетатель:1 — пластина; 2 — подш ипник; 3 — ш кив; 4 и 10 — кры ш ки; 5 — гайки валиков; 6 — боковы е стенки; 7 — корпус; 8 — роторы; 9 — синхронизирую щ ая Ы естерня; / / —^установочный винт; 12 — присоединительный
ф ланецВологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Рис. 4. Безмоторный стенд д л я испытания порш ней на
термостойкость:1 — пневмоцилиндр; 2 —ш ток; 3 — тележ к а с р у б аш кой охлаж д ен и я ; 4 — рельс; 5 — ролик; 6 — ги льза с рубаш кой охлаж д ен и я ; 7 — го ловка испы ты ваемого порш ня; 3 — н агреватель; 9 — стойка; 10 — галогенн ы е л а м
пы; 11 — ф орсунка
группы) занимается группа Ю. Н. Никитина. Ею разработана и внедрена методика и создан комплекс (рис. 2 ) измерения толщины масляного слоя в сопряжениях цилиндропоршневой группы и подшипниках кривошипно-шатунного механизма. Такие измерительные комплексы переданы уже на ЯМ З, КамАЗ и Волгоградский моторный завод. Двигателестроительным заводам даны конкретные рекомендации по' улучшению гидродинамических характеристик сопряжений «цилиндр — поршень — поршневое кольцо», в подшипниках коленчатого вала и др. В итоге на ряде заводов модернизированы детали этих сопряжений. Например, на Владимирском тракторном внедрены комплектации колец и поршень с усовершенствованным профилем, на КамАЗе — шатун повышенной надежности, на ЯМ З — оптимальный режим подготовки двигателей к принятию нагрузки и т. д.
Проблемами наддува бензиновых двигателей занимается группа Г. Н. Рытвинского. Ею, в частности, в 1984 г. изготовлен макетный образец роторного нагнетателя (рис. 3 ) для двигателя А ЗЛК-412, разработана документация на модификацию карбю раторов К -126 и ДААЗ-2106, предназначенных для двигателей с наддувом. Изготовлены макетные образцы карбюраторов.
Безусловно, большую практическую значимость имеют р а боты группы А. В. Кострова по совершенствованию конструкции и повышению надежности поршней бензиновых двигателей. Результатом исследования температурных деформаций стал овально-бочкообразный профиль его юбки с терморегулирующей вставкой, почти идеально приспособленный для быстрой приработки к зеркалу цилиндра. Поршень уже внедрен на форкамерно-факельных двигателях ЗМ З и принят к внедрению на двигателях ЗМ З-24 и ЗМ З-53. В процессе исследований создан способ испытания поршней карбюраторного двигателя (А. с. 1008639, СССР). Ускоренным исследованиям термостойкости поршней способствует сконструированный и изготовленный (А. с. 1012066) В. П. Беловым безмоторный стенд (рио, 4).
Н а кафедре автомобильных и тракторных двигателей с участием кафедр обработки металлов давлением, литейного производства и материаловедения проводится комплекс р а бот по повышению срока службы и улучшению качества
I
Рис. 5. М алот оксичная кам ера сгорания А Г Т Д :I — основная подача топлива; 2 — подача топлива через деж урную
| О ф орсунку; 3 — кам ера сгорани я; 4 — испаритель-гом огенизатор; 5 — по- ■ ^ д а ч а воздуха в кам еру сгорания через испаритель
поршней. Коллектив интенсивно работает над созданием и освоением штампованных поршней для автомобильных и мотоциклетных двигателей (совместно с заводами КамАЗ, ЗМ З, Костровским «Моторде- таль» и д р .) : уж е организованы опытные участки во ВНИИ- мотопроме и на Костромском заводе «Мотордеталь».
С 1988 г. обе двигательные кафедры института перешли на подготовку инженеров более широкого профиля, владеющих методами разработки не только традиционных поршневых автомобильных и тракторных двигателей, но и перспективных адиабатизированных комбинированных (турбопоршневых) силовых установок, комбинаций двигателей внутреннего и внешнего сгорания, разного рода утилизаторов тепла. При этом особое внимание предполагается уделить проблемам экологии.
К афедра транспортных газотурбинных двигателей — один из лидеров прогресса в теории и практике успешных разр а боток оригинальных отечественных автомобильных газотурбинных двигателей, а такж е создания систем турбонаддува дизелей. Ее специалисты предложили новый метод профилирования рабочих колес центробежных компрессоров и р а диальных турбин (руководитель группы — С. В. М ихалев); совместно с Горьковским автозаводом обосновали принципиально новую схему многорежимного АГТД, которая определила общее направление развития таких двигателей. (Значительно позже правильность выбора подтвердилась з а рубежным опытом.) Совместно с тем ж е заводом на каф едре исследованы и созданы малотоксичные камеры сгорания с предварительной подготовкой (гомогенизацией) топливной смеси. Токсичность выбросов АГТД с такими камерами оказались (в полном соответствии с теорией) на порядок ниже, чем у поршневых ДВС. Более того, стало очевидным, что АГТД может стать первым практически нетоксичным тепловым автомобильным двигателем. В последнее время ведутся исследования и разработки нескольких перспективных схем промежуточного охлаждения сжатого воздуха в системах турбонаддува дизелей (Ю. С. Кустарев, Ю. И. Фрейман,В. Г. Белькевич); сконструирован оригинальный вентилятор, характеристики которого позволяют существенно повысить КПД системы охлаждения двигателя. Совершенно новые направления р а б о т — камеры сгорания для так называемых энергоаккумулирующих веществ, а такж е использование высокотемпературной керамики в агрегатах турбонаддува дизелей и малых АГТД с керамической проточной частью. О перспективности последнего направления говорят такие ф акты: в Японии и США уж е созданы образцы малых АГТД с керамической проточной частью, а общеевропейская научная программа «Эврика» предусматривает их создание для экологически чистого легкового «автомобиля 2 0 0 0 года». В 1988 г. кафедра начала подготовку инженеров-специалис- тов по использованию керамики в автомобильном двигате- лестроении.
Как видим, коллектив двигателистов МАМИ, работая над проблемами двигателестроения, добился довольно весомых результатов. Но эти результаты были бы еще значительнее, если бы кафедрам оказывалась — своевременно и в необходимых объемах — помощь со стороны Минавтосельхозмаша. И прежде всего — в приобретении современной вычислительной техники. Ведь ее нехватка сдерживает не только темпы научных исследований, но и (объективно) снижает уровень подготовки инженеров-двигателистов. И то и другое — прямые убытки для отрасли.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
У Д К 621.43-036.5-419.8
Композиты в конструкциях двигателей нового поколенияд Д-р техн. наук Г. М. ВОЛКОВ, кандидаты Ж техн. наук В. И. ПАНИН и Г. Н. РЫТВИНСКИЙ
В И ГА ТЕЛ ЕС ТРО ЕН И Е долгие годы использовало исключительно ме
таллы и их сплавы. Однако в последнее десятилетие начинают внедряться и нетрадиционные материалы — неметаллические и композиционные. Они позволяют решить назревшие задачи, в частности, повысить топливную экономичность и ресурс, снизить экологическое з а грязнение окружающей среды автомобильными двигателями.
Так, топливная экономичность улучш ается за счет уменьшения механических потерь в парах трения, роста энергонапряженности процесса сгорания топлива, утилизации энергии отработавших газов и уменьшения массы самого двигателя; ресурс растет, потому что новые материалы оказываю тся более стойкими к изнашиванию, действию знакопеременных нагрузок, высоких температур и т. д.
О днако новые материалы, как правило, дорож е традиционных, а гамма их физико-механических свойств — уж е. П оэтому и заменять ими традиционные материалы целесообразно там, где они наиболее выгодны. Где именно — попытались определить специалисты МАМИ и ВНИИмотопрома.
Наиболее энергонаряженный фракционный контакт наблюдается, как известно, в подшипниках коленчатого вала ДВС. В большинстве многоцилиндровых двигателей по технологическим соображениям применяются подшипники скольжения, работающие в режиме гидродинамической смазки. Но на практике нельзя исключить кратковременную работу таких подшипников и в условиях сухого трения. Отсюда — нередки случаи «схватывания» и задиров антифрикционных слоев на основе металлических сплавов. Следовательно, новые материалы есть смысл применять, если они обеспечат работоспособность узла трения в экстремальных условиях, т. е. обладают достаточно низким коэффициентом трения в кратковременном режиме сухого трения и не имеют склонности к пластической деформации при кратковременной перегрузке. Неплохо, если теплопроводность антифрикционного материала при этом будет превосходить теплопроводность масляного слоя на его рабочей поверхности: это позволит использовать менее вязкие масла, что уменьшит гидродина-
Рис. 1
мические потери в зоне трения и при циркуляции масла в системе смазки ДВС. (Кстати, именно из-за низкой теплопроводности композиционных материалов с полимерной матрицей представляется проблематичным их применение в подшипниках коленчатого вала.)
Безусловно, большой интерес вызывают керамические подшипники качения, способные работать без принудительной смазки. Тем более что обусловленное этим усложнение технологии изготовления и сборки кривошипно-шатунноТо механизма на составном коленчатом валу может быть компенсировано повышением
I
Рис. 2 к ^
безремонтного прооега узла трения, а такж е технологическими и эксплуатационными преимуществами отказа от ж идкой смазки.
Ш атун — одна из наиболее нагруженных деталей ДВС. Характер его нагружения таков, что композиционный материал может работатть только будучи армированным волокнистым наполнителем, например, алюминий с непрерывными волокнами (на основе органе'- и углепластиков, корунда или карборунда) или с высокопрочной стальной проволокой. В этом случае масса шатуна снижается на 30% (композиты со стальной арматурой) и даж е на 50% (композиты с полимерной матрицей), что соответственно уменьшает динамические нагрузки в кривошипно-шатунном механизме и вибрацию (шум) двигателя.
Ш атун (рис. 1) из композиционных материалов — с неразъемной кривошипной головкой. Арматура, стягивающая стержень, предварительно? нагружается усилием, превышающим максимальные растягивающие рабочие нагрузки. Стержень шатуна должен иметь объемное ар мирование, а по величине модуля упругости его материал — превосходить м атериал охватывающей петли. (На рис. 2
представлен вариант шатуна с разъемной кривошипной головкой, выполненный из композиционного материала.)
Детали цилиндропоршневой группы испытывают на себе действие больших термических, механических и фрикционных нагрузок, величины которых во многом зависят от массы деталей, точнее, инерционных сил. Чтобы уменьшить эти
Рис. з
силы, массу подвижных элементов стремятся сделать возможно меньшей. И композиты здесь открывают огромные возможности. Например, днища поршней можно усиливать вставками из композиционного материала с металлической м атрицей, армированной дискретными волокнами. При этом в качестве матрицы используют поршневой сплав на основе алюминия, что облегчает технологическое совмещение вставки с металлом поршня на жидкофазном этапе процесса его и зготовления; армиро’вание дискретными волокнами, повышающее термоциклическую стойкость сплава в 4—5 раз. В итоге снижаются и стабилизируются температурные деформации днища поршня, благодаря чему уменьшаются объем вредного пространства камеры сгорания и соответственно токсичность отработавших газов, обеспечивается высокая износостойкость канавки для первого компрессионного поршневого кольца.
Новые материалы позволяют делать поршень не только со вставками в днище, но и вообще составным (рис. 3) с существенно отличными свойствами материала головки и юбки. Последняя, изготовленная из композита с полимерной матрицей, выгодна с точки зрения как
Рис. 4
массы поршня, так и шумности ДВС. За счет композита появляется возможность уменьшить начальные установочные за зоры поршня в цилиндре и, как следствие, снизить динамические нагрузки при его перекладке. Силы трения поршня о
Рис. 5
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
стенки цилиндра можно уменьшить, применяя материалы с антифрикционными свойствами. Это’, в свою очередь, позволит значительно уменьшить потребную интенсивность орошения зеркала цилиндра —• вплоть до полного отказа от ж идкой смазки, а значит, снизить удельную нагрузку на зеркало цилиндра от маслосъемного кольца, угар масла, токсичность отработавших газов.
Более того, при наличии материалов с хорошими антифрикционными свойствами и низким коэффициентом термического расширения (типа полимеркерамики) можно говорить даж е о бескольцево'м — лабиринтном уплотнении надпоршневого пространства, способном резко уменьшить механические потери в ДВС.
Неметаллические и композиционные материалы в деталях механизма газораспределения, например, в паре «кулачок — шайба толкателя» такж е снизят механические потери. Одновременно повысятся надежность и износостойкость этих деталей. Но номенклатура деталей механизма газораспределения, для которых рекомендуются износостойкие композиционные и керамические материалы, этим
не ограничивается. Из них можно вы полнять толкатели, шайбы толкателей, клапаны, направляющие втулки и седла клапанов, кулачки распределительного вала. (В последнем случае потребуется новое конструктивное оформление распределительного вала: его придется делать сборным, состоящим из полого в а ла и закрепленных на нем кулачков.)
Все сказанное выше — не только перспектива. Уже созданы и испытаны первые образцы толкателей из композиционного материала, армированного дискретными углеродными волсягаами; шайбы толкателей, выполненные из керамики (рис. 4); тарелки пружин из полимерного композиционного материала. В результате масса движущихся деталей механизма газораспределения ДВС стала меньше на 15%.
Композиты с полимерной матрицей незаменимы как средство уменьшения шумового загрязнения окружающей среды, связанного с работой ДВС. Об их перспективности можно судить по такому примеру: замена алюминиевого поддона картера на композиционный с поли
мерной матрицей, по японским данным, уменьшает уровень шума ДВС на 4 дБА. Из композитов можно выполнить не только поддон картера, но и такие элементы, как крышки механизмов газораспределения, привода распределительного вала, картер и другие корпусные детали (рис. 5).
Вообще ж е анализ, выполненный специалистами ВНИИмотопрома и МАМИ, показал: композиционные материалы и конструкционная керамика достигли т а кого уровня развития, который делает реальным создание автомобильного двигателя нового поколения с меньшей массой и лучшими показателями по экономичности, токсичности и шуму. Но для этого нужно, во-первых чтобы процессы проектирования деталей, конструирование композиционного материала с зад ан ным сочетанием свойств и технологическое обеспечение его изготовления были тесно взаимоувязаны. И второе: нужны методы расчета двигателя из композиционных материалов, а следовательно, и б а за для них, т. е. широкие экспериментальные исследования, проводимые на современном уровне.
В НОГУ СО ВРЕМЕНЕМ
Специалисты МАМИ наряду с традиционными все большее внимание начинают уделять новейшим путям в области исследований, разработки и совершенствования конструкций автомобилей, в числе которых — создание устройств, основанных на принципах, ранее в автомобилестроении не применявшихся, в частности, электроники: микропроцессорных систем управления экономайзером принудительного холостого хода и зажигания, а в перспективе — маршрутных компьютеров, антиблокировочных систем нового поколения, адаптивных систем управления силовой установкой автомобиля и др. И немалый вклад в решение этих задач вносят специалисты МАМИ, о чем свидетельствуют помещаемые ниже статьи.
У Д К 629.113.066 + 629.113-523.8
Для развития электро- и электронного
оборудования АТСКандидаты техн. наук О. А. АКИМОВ,Р. А. МАЛЕЕВ и Ю. П. ЧИЖКОВ
О С ВЯЗИ с возросшей потребностью народного хозяйства в специалистах по автотракторному электрооборудованию в
1968 г. в МАМИ на базе кафедры «Электротехника» была образована кафедра «Автотракторное электрооборудование». П еред ее коллективом сразу ж е встала задача создания собственной лабораторной базы, которая, с Одной стороны, позволила бы готовить специалистов, отвечающих требованиям производства и эксплуатации АТЭ, а с другой — обеспечивала возмож ность проведения научно-исследовательских работ по разработке более совершенных изделий. Решение поставленной задачи в то время виделось в расширении научных исследований на базе предприятий, для которых велись эти работы, и одновременном оснащении лабораторий кафедры необходимым оборудованием и приборами.
Время показало правильность выбранного направления. За период 1968— 1988 гг. объем хоздоговорных работ вырос до 245 тыс. руб. в год. Окрепла материальная база кафедры. П оявились филиалы на АТЭ-1 и в НПО «Автоэлектроника».
С 1984 г. кафедра в рамках прежней специальности начала подготовку инженерных кадров со специализацией по автоматике, электронике и микропроцессорным средствам автомобилей и тракторов, а с 1987 г. — переподготовку кадров М инавтосельхозмаш а по автомобильной электронике (спецфакультет).
Научно-исследовательский поиск в первые годы был сосредоточен на аппаратуре и методах оценки рациональных свойств контрольно-измерительных приборов автомобилей в лабораторных и дорожных условиях, а такж е принципиально новых контрольно-измерительных приборах, обладающих высокими эргономическими свойствами. Это делалось в рамках научно- исследовательских договоров с ведущими предприятиями ав томобильной промышленности (ГАЗ, А ЗЛ К , НАМИ, ВКЭИав- тобуспром), в результате чего были созданы электронные приборы и их комбинации с цифровым и матричным кодированием информации на светодиодных, жидкокристаллических и вакуумно-люминесцентных индикаторах. В 1980 г. был разработан и передан ВКЭИавтобуспрому электронный контрольно-измерительный комплекс, представляющий собой электронный щиток прибофов с блоком питания и аналого-цифровым преобразователем (рис. 1). Д ля ВКЭИавтобуспрома был выполнен такж е большой объем работ по улучшению характеристик устройств автоматического управления и контроля систем очистки лобового стекла. Сотрудничество с Калужским заводом автомотоэлектрооборудования (КЗАМЭ) и Владимирским заводом «Автоприбор» по совершенствованию конструкции моторедуктора и рычагов стеклоочистителей автобусов ЛиАЗ-5256 привело к созданию образцов, которые в настоящее время выпускаются серийно.
В дальнейшем научно-исследовательские изыскания сосредоточились на двух основных направлениях: развитие и совершенствование систем электроснабжения и систем электростар- терного пуска ДВС автомобилей и тракторов.
Рис. 1. Элект ронный конт рольно-измерит ельный ком плекс
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
I
Работы по системам электроснабжения проводятся в большинстве случаев комплексно, когда уделяется внимание как генераторам, регуляторам напряжения, так и устройствам, обеспечивающим улучшение качества электроэнергии. Например, совместно/ с Алтайским заводом тракторного электрооборудования (АЗТЭ) и НПО «Автоэлектроника» оптимизируются конструкции, повышаются технологичность и ресурс генераторных установок, снижается себестоимость. Пример тому генераторы 69.3701 и 70.3701 (заменяют генераторы 15.3701 и 12.3701) с высокими удельными показателями (см. таблицу).
Генератор 69.3701 15.3701 70.3701 12.3701
М ощ ность, Вт Н ом и н альн ое напряжен,
100014
100014
100028
100028
ние, ВЧ асто та вращ ен и я , м и н - 1 М асса без шкивам кг 85%-й ресурс, мото-ч
45007 ,0
10000
450010
8000
45007,0
10000
450010
8000
Новые генераторы 69.3701 и 70.3701 (рис. 2) представляют собой бесщеточные индукторные машины с электромагнитным возбуждением и встроенными выпрямителем и интегральным регулятором напряжения. В пазах их ротора расположены постоянные магниты, обеспечивающие стабильное самовозбуж дение. Генераторы могут работать в схемах с аккумулятс/рной батареей и без нее, они не требуют какого-либо обслуживания, аккумуляторная батарея на них не разряж ается.
Ведутся такж е исследования и в области совершенствования систем электроснабжения на два уровня напряжения. В частности, изучены различные варианты, включая генераторы с двумя независимыми обмотками на статоре (12/24 В и 24/48 В), умножители напряжения на конденсаторах, устройства для
а
Рис. 3. Система элект роснабж ения на д ва ур о вн я напряж ения: а — с двухобм оточны м генератором и регулятором н ап ряж ен ия с двум я входны м и к ан ал ам и ; б — трехф азны м конденсаторны м умнож ителем н ап р яж ен и я ; в — с переклю чением аккум уляторны х батарей с п ар ал
лельного соединения на последовательное
поддержания напряжения в заданных пределах. Результатом стали две системы электроснабжения на два уровня напряж ен и я — на основе многообмоточного генератора и с применением многофазного конденсаторного умножителя напряжения (рис. 3). Они предназначались для замены ненадежной традиционной системы электроснабжения, в которой повышенное н апряжение образуется за счет переключения аккумуляторных батарей с параллельного соединения на последовательное. О днако первая не прошла, хотя и обладает высокими массовогабаритными показателями (для получения энергии дополнительного уровня напряжения не требуется дополнительных преобразователей); у нее низкая стабильность дополнительного уровня напряжения, что требует применения сравнительно д о рогостоящего регулятора напряжения. Вторая ж е полностью себя оправдала: большая удельная емкость конденсаторов, простота конструкции преобразователя обусловливает высокие степень надежности, стабильность напряжения по дополнительному уровню и малую себестоимость системы.
При выполнении работ по двухуровневым системам электроснабжения применялся принципиально новый метод их анализа — по схемам замещения, с использованием для расчета универсальной программы анализа нелинейных радиоэлектронных схем, который позволяет оценивать работу систем как по мгновенным, так и по средним токам и напряжениям.
Н ад повышением качества электроэнергии на автотранспортных средствах кафедра трудится с 1983 г. Так, для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения создаются многофазные
Рис. 4. Стабилизатор-фильтр д л я защиты от им пульсны х перенапряж ений
вентильные генераторы (в том числе в виде обращенной машины), что позволяет уменьшить величину пульсаций выпрямленного напряжения на 10—20%. Той ж е цели служит динамический стабилизатор-фильтр (рис. 4), испс/льзование которого в системе электроснабжения существенно повышает качество электрической энергии в переходных режимах, обеспечивая максимальные перенапряжения не выше 16— 17 и 32—33 В (соответственно для систем электроснабжения с номинальным напряжением 14 и 28 В). В статических режимах пульсации выпрямленного напряжения снижаются в 5— 10 раз.
В области систем электростартерного пуска ДВС усилия кафедры сосредоточены на методах и программах расчета на ЭВМ стартерных электродвигателей. При этом автоматизировались как поверочный расчет стартера, так и проектный расчет системы электростартерного пуска в целом. О качестве разработок говорит такой факт; программы поверочноТо и проектного расчета стартерных электродвигателей с электромагнитным возбуждением и возбуждением от постоянных магнитов внедрены на АТЭ-1, в НПО «Автоэлектроника», на АЗТЭ, Херсонском электромашиностроительном заводе, широко использовались при проектировании новых стартерных электродвигателей с более высокими удельными показателями, оптимально удовлетворяющих требованиям по пуску автотракторных двигателей в различных усло'виях. (В частности, при их помощи изготовлен стартерный электродвигатель ЭС-22 мощностью 22 кВт для дизелей.) Более того, программы расчета стартерных электродвигателей и вольт-амперных характеристик аккумуляторных батарей стали основой отраслевс/й комплексной САПР системы электростартерного пуска ДВС.
Есть успехи и в создании систем пуска с емкостными накопителями энергии: сотрудниками кафедры получено 19 авторских свидетельств. В том числе на системы на низкое (12 В) и высокое (300 В) напряжения со стартерными электродвигателями различных типов.
Сотрудники кафедры тесно взаимодействуют с предприятиями и организациями отрасли. Например, совместно с АТЭ-2 ведут работы по’ совершенствованию элементов и системы заж и
Ап
тпм
пй
н
пьня
а п
пом
мш
л
рп
но
ст
ь.
19
89
.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№
гания в целом, благодаря чему значительно усовершенствован выпускаемый заводом электронный коммутатор 36.3734; создана система электронного регулирования угла опережения за жигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала ДВС, позволяющая исключить из распределителя зажигания механический центробежный автомат; отработана методика и программа расчета на ЭВМ катушек заж игания, которая тоже внедрена на заводе. Совместно с ВАЗом разрабатываю тся экст
ремальные системы автоматического управления углом опережения зажигания, позволяющие при доводочных работах с ДВС в стендовых условиях определять оптимальные регулировочные характеристики по этому углу.
Об общем уровне проводимых научных исследований можно судить по таким данным: за последние восемь лет сотрудниками кафедры получено 50 авторских свидетельств, 19 медалей ВДНХ СССР, защищено 10 диссертаций.
оо
У Д К 621.43-57.629.114:6
Конденсаторная система пуска для «Оки»
Кандидаты техн. наук А. И. КОПЫЛОВ и В. А . ПРОХОРОВ, В. С . ПРОХОРОВ
О АДАЧА разработки пусковой системы автомобильного ^ двигателя на основе емкостного накопителя энергии, при всей очевидности идеи, встречает на пути технической реализации, как известно, два препятствия: необходимость согласования характеристики стартерного электродвигателя и высоковольтной конденсаторной батареи; сложность зарядки конденсаторной батареи от бортовой сети автомобиля (аккумуляторной батареи). Первое преодолевается путем использования конденсаторной батареи на напряжение 250—400 В и подбором такого серийного двигателя постоянного тока на напряжение 220 В, естественная механическая характеристика которого отвечает требованиям по скорости и моменту прокрутки коленчатого вала ДВС; втй рое— созданием преобразователя напряжения для заряда высоковольтной конденсаторной батареи. Именно этими путями и пошли специалисты МАМИ, получив предложение разработать конденсаторную систему пуска для легкового автомобиля особо малого класса ВАЗ-1111 «Ока».
Первый вариант системы показан на рис. 1. В ее состав входят: выпрямительный мост 7, выполненный на диодах КД213А; индикатор 2 заряда конденсаторной батареи б; высоковольтный делитель напряжения (3 и 4 ); выключатель 5 конденсаторной батареи; преобразо'ватель напряжения (8) тумблер 9 и лампа 10 контроля включения преобразователя контакты 12 замка заж игания; аккумуляторная батарея 13 реле 14 разгрузки контактов замка заж игания; однообмоточное тяговое реле 16 стартера; обмотка 17 возбуждения и якорь 15 электродвигателя стартера возбуждения; плавкие предохранители 7 к 11.
К ак видим, большинство элементов системы пояснений не требуют. Необычны лишь три из них — конденсаторная батарея, электродвигатель и преобразователь напряжения. Их и рассмотрим.
Конденсаторная батарея набрана из конденсаторов К50-18 и аккумулирует запас энергии, равный 900 Д ж . Ее масса —7,5 кг. Электродвигатель К Н 11-750/220 рассчитан на номинальное напряжение 220 В (взят от бытовой электропилы). П реобразователь напряжения, в принципе, может быть любым.
В частности, на рис. 2 показана схема однотактного транзисторного преобразователя с самовозбуждением и автоматическим ограничением тока коллектора, достоинства которого — конструктивная простота и то обстоятельство, что йн не боится режима короткого замыкания на выходе (режима, который имеет место в начале заряда полностью разряженной конденсаторной батареи).
По такому ж е принципу действия может быть построен преобразователь (рис. 3) без специального импульсного трансформатора, необходимого в предыдущем случае. В нем при зарядке конденсаторной батареи рйль трансформатора выполняет
обмотка возбуждения стартера, разделенная на две части (Ц77 и 1172). З а счет совмещения функций электрической м ашины как преобразователя напряжения и как стартера улучшаются массогабаритные показатели системы.
Принцип расходования энергии промежуточных индуктивных накопителей энергии (без специальных трансформаторов) может быть реализован и в классической системе заж игания (рис. 4): в процессе накопления энергии катуш ка заж игания используется как преобразователь напряжения, а в процессе пуска двигателя — по своему прямому назначению. П равда, в этом случае система долж на включать электронный прерыватель.
Рис. 4
Р яд ДВС снабжен тиристорными (с постоянным накоплени- ем заряда) системами зажигания. Такая система может быть использована и в качестве практически готового преобразователя напряжения для заряда конденсаторной батареи: перед пуском двигателя она заряж ает батарею, а в процессе пуска выполняет свою основную функцию.
Д ля сокращения времени заряда конденсаторной батареи целесообразнее использовать двухтактный самовозбуждающий- ся преобразователь (рис. 5). Он и применен в экспериментальной пусковой системе автомобиля ВАЗ-1111.
Его элементы: УТ1, УТ2—транзисторы ГТ806В; 1707, 1702— диоды КД212А; 1703, 1704 — выпрямительный мост КЦ402А, соединенный по схеме удвоения напряжения; 7? 7 — три параллельно включенных резистора М ЛТ-2 на 9,1 Ом; 172 — резистор типа МЛТ-0,5 на 200 Ом; 173 — резистор МЛТ-0,5 на 2 кОм; С1 — электролитический конденсатор К-52 емкостью 10 мкФ на напряжение 16 В; С2 — конденсатор типа М БГО
22
УУ7 IV, Щ
Рис. 5
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
емкостью 0,5— 1 мкФ на напряжение 500 В; сердечник трансформатора — тороидальный, ленточный, с прямоугольной петлей гистерезиса, изготовлен из материала 79 НМ (внешний диаметр — 45 мм, внутренний — 35 мм, вы сота— 10 мм); обмотки № 1 и №’2 имеют по 25 витков и намотаны проводом кПЭЛ диаметром 1,62 мм; базовая обмотка И73 состоит из 10 витков провода П ЭЛ диаметром 0,51 мм; повышающая обмотка И74 — 500 витков, намотана проводом ПЭЛ диаметро’м 0,35 мм.
Предварительные испытания системы показали надежность схемных решений: пуск двигателя возможен от конденсаторной батареи, предварительно заряженной от батареи аккумуляторов через преобразователь напряжения, и от промышленной сети, а такж е комбинированный — от конденсаторной батареи и сети одновременно. Д ля пуска Д В С автомобиля «Ока» при температуре воздуха 293 К (20°С) достаточно запаса энергии в конденсаторной батарее, равного 300 Д ж , а двигателя, вы держанного? при 258 К (— 15°С) в течение 16 ч, — около 900 Д ж . При таком пуске «просадок» напряжения, характер
ных для классической системы пуска, не наблюдается, что д а ло возможность заменить штатную аккумуляторную батарею емкостью 38 А-ч малогабаритной мотоциклетной 6МТ-9 емкостью 9 А-ч и массой около 3 кг. И все показатели пуска практически не изменились. Заменой конденсаторов К50-18 на К50-42 напряжением 360 В и емкостью 2200 мкФ в одном элементе масса батареи снижается в 4 раза и при запасенной энергии 1 кД ж составит около 2 кг.
Испытания показали также, что принципиально надеж ная система пуска, изготовленная в макетном исполнении, может иметь с?гказы в работе. Наиболее характерными из них явл я ются: пробой конденсатора из-за попадания влаги и загрязнения открытых контактов при установке конденсаторной батареи под капотом; пробой по изоляционной поверхности соединительных разъемов с напряжением на них около 300 В вследствие попадания на них грязесолевого раствора, летящ его из- под колес автомобиля при эксплуатации его в зимних условиях. Поэтому батарею нужно герметизировать — так же, как и соединительные разъемы высоковольтной части системы.
ГОВОРЯТ ВЫПУСКНИКИ МАМИ
Автор публикуемой ниже статьи — кандидат технических наук Е. В. Шатров, заместитель директора НАМИ по научной работе. Он — один из тех, кто разрабатывает отраслевую техническую политику в области автомобильного дви- гателестроения, много и плодотворно трудится над созданием новых поколений двигателей, их совершенствованием, применением альтернативных топлив, внедрением результатов научных поисков в практику. Его увлечение ДВС началось еще в годы учебы в МАМИ. И не в последнюю очередь — благодаря мастерству ученых и преподавателей кафедры автомобильных и тракторных двигателей: заслуженного деятеля науки и техники И. М. Ленина, профессоров К. Г. Попыка, К. И. Сидорина и многих других.
Е. В. Шатров и сейчас не порвал связей со своим вузом. Он — постоянный участник проводимых здесь научных конференций и семинаров, многие годы — председатель ГЭК по специальности ДВС, так же, как и специалисты МАМИ, — соисполнитель значительной части разработок НАМИ.
УДК 621.43.001.63
Ради прогресса в двигателестроении
Д В И ГА ТЕЛЕС ТРО ЕН И Е — важнейш ая область работ, которой занимаются ученые и специалисты НАМИ. Главные
направления этих работ — охрана окружающей среды, экономия нефтяных моторных топлив, снижение металлоемкости ДВС, повышение сроков их службы и безотказности в работе. И по каж дому из них в последние годы сделано немало.
Так, для решения проблемы снижения вредных выбросов в атмосферу специалисты НАМИ совместно со специалистами других Н И И , автозаводов и вузов еще в начале 1970-х годов создали ряд государственных и отраслевых стандартов, ограничивающих такие выбросы с отработавшими газами. Причем характерно, что стандарты предусматривали не только ограничения по количеству выбрасываемых токсичных ве-
Рис. 2
ществ, но и поэтапное ужесточение требований, т. е. работали на перспективу.
Например, ими предусматривалось уменьшить за девять лет (1971 — 1980 гг.) выбросы окиси углерода при работе двигателя на режиме холостого хода. Требование выполнено. Так же, как и то, что к 1980 г. автомобиль при движении по ездовому циклу должен был уменьшить, по сравнению с 1975 г., выбросы окиси углерода на 45, углеводородов — на 25 %• В итоге выбросы окиси углерода автомобиля полной массой до 3 т за данный период снизились в 3 раза, углеводородов — в 2, а окислов азота — в 1,5 раза. Сделано это, в первую очередь, за счет выбора комплектов антитоксичных устройств для каждой модели выпускаемых отраслью автомобилей полной массой до 3,5 т.
В это время разработаны карбюраторы с электронной системой управления подачей топлива на холостом ходу и нетяговых режимах, автоматом пуска и прогрева, пневмоприводом вторичной камеры, автоматическим подогревом воздуха на входе в карбюратор; системы рециркуляции отработавших газов и улавливания паров топлива.
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Рас. 4
В последние годы совместно с НИИ и заводами отрасли ведутся исследовательские, конструкторские и доводочные работы по созданию окислительной и бифункциональной систем нейтрализации отработавш их газов (СНОГ) на базе датчика обратной связи (Х-зонд), а такж е многофункциональной микропроцессорной системы управления ДВС.
Не менее острая, чем токсичные выбросы, проблема — шум, создаваемый автомобильным транспортом: в средних и крупных городах он достигает 70—84 дБА и стойко держится в течение 12— 16 ч в сутки, в то время как предельно допустимые его уровни, как известно, составляют 84—92 дБА (значит, они уж е фактически достигнуты), а санитарные нормы — не более 60 дБА.
НАМИ подключен к выполнению общегосударственной программы «Высокоскоростной экологически чистый транспорт», которая преусматривает создание АТС, обладающих высокими экологическими свойствами и небольшими, по сравнению с нынешними ДВС, расходами топлива.
Проведенные в последние годы исследования уж е позволили снизить эти расходы серийных двигателей с искровым з а жиганием на 4—7% . Например, реализация разработанного специалистами НАМИ рабочего процесса с вихревым движ ением заряда на И-образных бензиновых двигателях ЗИ Л и ЗМ З обеспечила снижение эксплуатационных расходов топлива на грузовых автомобилях и автобусах на 6 —8 %, а груш евидная камера (рис. 1) сгорания на двигателях УМЗ — на 4—5% . Но к 1995 г. расходы топлива уменьшатся в целом, по сравнению с уровнем 1985 г., на 15%.
Теоретические разработки, имеющийся научный задел и результаты экспериментов, выполненных в НАМИ, убеждаю т в том, что есть все возможности создать рабочий процесс, позволяющий существенно расширить пределы эффективного обеднения топливовоздушного заряда (до а = 1 ,3 — 1,5), увеличить степень сж атия Д В С до 10— 12 без повышения требований к октановому числу топлива.
Конструктивно это будет решаться, во-первых, путем р азработки многоклапанных схем газораспределения, регулирующих турбулентность заряда на входе в цилиндры двигателя (рабочая смесь на режимах малых и средних нагрузок и при низких частотах вращения коленчатого вала впускается через один клапан, а в остальных случаях — через д ва). Второе реальное направление повышения топливной экономичности и энергетических показателей двигателей — наддув (при помощи турбокомпрессора или приводного нагнетателя).
О ба направления начинают материализовываться: НАМИсовместно с заводами уж е ведет разработки нового поколения бензиновых двигателей для перспективных автомобилей А ЗЛ К , ГАЗ, ЗА З и «автомобилей 2000 года». Развивается и третье — применение электроники, особенно комплексных микропроцессорных систем управления двигателем.
Это, так сказать, направления традиционные, хотя и реализуются они, конечно, на новой технической и теоретической базах. Но НАМИ занимается и совершенно новыми проблемами. В частности, двигателями, работающими на топливах ненефтяного происхождения — спиртах (метиловый и этиловый), водороде и его смеси с бензином, биогазе, различных синтетических и других видах так называемых альтернативных топлив. И не только занимается, но и возглавил (еще с середины 1970-х годов) эту работу. Так же, как и работу по использованию углеводородного (пропан-бутан) и природного (метан) горючих газов, которые (уже доказано) наиболее полно сохраняют автотранспортным средствам их потребительские свойства, не только высвобождают нефтяные топлива, но и сокращают эксплуатационные расходы на содержание автомобильной техники (за счет меньших затрат на топливо, повышенного срока службы двигателей, уменьшенного расхода моторного масла и др.).
Сейчас уже созданы конструкции газобаллонной аппаратуры для 32 моделей грузовых, легковых автомобилей и автобусов. Есть такая аппаратура и для дизелей, работающих по газодизельному циклу, причем аппаратура — унифицированная, пригодная для установки на всех газодизельных автомобилях и автобусах — БелАЗ, ГАЗ, ЗИ Л , КамАЗ, МАЗ, ^ КрАЗ (пример — газодизельный тягач КрАЗ-258, показанный на рис. 2), ЛАЗ-4202, «Икарус-280». Сегодня КамАЗ, как уже сообщал ж урнал, выпускает шесть газодизельных модификаций автомобилей, у которых сохранены все энергетические показатели на уровне базового дизельного двигателя, но уменьшены расход дизельного топлива (на 80% ), дымность отработавших газов (в 3 раза) и уровень шума (на 3—4 дБА ).
Таким образом, НАМИ совместно с заводами отрасли как теоретически, так и на практике решена крупная народнохозяйственная проблема, поставленная перед отраслью на XII пятилетку, — проблема замены на автомобильном транспорте нефтяного топлива газообразным.
Изучается и возможность использования метилового спирта, водорода и их смесей с бензином. В частности, разработаны научные основы и доказана принципиальная возможность перевода автомобилей для работы на спиртах и водороде; созданы, изготовлены и экспериментально проверены в стендовых и эксплуатационных условиях образцы таких автомобилей. Более того, выпущены уж е промышленные партии грузовых автомобилей ЗИ Л и микроавтобусов РАФ. Их широкая эксплуатационная проверка свидетельствует: добавка 5% метанола к бензину сохраняет мощностные, экономические и экологические показатели двигателя, но позволяет р а ботать на бензине с меньшим октановым числом, заменять этилированный бензин неэтилированным; смесь бензина с 15%; метанола и 7% изобутилового спирта, добавляемого в качестве стабилизатора, повышает, при соответствующих регулировках карбюратора, динамические качества (на 6 % ), мощностные показатели (на 5% ), уменьшает суммарную токсичность отработавших газов (на 25% ). При этом расход бензина снижается на 14%.
В НАМИ созданы и прошли практическую проверку такж е системы питания двигателей, использующие чистый метанол, подтверждена возможность использования бензометанольных смесей и чистого метанола на всех автомобилях существующего в стране парка.
Практически завершены исследования по применению в к а честве топлива смесей водорода с бензином, сконструированы оригинальные системы питания двигателя водородным топливом и хранения водорода на борту АТС. Установлено, например, что автобусы РАФ (рис. 3 ), работающие на бензово- дородных смесях, даю т в 17 раз меньше выбросов окиси углерода, в 5 раз — окислов азота, а угловодородов — на 30%. При этом расход водорода составляет 1,8 К1)/Ю 0 км, что эк вивалентно 6,7 кг бензина. Следовательно, фактическая экономия бензина при использовании бензоводородных смесей составляет 55 %.
Таким образом, доказано: при разработке экологически чистых автомобилей водороду как моторному топливу следует отдать явное предпочтение.
В области использования альтернативных топлив есть, разумеется, и нерешенные вопросы. Но важно то, что специалистами НАМИ определена наиболее рациональная последовательность их решения. Это производство облегченных, массой не более 30 кг, баллонов высокого (20 М Па, или 200 кгс;/см2) давления для сжатого метана; разработка экологически оправданных и надежных криогенных систем хранения жидкого водорода и метана на борту автомобиля; расширение фундаментальных исследований процессов воспламенения и горения альтернативных топлив; повышение надежности и ресурса газобаллонной аппаратуры.
Следует отметить, что масса, надежность и ресурс — направления, в которых работают двигателисты НАМИ не только в отношении газобаллонной аппаратуры. Пример тому — работы по комплексной защите двигателя от абразивного изнашивания: создание гаммы (рис. 4) фильтрующих элементов для очистки воздуха, масла и топлива, а в перспективе — использование в конструкциях полимерных, композиционных и керамических материалов. То, что уже сделано, говорит само за себя: в последние годы снижены на 40% масса двигателей и на 15—20% — механические потери в них, их ресурс увеличен в 1,5— 2 раза.
Можно сказать, что в НАМИ заметно расширились масштабы работ по развитию бензиновых двигателей с опереж ающими техническими решениями, внедренными как в существующие конструкции, так и в принципиально новые разр а ботки. Цель — создание двигателей нового поколения с показателями мирового уровня, прогнозируемого на период 1995—2000 гг., апробация выбранных конструктивных и технологических концепций в стендовых и дорожных условиях и
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
ИХ поэлементное внедрение На двигателях, подготавливаемых к производству в X III и последующих пятилетках. Это рабочие процессы с расслоенным и вихревым движением топливовоздушного заряда в высокотурбулентных камерах сгорания; профилированные смесе- и воздухоподводящие каналы; повышенные степени сж атия; сверхбедные рабочие смеси; мно-
ф гоклапанные системы газораспределения; двигатели с переменным рабочим объемом и аксиальным расположением цилиндров; наддув при помощи турбокомпрессора, приводного нагнетателя или за счет их совместного применения; многофункциональные микропроцессорные системы управления двигателем с карбю раторным вариантом питания и впрыскиванием топлива; альтернативные топлива; конструкции с применением полимерных, композитных и керамических материалов и т. д.
К ак видим, объемы работ и их направленность достаточно широки. В том числе и своими результатами. И немалая з а слуга в этом — выпускников Московского автомеханического института, ныне работающих в НАМИ: именно там они приобрели основы фундаментальных знаний, выработали не только психологию, но и, можно сказать, привычку к труду, поиску и научному риску.
Не теряют инженеры научных связей со своей «альма матер» и сейчас, совместно выполняя широкий круг исследовательских работ. Например, по созданию деталей автомобильных двигателей из композитных материалов, выбору технологий их изготовления; изучению и разработке теоретических основ проектирования биметаллических поршней с уменьшенным трением, систем питания для перспективных поршневых двигателей; внедрению в практику конструирования САПР, автоматизированных систем расчета на прочность, методов ускоренных испытаний. По этому профилю на базе НАМИ даж е создан филиал кафедры НАМИ, где студенты изучают основы построения и технические средства САПР, диалоговые системы, машинную графику и информатику. Не без участия ученых МАМИ увеличивается объем фундаментальных работ и возрождается исследовательская база, на которой при помощи лазерной, оптической и других современных средств регистрации будут изучаться особенности развития процессов воспламенения, сгорания, газодинамики топливоздушного з а ряда, теплопередачи и других процессов, происходящих в цилиндрах двигателей. Готовить инженеров такого профиля и должен в ближайшее время МАМИ.
АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ
У Д К 629.113.066:621.355.1
ГРАММЫ НА О ДИН АМПЕРВ. П. ХОРТОВ
Г| О ТРЕБН О С ТЬ в зарядных устрой- * * ствах для аккумуляторных батарей огромна: по самым скромным подсчетам, только для авто- и мотолюбителей их нужно не менее 25 млн. шт. Если удовлетворить ее за счет устройств, поступающих в продаж у сейчас, то придется з а тратить десятки тысяч тонн дорогостоящих и дефицитных материалов, так как на 1 А зарядного тока в таких устройствах уходит (табл. 1 ) 0,5— 2 кг трансформаторной стали и обмоточной меди, причем больше всего — стали.
Отсюда выво'д: чтобы уменьшить массогабаритные показатели зарядных устройств, нужно либо убрать трансформатор из схемы, либо найти пути значительного снижения его массы. И, как показали исследования, выполненные в МАМИ, оба эти направления весьма перспективны.
Основная проблема бестрансформатор- ных устройств — как ограничить их за рядный ток при подключении к электросети, которая, как известно, обладает весьма большой, по сравнению с потребляемой аккумулятором при заряде, мощностью. Сделать это можно, например, при помочци активного сопротивления, включаемого в зарядную цепь последо
вательно. Однако такое сопротивление превращается, по существу, в электроплитку, т. е. значительная часть энергии тратится без пользы. Вместо активного можно подключать индуктивное сопротивление, но по своей массе оно оказы вается соизмеримым с массой того же трансформатора. Кроме того, в нем постоянно присутствует активное сопротивление проводов катушки, вызывающее дополнительные потери энергии. Ограничение тока электронными схемами при непосредственном подключении аккумуляторной батареи к сети тож е пока не нашло применения по тем же причинам.
Специалисты МАМИ свой выбор остановили на конденсаторах. И вот почему. К ак известно, при подключении конденсатора к сети переменного тока он обладает емкостным сопротивлением, величина которого обратно пропорциональна емкости и частоте питающей сети. Так, конденсатор емкостью в 10 мкФ имеет сопротивление переменному току частотой 50 Гц, равное 318 Ом, что соответствует току 0,69 А, а емкостью 100 мкФ — 31,8 Ом и 6,9 А соответственно.
Достоинствами такого способа токоог- раничения и применения бестрансформа-
торных схем являются простота их изготовления, высокие технические и эксплуатационные свойства и характеристики, небольшие габаритные размеры и масса.
Кроме того, сами они не потребляют тока и даж е улучшают коэффициент мощности промышленных и бытовых сетей ( с о з ф = 1 ), совершенно не боятся коротких замыканий на выходе.
Рис. I
Простейшая схема бестрансформатор- ного выпрямителя, рассчитанная на ~ 1 А и предназначенная для заряда мотоциклетных батарей ЗМ Т - 8 и 6МТС-9, показана на рис. 1. В ней «Яр» — предохранитель на 2 А, «В» — тумблер; Я — резистор на 150 кОм, ограничивающий ток через неоновую лампу-индикатор «Л» (М Н-3), не только сигнализирующую о
Т а б л и ц а I
Технический п о казател ь «Рассвет-2» «Б архат» «И мпульс-ЗП -01» ВАГЗ-0,14 ВАГЗ-О.ОЗ ВАГЗБ-0,22
Н ап р яж ен и е п итани я, В В ы ходное н ап ряж ен и е , В З а р я д н ы й ток , А Г абаритн ы е разм еры , мм М асса, кгУ д ел ьн ая м асса , к г /А
220 12; 6
д о 6,3 260X140X205
3,2 0,5
220 12; 6
до 6,3 88X196X205
3,4 0,54
220 12; 6
до 7,5 315X145X180
10 1Л7
2208,4/14,8
10500X400X300
101
2208,4/14,8
25001X400X300
105
220376
500X400X300183
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Л Рис. 2 + <
Рис. 3
26
наличии сетевого напряжения, но и служащую для разряда конденсаторов после отключения зарядного устройства от сети; У О !— 177)4— полупроводниковые диоды на ток 1 А и напряжение не менее 250 В (можно использовать готовый мост типа КЦ402-405); С — токоограничивающий конденсатор (не электролитический) на 14 мкФ и напряжение 250— 400 В. Например, была испытана конденсаторная батарея, состоящ ая из 14 параллельно соединенных конденсаторов К73-11 емкостью 1 мкФ и напряжением 250 В каждый. Масса одного конденсатора — 4 г, объем — 2 см3, поэтому масса батареи оказалась равной 56 г, а ее объем — 28 см3. При этом общ ая масса зарядного устройства после сборки в корпус составила 1 0 0 г.
Изготовлено и зарядное устройство, рассчитанное на зарядный ток 5 А (рис. 2). К ак видно из рисунка, схема, по существу, та же, что и на рис. 1 . Только предохранитель здесь — на 5 А, тумблеров пять, поочередным их включением зарядный ток увеличивается от 1 до 5 А, выключением — уменьшается; конденсаторы — емкостью 14 мкФ к аж дый, тип — К75-406; 177)7— 1/7)5 — полупроводниковые диоды КД202К — КД202М. В схему добавлен лишь один новый элемент «7.» — дроссель, служ ащий для ограничения тока в момент включения выпрямителя в сеть и для сглаживания сетевых пульсаций во время работы. Н аматывать его можнс? на любом железном сердечнике сечением 2 см2; число витков— 150— 160; провод медный, диаметром 0 , 8 мм.
М асса батареи конденсаторов — около 280 г, общ ая масса зарядного устройства — 600 г.
Единственный недостаток зарядных устройств такого типа — наличие высокого (сетевого) напряжения в зарядном контуре, что делает их опасными в случае прикасания к выходным клеммам выпрямителя, особенно в сетях с заземленным «нулевым» проводом. Но опасность — не больше, чем от любой осветительной сети, поэтому и меры по ее снижению должны быть аналогичными.
Таково бестрансформаторное зарядное устройство. Но в МАМИ изготовлено и устройство с очень небольшим, по сравнению с серийными, трансформатором. Оно, питаясь от электросети напряжением 220—380 В, не содержит в своем составе громоздких низкочастотных трансформаторов на 50 Гц и сглаживающих фильтров, а электрическая энергия в них преобразуется при помощи высокочастотного транзисторного преобразователя,
работающего на частоте 10—20 кГц и более и подключенного к выходу сетевого выпрямителя. Схема одного из вариантов такого устройства, рассчитанного на зарядный ток 7,5 А, т. е. максимальный, который может потребоваться для подзаряда отдельной автомобильной аккумуляторной батареи показана на рис. 3.
В этом устройстве диодный мост выпрямляет сетевое напряжение, которое затем фильтруется конденсаторами С 1 и С2 (емкость каж дого 47 мкФ, рабочее напряжение 450 В), служащими одновременно элементами полумостового инвертора на транзисторах УТ1 и УТ2 (К.Т809А). Затем оно снова преобразуется в переменное (частота ~ 2 5 кГц).
Рис. 4
Нагрузкой инвертора служит первичная обмотка трансформатора Тр1 , понижающего напряжение на выходе до 15 В и развязывающего сетевой вход зарядного устройства. Колебания инвертора поддерживаются автоматически, за счет подачи напряжения с обмотки 777 трансформатора Тр1 на обмотку 7 вспомогательного трансформатора Тр2.
Зарядное устройство имеет узел за пуска (для повышения устойчивости и надежности работы), который представляет собой релаксационный генератор, собранный на транзисторе УТЗ (КТ315Б).
Трансформаторы намотаны на ферри- товых сердечниках марки 2000НН: Гр 7— на кольце К 31Х 18,5Х 7, Тр2 — на кольце К 10Х 6Х 5. Обмерочные данные То1:
7 — 170 витков провода диаметром 0,35 мм; 77 — 20 витков провода ди аметром 1 мм; /77 — 4 витка провода диаметром 0,25 мм. Данные Тр2: число витков в обмотках — соответственно 2 0 , 11 и 6 ; диаметр провода — 0,25 мм. Д ан ные других элементов схемы: 177)2 —177)5 — диоды КД213А; ИЗ — 3,6 МОм К 5 — 10 кОм; Н4 — 910 Ом, Я23 — 3 Ом СЗ — 0,15 мкФ, на напряжение 250 В С4 — С8 — 0,25 мкФ каждый, на напря жение 20—25 В.
Как видим, величина зарядного тока здесь, как и в предыдущем случае, изменяется подключением или отключением конденсаторов, т. е. регулирование тока — ступенчатое. Но так как частота преобразователя выссжая, то потребные емкости конденсаторов С4 — С8 даж е для зарядных токов в 7,5 А составляют всего 1 — 1,5 мкФ.
На рис. 4 показана несколько измененная часть этой схемы, благодаря которой из пяти конденсаторов (С4 — С8) остается лишь один, но — емкостью 2,2 мкФ (тип К77-1). В таком варианте при помощи симисторного регулятора регулируется напряжение на входе зарядного устройства. В итоге изменяется напряжение на выходе устройства, а следовательно, и зарядный ток. В связи с этим появляется нес/бходимость в амперметре. Элементы регулятора: 7?6—500 Ом; 7\7— 25 кОм; С / и С2 — 0,1 мкФ Х 250 В; УТ4 — симистор КУ208Г; УП6 — дини- стор КН102В.
Масса обоих последних вариантов з а рядного устройства не превышает 400 г.
Т а б л и ц а 2
З ар яд н о еустройство
П арам етры
Сер
ийно
е(«
Рас
свет
-2»)
Бес
тран
сфор
м
атор
ное
с ем
кост
ью1 :
Со
звен
ом
повы
шен
ной
част
оты
Н ап ряж ен и е сети, В Заряд н ы й ток, А М асса, кгУ дельн ая м асса , кг/А
2206,33,20 ,5
220 Ч5 4
0 ,6 ' 0,12
2207,50,40,05
Сравнительные характеристики заряд ных устройств приведены в табл. 2. Из нее следует, что с точки зрения массогабаритных показателей все рассмотренные выше схемы явно выгоднее выпускаемых ныне. Так, масса устройства с емкостными токоограничивающими элементами почти в 5 раз меньше массы серийного устройства, а со звеном повышенной частоты — даж е в 1 0 раз. Н адо сказать, что и стоимость обоих этих устройств ниже (соответственно в 2 и 1,5 раза).
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
УДК 629.113.012.5
Р А Д И А Л Ь Н Ы Е ВЫИГРЫВАЮТ
«Я, как говорят, водитель со стажем, — пишет нам В. И. Ко** лосов из Новосибирска. — Всю жизнь нас учили: нельзя ез-* дить на полуспущенных колесах. И вот появляются шины с
радиальным кордом, стояночное обжатие которых такое же большое, как у диагональных, если давление в них вдвое ниже нормы. И нам теперь говорят, что на «сплющенных» радиальных шинах ездить не только можно, но и нужно.
П О ВЫ Ш ЕНИ Е топливной экономичности специалисты во многом связываю т с совершенствованием конструкций шин.
И это понятно: шины при движении автомобиля непрерывно деформируются, нагреваются, подвергаются изнашиванию. И на все тратится энергия.
В теории и эксперименте величину таких затрат оценивают коэффициентом сопротивления качению, т. е. по отношению силовых потерь на качение (так называемой силы сопротивления качению) к нормальной нагрузке па колесо. И экспериментально установлено, что данный коэффициент у радиальных шин всегда меньше, чем у диагональных. Например, проверка на стенде с беговыми барабанами двух шин — радиальной ЯИ-357 и диагональной Я-245 — показала, что при качении шин уже со скоростью 5 км/ч в ведомом режиме и радиальной нагрузке4,5 кН коэффициент сопротивления качению радиальной шины на 26,8% меньше, чем у диагональной, хотя ее деформация при этом значительно больше.
Чтобы понять, почему это происходит, напомним, как работает шина, на что тратится энергия при ее качении.
В так называемом пятне контакта шины с дорогой любая шина деформируется в радиальном (обжатие) и окружном (растяжение) направлениях. Именно на деформацию и тратится энергия. Величины этих деформаций разные: диагональнаяменьше прогибается, но больше, чем радиальная, растягивается, а следовательно, и больше проскальзывает в пятне контакта. Отсюда — и большие затраты энергии, и повышенные величины износа диагональной шины. Радиальная ж е растягивается и проскальзывает гораздо’ меньше, так как в ее конструкцию входит малорастяжимый (обычно металлокордный) брекерный пояс, на котором и реализуются все окружные усилия, воспринимаемые шиной. Каркас ж е шины, состоящий из корда, нити которого расположены в радиальных (поперечных) сечениях шины, при накачивании ее воздухом воспринимают только одни меридиональные усилия. З а счет этого появляется возможность обойтись каркасом с меньшим количеством корда и при бо’лее тонкой, чем у шин диагональной конструкции, боковой стенке получить требуемую ее прочность.
Конечно, пои воздействии на шину внешних сил более тонкая, а следовательно, более эластичная боковая стенка подвергается большему прогибу (этому способствует такж е отсутствие ее окружного натяж ения, поскольку все окружные усилия, повторяем, замыкаются на брекерном поясе). Вот эта более высокая деформация боковых стенок и создает иллюзию недо- качанной шины, хотя ее внутреннее давление обычно на 0 ,0 1 — 0,02 М Па (0,1—0,2 кгс/см2) превышает рабочее давление в диагональных шинах аналогичного назначения. Увеличенный прогиб радиальных шин в силу их большей радиальной эластичности и того, что нити просто изгибаются одна параллельно д р у г о й , н е п р и во д и т к п о в ы ш е н н о м у н а г р е в а н и ю и возраст анию энергетических затрат п р и к а ч е н и и , поэт ом у р а д и а л ь н ы е шины имеют высокие К П Д и износостойкость. У диагональных же нити не только изгибаются, но и как бы закручиваются
> одна вокруг другой и растягиваются, на что, естественно, нужна энергия.
Надо сказать, что энергетика качения автомобильного колеса — это одна из фундаментальных проблем, имеющих как научное, так и практическое значение. Поэтому ею занимались многие специалисты у нас и за рубежом. Ими найдены эмпирические зависимости, позволяющие еще на стадии проектирования шин определять их коэффициенты сопротивления качению. Эти зависимости устанавливают связи между нормальной нагрузкой на шину и ее энергетическими потерями на внутрен-
1 нее трение (оцениваются площадью петли гистерезиса при статическом обжатии шипы на плоскости). Кроме параметра,
потому что это эконбмит топливо. Хотелось бы знать, что же такое есть в таких шинах, что заставляет «поворачивать» наши взгляды на 180°!»
Ответить иа этот вопрос редакция попросила канд. техн. наук О. И. Балабина и В. И. Задворнова — специалистов в данной области.
учитывающего энергию внутреннего трения, они учитывают такж е фактор деформируемости шины.
Д о тех пор, пока шины были только диагональными, результаты расчетов по названным зависимостям всегда совпадали с результатами эксперимента. Однако с появлением шин радиальных положение изменилось. Как уже отмечалось, для радиальных характерна значительно большая деформируемость, чем для диагональных, при одних и тех ж е нагрузке и внутреннем давлении. Поэтому коэффициент сопротивления качению, подсчитанный по традиционно применяемым эмпирическим формулам, должен быть у радиальных шин больше, чем у диагональных, чего на практике, как мы знаем, нет: он, наоборот, меньше. Пример тому — опыт, а такж е результаты исследования, проведенного в лаборатории шин ЦНИАП НАМИ на стенде комплексного статического нагружения.
Исследованию подвергались шины модели Я-245 диагональной (размерности 8.40-15) и шины модели ЯИ-357 (размерности 220 К 15) радиальной конструкции при внутреннем рабочем давлении воздуха. В процессе эксперимента определялись в статике зависимости радиальной деформации от нагрузки при ее возрастающем и убывающем значении в пределах от нуля до максимальной величины, равной 4,5 кН.
И, как показали графики зависимости радиальной деформации шины от величины вызывающей ее нормальной силы, рас- 0 0 стояние между кривыми нагрузки и разгрузки у диагональной & шины значительно больше, а длина петли намного меньше, чем ^ у радиальной. При этом площадь петли, представляющая собой количество рассеянной энергии при деформации шины, для модели ЯИ-357, имеющей радиальное построение каркаса, составляет 21,04 см2 (см. таблицу), в то время как для модели Я-245
П о к азател ь ЯИ-357 (220,К 15)
Я-245(8.40-15)
В нутреннее давлени е в ш ине, М Па (к гс /см 2)
0.19 (1,9) 0,17 (1,7)
Н а гр у зк а на колесо, кН 4,5 4,5Свободный р ади ус качен ия, мм 395,3 38&,2Р ади альн ы й прогиб, мм 21,2 18,3Д ли н а к он такта , мм 177 170П лощ адь петли ги стерези са, см 2 21,04 25,82
с диагональной конструкцией каркаса площадь петли гистерезиса равна 25,12 см2, несмсТгря на то что давление в первой больше, чем во второй. Сказанное подтверждает приведенные выше соображения: хотя шина новой конструкции имеет значительно большую радиальную деформируемость, необратимые потери у нее много меньше, чем у шины диагональной. Значит, т р а д и ц и о н н ы й подход, при котором фактор деформируемости рассм ат ривает ся к а к о с н о в н о й и зм ер и т ель пот ерь н а ка чен и е , видимо, здесь неправомерен, и общую деф орм и р уем о ст ь к а к таковую уже нельзя считать показателем потребляемой радиальной шиной энергии на качение. В ажна не общая деформируемость, а деформируемость в пятне контакта, так как именно здесь происходят взаимодействие шины с дорогой и проскальзывание элементов ее протектора относительно опорного основания. Поэтому структура аналитической зависимости, определяющ ая сопротивление качению, долж на включать не радиальную, а окружную деформируемость, поскольку именно' она определяет проскальзывание в пятне контакта шины с дорогой и является главной причиной ее потерь при качении.
Таким образом, разные энергетические и эксплуатационные качества радиальных и диагональных шин — это результат
р а з л и ч и я м е х а н и зм а и х д е ф о р м и р о ва н и я .
I
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ГОВОРЯТ ВЫПУСКНИКИ МАМИ
Кандидат техн. наук А . В. Дмитриевский и А. С. Тюфяков — представители, можно сказать, двух поколений воспитанников Московского автомеханического института, а ныне — сотрудники НАМИ, занимающиеся проблемами топли- вопитания и пуска ДВС. И занимающиеся небезуспешно. Но они как специалисты интересны также и своим профессиональным «почерком», нацеленностью не только на высокий личный результат работы, но и на сохранение этого резуль
тате В течение всегй срока Эксплуатации разработанного ими изделия. Отсюда — всесторонняя продуманность и глубина рекомендаций по обслуживанию данных изделий, поиск простых и вместе с тем надежных путей их выполнения. Сви- ‘ детельство тому — многочисленные публикации А. В. Дмитриевского и А. С. Тюфякова в разделе «Советы конструктора» журнала, в том числе помещаемая ниже.
У Д К 021.43.033.004.5
Д О В О Д К А ХАРАКТЕРИСТИК КАРБЮРАТОРОВ МКЗ
|_ 1 А БЛ Ю Д ЕН И Е за автомобилями, эксплуатируемыми даж е " * в условиях технически хорошо оснащенных автохозяйств, показывает: хотя значительная часть АТС работает с исправными карбю раторами, обеспечивающими в большинстве случаев хорошие тяговые качества и выполнение норм на расход топлива, о’днако потенциальные резервы по топливной экономичности за счет индивидуального уточнения регулировок до зирующих систем не используются. Об этом говорят периодически появляющиеся в печати сообщения и письма водителей, в которых рассказывается об опыте улучшения топливной экономичности конкретных автомобилей за счет изменения сечения жиклеров, уменьшения уровня топлива в карбюраторе и т. п. Такое индивидуальное для каж дого АТС уточнение регулировок— дело выгодное, эко’номящее топливо и делающее выбросы менее вредными. Однако занимаются им далеко не все автохозяйства — даж е при наличии серийно выпускаемых средств диагностики систем топливопитания. И причина здесь не столько в низкой квалификации исполнителей, как это часто
оо утверж даю т, сколько в отсутствии четкой экспресс-методики проведения диагностических и регулировочных работ, а такж е в плохой конструкции используемого для этих целей оборудования.
Первый из пробелов может восполнить методика, разработанная в НАМИ применительно к карбю раторам М К З двигателей З И Л . Д л я ее использования необходимы; стенд с беговыми барабанами (КИ-4856, КИ-8935 и т. п.), способный поддерж ивать заданный скоростной режим движения автомобиля независимо от степени открытия дроссельных заслонок; газоанализатор для измерения содержания окиси углерода в отработавших газах (цена деления — не более 0,5% ); модернизированный стенд НИИАТ-489А или НИИАТ-489М для безмоторных испытаний карбюраторов.
Карбю ратор проверяется непосредственно на автомсТбиле, установленном на стенде с беговыми барабанами. Если ж е обнаруж атся явные неисправности, то проверка повторяется на стенде для безмоторных испытаний. Однако можно начинать и со второго варианта, особенно если водитель ж алуется на перерасход топлива, а такж е при плановом обслуживании и эксплуатационной доводке характеристик парка карбюраторов.
При проверке работы карбю ратора на стенде с беговыми барабанами оценивать нужно не расход топлива, как это рекомендуется в большинстве инструкций, а содержание окиси углерода в отработавших газах. Д ело в том, что при замере расхода топлива никак не учитываются реальное состояние тормозов, трансмиссии, двигателя, их тепловой режим, регулировки системы заж игания и т. д. В итоге проведенный весьма трудоемкий и ответственный замер расхода может служить лишь общим показателем технического состояния автомобиля, не позволяющим судить о конкретной причине перерасхода.
Однако и содержание окиси углерода проверять следует не только на режиме холостого хода, но и при работе двигателя под нагрузкой. Д ля этого при движении на прямой передаче с обеспечиваемой стендом постоянной скоростью, равной 50 км/ч, сначала полностью открывают дроссельные заслонки, а затем постепенно прикрывают их, следя за изменением показаний газоанализатора. Карбюратор считается безусловно требующим ремонта или регулировки, если при про’мытом воздушном фильтре и исправных топливных насосе и фильтре содержание окиси углерода в отработавших газах на режиме полной мощности менее 1,5 или более 6 %, при частичном открытии дроссельных заслонок (мощность на колесах менее 80% максимальной)— более 0 ,8 , на холостом ходу — более 3%, а такж е если есть замечания водителя к ездовым качествам автомобиля (рывки, провалы, неустойчивая работа двигателя).
Технология, как видим, проста и нетрудоемка. Однако она менее эффективна, чем испытания на безмоторном стенде. Но им-то в автохозяйствах пользуются крайне неохотно. Потому что процесс проверки карбюраторов на таком стенде и обслуживание самого стенда занимают много времени, даю т зачастую недостоверные результаты. Скажем, для того чтобы установить рекомендуемые инструкцией контрольные режимы продувки карбюратора, в каждой точке нужно одновременно манипулировать дроссельной заслонкой, регуляторам расхода воздуха на байпасном трубопроводе и фиксировать два перепада разрежений: за дроссельной заслонкой и в измерительной диафрагме. Замер расхода топлива путем использования колб
28
С хем а м одернизированного стенда д л я б е змоторного исслед о ва н и я карбюраторов:
I — отво д ящ ая труба; 2 — второй топливоот- делитель; 3 — вакуум ны й насос; 4 — топливоподкачиваю щ ий насос; 5 — водяной бачок с поплавком ; 6 — вод озаборн ая труб ка ; 7 — п ервый топливоотделитель; 8 — зал и в н ая горловина; 9 — топ ли возаборн ая м аги страль; 10 — ф ильтр-отстойник; 11 — топли вовозвратная ма* ги страль; 12 — ниж ний топливны й бак ; 13 — воздухозаборник; 14 — верхний (напорный) топливный бак; 15 — гребенка с вентилям и на байпасной трубе; 16 — гребенка с вентилями на вакуум ной трубе после карбю ратора; /7 — пневматический приж им карбю ратора; /3 — рукоятки вентилей на байпасной трубе; 19 — блок изм ерительны х ди аф рагм ; 20 — исп ы ты ваемы й карбю ратор ; 21 — привод дроссельны х заслонок; 22 — м аги страль подачи топлива в карбю ратор ; 23 — рукоятки вентилей регу л ято ра м аксим ального расхода воздуха через к а р бю ратор; 2 4 — м аги страль подачи топлива к ротам етрам ; 25 — водяной пьезом етр и зм ерения п ереп ада разреж ен и й у ди аф рагм ы ; 26 — м аги страль подачи топлива в напорны й бак; 27 — ртутны й пьезом етр изм ерения р а зр е ж е ния за дроссельны м и заслонкам и ; 28 и 30 — топливораспределительны е трехходовы е краны ;
29 — блок ротам етров
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
и секундомера такж е крайне неудобен и весьма трудоемок, поскольку требует выполнять вычисления.
В НАМИ разработан способ заполнения и этих пробелов. Заклю чается он в такой несложной доработке стенда НИИАТ-489М, которую вполне можно осуществить силами автохозяйства. Это (см. рисунок) установка: автоматического клапана с поплавком, запирающим подводящую трубу и поддерживаю щ им постоянный уровень воды в бачке 5 забора охлаж даю щ ей воды, что исключает необходимость ее периодического долива; второго (нижнего) топливного бака 12, через который производится заправка свежим и повторно используемым тсШливом; кранов-регуляторов расхода воздуха на трубе после карбю ратора перед ее соединением с байпасной трубой, позволяющих ограничивать максимальный расход воздуха через карбю ратор; переливной трубки 11 на верхнем баке для удаления излишков топлива и направления их в нижний бак; двух (28 и 30) трехходовых кранов-распределителей в топливной магистрали, обеспечивающих подачу топлива в карбю ратор либо непосредственно через топливный насос (при проверке герметичности запорного игольчатого клапана), либо из верхнего (напорного) бака через ротаметры (в ходе контроля расхода топлива при продувке); замена штихпробера (мерных шаров) на линейки дл я мгновенного замера расхода топлива, а такж е шарового крана на байпасном трубопроводе забора воздуха в насос на ряд (4 шт.) малых вентилей 1/2" в гребенке 16, позволяющих плавно регулировать разрежение за дроссельными заслонками.
Д л я удобства пользования установкой и снижения уровня шума байпасная труба забора воздуха с воздушным фильтром вынесена за стенку в компрессорное отделение, а к маховичкам вновь установленных вентилей присоединены удлинители, проходящие через стенку в пультовое помещение. В качестве измерителей расхода топлива использованы три последовательно включенных ротаметра РС-3 с поплавками различной массы, выбранными таким образом, чтобы при минимальном и максимальном расходах топлива поплавки «малого» и «большого» ротаметров находились в зоне 1/3 и 2/3 их шкал соответственно, а рабочая зона среднего ротаметра находилась меж ду рабс/чими зонами двух других ротаметров. Верхний (напорный) топливный бак располагается на 2—2,5 м выше карбю ратора, чтобы обеспечить напор, достаточный для заполнения топливом поплавковой камеры и работы ротаметров. П одача топлива в карбю ратор самотеком позволяет исключить пульсации давления, характерные при подаче топлива диафраг- менным насосом и нарушающие нормальную работу ротаметров. (В модернизированной установке роль топливного насоса состоит лишь в заполнении верхнего бака из нижнего до уровня перелива, при достижении которого излишки топлива самотеком возвращ аю тся в нижний бак.)
П роцедура испытаний карбюратора на модернизированной вакуумной установке, достаточная для оценки его технического состояния, может включать в себя следующие этапы: визуальный контроль герметичности игольчатого клапана поплавковой камеры при закрытых дроссельных заслонках и подаче топлива в карбюратор непосредственно от топливноТо насоса, минуя напорный бак; определение дроссельной характеристики карбюратора на обеих камерах; контроль равномерности работы камер карбю ратора.
Контроль герметичности игольчатого клапана не требует специальных пояснений. Что касается двух других операций, то такие пояснения нужны. И сводятся они к следующему.
Перед началом работы регулируют исходное положение вентилей 18 и 23. (Д анная регулировка в процессе снятия одной характеристики не изменяется, что значительней упрощает про
ведение испытаний.) При этом, установив дроссельные заслонки карбюратора в положение холостого хода (соответствует перепаду разрежения 0,4 кПа, или около 40 мм водяного столба на штатной измерительной диафрагме диаметром 19 мм при совместной работе обеих камер), вращением вентилей 18 добиваются максимального разрежения за дроссельными заслонками (0,45 М Па, или 340 мм рт. ст.). Затем, установив измерительную диафрагму диаметром 45 мм, полностью открывают дроссельные заслонки и вращением вентилей 23 по перепаду на диафрагме (например, 1,5 кПа, или 150 мм вод. ст.) устанавливают максимальный расход воздуха. (Д ля повышения точности последующих замеров положение вентилей следует устанавливать с включенной топливоподачей.)
Подготовив таким образом стенд к работе, снимают дроссельную характеристику карбюратора, прикрывая дроссельные заслонки. При этом, не изменяя положения вентилей 18 и 23, устанавливают (по перепаду разрежения па измерительных диафрагмах) заданные контрольные точки. От полной нагрузки до холостого хода удобно установить восемь таких точек (см. таблицу).
Н омерконтрольной
точки1 2 3 4 5 6 7 8
Д и ам етр д и аф рагм ы , мм
45 45 45 38 38 27 27 19
П ереп ад р а з 1,5 1,25 0,75 1,05 0,5 0,75 0,4 0,4реж ения на ди аф рагм е, кП а (мм водяного столба)
(150) (ЫЬ) (75) (105) (50) (75) (40) (40)
При этом точка 1 характеризует регулировку карбю ратора при полном открытии дроссельных заслонок, 2 — своевременность закрытия и герметичность клапана экономайзера, 3 и 4— регулировку главной дозирующей системы, 5, 6 и 7 — регулировку переходной системы, 8 — регулировку холостого хода. Расход топлива контролируют по ротаметрам либо в абсолютных (кг/ч), либо в относительных (деления шкалы) величинах.
На регулирование установки и снятие дроссельной характеристики затрачивается 3—4 мин.
О недопустимых отклонениях регулировки карбю ратора делают вывод путем сравнения зафиксированных при продувке величин расхода топлива с результатами произведенной продувки предварительно проверенных на автомобиле карбю раторов. Равномерность работы камер карбюраторов М КЗ оценивается по величине расхода топлива. Д елается это путем поочередного перекрытия смесительных камер резиновой прокладкой с одним отверстием. Равномерность достаточно оценить по двум точкам дроссельной характеристики с использованием диафрагмы диаметрейи 38 мм: это точка полного открытия дроссельной заслонки (перепад на диафрагме — около 1,05 кПа, или 105 мм водяного столба), которая первоначально устанавливается вращением вентилей 23, и точка частичного открытия дроссельной заслонки при неизменной регулировке вентилей (перепад на диафрагме — 0,5 кПа, или 50 мм водяного столба).
Эксплуатация модернизированной установки в течение двух лет показала высокую достоверность оценки состояния карбю раторов. При этом стало возможным с минимальными затратами времени осуществлять индивидуальную комплексную доводку характеристик карбюраторов, направленную на дости
жение предельной экономии топлива и не требующую повторной проверки на автомобилях.
УВАЖАЕМЫЕ Подписка на наш журнал — в любом от- ЧИТАТЕЛИ! делении связи и на любой ср о к — про
должается.Подписная цена на один год — 7 руб. 20 коп.,на один м есяц — 60 коп.Индекс — 70003.
2!
»
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
\вто
моб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
00
П. Н. АКСЕНОВ
Павел Николаевич Аксенов (1902— 1975 гг.] — ученый в области автоматизации литейного производства. В 1942—1975 гг. он возглавлял кафедру «Машины и технология литейного производства» МАМИ. Под его руководством были начаты исследования перспективных методов изготовления литейных форм и стержней: пескодувно-прессового,прессового и других. Их результаты стали основой для разработки новых пескодувных стержневых машин и одной из первых автоматических литейных линий — линии тормозных барабанов.
3 0
г. м. ОРЛОВ
Область исследований Георгия Михайловича Орлова — механизация литейного производства. Им создано научное направление по теории импульсного уплотнения литейных форм, разработана общая теория процессов статического и динамического их уплотнения, которая позволяет определять оптимальные методы и режимы уплотнения, прогнозировать качество форм, а следовательно, и точность отливок. Предложенный им метод оценки текучести формовочной смеси введен в государственный стандарт.
_________________ ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
ЛИТЬЕ: НЕ ТОЛЬКО ТРАДИЦИЯ, НО И ПЕРСПЕКТИВА
Литье, литейное производство... Область, казалось бы, за свою многовековую историю не имеющая «секретов», полностью исчерпавшая себя. Однако, как показывает практика, в том числе практика МАМИ, есть здесь точки приложения сил для пытливого ума настойчивого исследователя. Причем находятся эти точки, как правило, на стыке наук, а выполняемые работы дают весьма и весьма перспективные результаты.
У Д К 621.74:537.612:669.71
В бегущем магнитном поле
С Н И Ж Е Н И Е металлоемкости продукции — задача задач автомобилестроения, главного потребителя металла. Один из путей ее решения — получение тонкостенных от
ливок из сплавов с высокими механическими свойствами. Здесь есть весьма существенное препятствие: выполнять такие отливки, особенно если они с развитой поверхностью, не всегда удается, так как литейные формы с узкими полостями заполнить весьма трудно.
Этих трудностей не встречает новый метод литья, разработанный в МАМИ под руководством д-ра техн. наук Б. В. Рабиновича: он позволяет при заливке форм свободной струей получать отливки существенно меньшей толщины, чем это было возможно до сих пор, фактически допускает производство отливок с массой, близкой к теоретической.
М етод основан на взаимодействии бегущего магнитного поля с жидким металлом в литейной форме. Форма устанавливается на индуктор (литейный двигатель], бегущее поле возбуж дает в металле объемные (пондермоторные) силы, вызывающие его поступательное движение. Ориентируя их в желательном направлении, можно ускорять поток, подогревать его индукционными токами, перемешивать расплав и т. д. Под действием этих сил металл с большой скоростью заполняет самые тонкие сечения и затвердевает с образованием плотной мелкозернистой структуры. (В качестве примера на рис. 1 показана технологическая проба размерами 600X 130 мм с ребрами высотой 45 мм и толщиной 0,8/1,2 мм, полученная из алюминиевого сплава АЛ-4 литьем в кокиль в магнитном поле.)
Исследования показали, что интенсивное перемешивание расплава в магнитном поле при заполнении формы, а такж е воздействие поля на кристаллизующийся металл вызывают измельчение структуры и улучшение механических свойств сплава. Причем оно оказывает значительное влияние на кристаллизацию расплава уж е при небольших величинах индукции в полости формы и особенно резко изменяет макроструктуру отливок. Например, при затвердевании пластин, отлитых в кокиль из немодифицированного силумина без воздействия поля, величина первичного зерна составляла 1,5— 2 мм, которое полностью разрушалось во всех зонах такой ж е пластины, закристаллизовавшейся в поле. Таким образом, отливки из немодифицированного силумина, залитого в магнитном поле, имеют такие ж е мелкие кристаллы, как и отливки, полученные без поля из модифицированного силумина.
Исследованиями такж е установлено: у отливок, отлитых в поле, меньше дефектов усадочного происхождения, чем в отливках, полученных без поля.
Интересно что при использовании магнитного поля вместо дорогих пресс-форм литья под давлением могут применяться кокили и неметаллические формы (оболочковые, гипсовые и др.), что особенно важно при небольших партиях отливок. И вообще обо-
Рис. 1.
Р ис . 2
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
рудование для литья в магнитном поле отличается простотой. Например, не требуются громоздкие машины и сложные механизмы для создания давления и большого усилия запирания пресс-формы, как при литье под давлением. Основой установки для литья в поле является индуктор, размеры которого близки к размерам формы.
МАМИ и литейный завод К амА За сейчас внедряют в производство технологию литья в магнитном поле одной из массовых алюминиевых деталей силового агрегата КамАЗ-740 — крышки коробки передач. Выгоды здесь очевидны: серийная крышка, получаемая литьем в кокиль, имеет толщину стенки 7 мм и массу 7 кг (такая толщина определяется не требованием прочности, а невозможностью получить ее в кокиль с меньшей толщиной стенки). Та ж е деталь, изготовляемая новым методом, сохраняя размеры массивных частей (бобышек и ф ланца), в стенке стала на 4 мм тоньше и на1,5 кг легче (рис. 2). Достигнуто это в ходе пробных заливок в сухую форму, которые позволили определить рациональную конструкцию литниковой сиетемы, выбрать полож ение отливки в форме, место подвода металла. (Перечисленное особенно важно потому, что в процессе формирования отливки в магнитном поле литниковая система долж на обеспечивать непрерывную подачу металла с увеличивающимся расходом. Т акое требование не возникает ни при каком другом методе литья.)
На литейном заводе К амА За на основе машины литья под низким давлением изготовлена опытная установка литья крышки по новой технологии. Это — однопозипион- ная кокильная машина, с горизонтальной линией разъема, верхней подвижной плитой и нижним расположением индуктора бегущего магнитного поля. Индуктор имеет сборный магнитопровод и обмотку простой конструкции, что позволяет легко переналаж ивать его для изменения электрических параметров во время опытных заливок. В текущем году на машине намечено получить опытную партию деталей.
К проектированию промышленной кокильной установки литья в бегущем магнитном поле приступил такж е Н ИИлитавтопром (г. Минск). Машина тож е будет однопозиционной автоматической, производительностью 20 отливок в 1 ч. Изготовление и ввод этой установки в эксплуатацию планируется в 1990 г.
Ю. А. ТАНАНИН, В. П. МЕШКОВ, В. И. СИВКОИ. А. НОРИЦЫН
У Д К 621.74:65.011.56
Автоматы завтрашнего дня
Г | РИ Н Ц И П Ы и задачи автоматизации процессов литейного производства отличаются ■ ■ от принципов и задач автоматизации процессов мехавичеокой обработки деталей — области, где автоматизация началась давно и опыт которой часто переносится на литейное производство. Она долж на не только увеличить производительность литейных машин и установок, стабильность технологических процессов, улучшить качество продукции, но и освободить людей от выполнения операций, связанных с выделением тепла, пыли, газа, сопровождающихся шумом, вибрацией. Освободить, даж е если она не дает прямого экономического эффекта.
Возможность автоматизации, безусловно, есть: она вытекает из особенностей технологического процесса получения отливок. Ведь известно, что он состоит из операций, большая часть которых осуществляется не над отливкой, а над металлической шихтой, жидким металлом, формовочной и стержневой смесями, над формами. Кроме того, отливки разного наименования можно изготовлять из одного сплава в формах одинакового размера, а формы и стержни для разных отливок — делать из одних и тех же формовочных и стержневых смесей на одних и тех ж е машинах. Поэтому приготовление шихты, смесей, форм, стержней даж е при многономенклатурном производстве отливок делается поточным. При ряде операций (выбивка отливок и стержней, отделение от них смесей, очистка от пригара, окраска) не нужна точная ориентация отливки относительно инструмента, поэтому одни и те ж е машины без переналадки могут осуществлять их с отливками разного наименования, в том числе и одновременную групповую обпаботку.
Таким образом, автоматизация процесса для большинства переделов литейного неха не зависит от серийности производства, а определяется только мощностью (числом отливок в год) технологического потока и степенью его однородности, т. е. диапазонами, в которых изменяются состав сплава, размер, конфигурация, масса отливок разных наименований.
Сказанное свидетельствует, что автоматические линии литейных цехов — по своей сути гибкие: при переходе на выпуск новой продукции на большинстве операций или вообще не требуется изменения параметров технологического процесса, или необходима подналадка некоторых механизмов, например, дозирующих устройств на установках навески шихты, смесеприготовительных линий и т. д. Что ж е касается формообразующих автоматов (формовочные, стержневые, кокильные, литья под давлением, изготовления выплавляемых и выжигаемых моделей), то на них переход на новые изделия требует замены оснастки, т. е. их по этой причине к гибким производственным си стем ам отнести нельзя. Значит, чтобы создать действительно гибкие линии с участием таких автоматов, необходимо дополнительно оснастить существующие автоматические линии устройствами для автоматизированной подналадки механизмов, а автоматизированные Формообразующие агрегаты — устройствами для автоматической смены оснастки по заданной программе и автоматическими складами (магазинами) оснастки, обеспечивающими непрерывную работу линии хотя бы в течение одной смены.
Все приведенное выше не относится к зачистке отливок, отделению литников и прибылей от стальных отливок, отливок из цветных сплавов: при этих операциях требуется точная ориентировка инструмента относительно отливки; движение его (или отливки) зависит от конфигурации конкретной л и т о й заготовки. П о э т о м у автоматические ч я п н о - . ные установки создаются и оказываются выгодными только в массовом и крупносерийном производствах. Чтобы они появились и в цехах серийного производства, нужны
Дело жизни Иллария Анатольевича Норицына (1913—1976 гг.) — кузнечно-штамповочное производство. х В 1953—1976 гг. он возглавлял кафедру «Машины и обработка металлов давлением» МАМИ, одновременно занимая должности декана механико-технологического факультета (1955—1963 гг.) и факультета кузнечно-штамповочного производства (1967—1970 гг.1. Им разработаны теории непрерывного процесса штамповки-вытяжки и пульсирующего нагружения, которые легли в основу новых технологических процессов кузовной штамповки, взяты* ныне на вооружение в автомобильной промышленности. Под его руководством были созданы новая технология штамповки клапанов автотракторных двигателей и более совершенные процессы малоотходной горячей штамповки дета”ей автомобиля «Москвич». На АЗЛК с его помощью была впервые внедрена и закрытая штамповка поковок с противодавлением.
И. А. Норицын проделал большую работу по пропаганде опыта ВАЗа в применении прогрессивных технологических решений, в том числе малоотходных процессов горячей объемной штамповки. В монографии «Кузнечно-штамповочное производство ВАЗа» им проанализированы и обобщены результаты развития перспективных направлений в горячей штамповке.
Он опубликовал более 90 научных работ, среди которых ряд учебных пособий для технических вузов по кузнечно-штамповочным дисциплинам. Особую известность приобрели написанные им в соавторстве учебник «Проектирование кузнечных и холодноштамповочных цехов и заводов» и монография «Автоматизация и механизация технологических процессов ковки и штамповки», имеющие большую практическую цен- « ность. ”
[
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
. 19
89.
№
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
00
А. В. ПАНКИН
Александр Васильевич Панкин (1876—1963 гг.) — высококвалифицированный специалист по обработке металлов резанием. Его перу принадлежит свыше 70 научных трудов, в числе которых — учебники для высшей школы, и такой известной, как «Учение о резании металлов». Наиболее полно его научные взгляды, не утратившие своего значения и сегодня, изложены в книге «Основные вопросы наивыгоднейшего резания металлов».
С. С . ЧЕТВЕРИКОВ
32
Сергей Сергеевич Четвериков (1894—1968 гг.) — один из известных теоретиков в области станкоинструментального производства. В 1939— 1968 гг. он возглавлял кафедру «Резание металлов, станки и инструменты», в 1946—1948 гг. был директором МАМИ.
С. С . Четверикову принадлежит также приоритет в обобщении, систематизации опыта конструирования и производства комбинированных инструментов, инструментов для автоматического производства.
автоматизированные установки, которые работают, например, по программе, воспроизводящей движение инструмента и отливки при ручной обработке первой отливки из партии данного наименования.
Однако надо помнить: создание автоматических систем, в том числе и гибких, не мож ет сводиться к автоматизации любых существующих машин и установок. Опыт по- ^ казывает, что наиболее успешно работаю т лишь установки, технологии для которых раз- V рабатывались специально, с учетом возможности автоматизации. Они должны улучшать качество продукции, увеличивать производительность оборудования и его надежность, быть более универсальными, обеспечивать регулирование параметров процесса во время его реализации. Следует отдавать предпочтение процессам малошумным, безударным, ликвидирующим или уменьшающим пыле-, газо-, тепловыделения.
Ученые-литейщики МАМИ приложили много усилий для разработки таких процессов. Известно, например, что точность отливки в значительной мере зависит от качества формы, а значит, метода ее уплотнения. Под руководством д-ра техн. наук П. Н. Аксенова, а позже — его последователей велись и ведутся работы по исследованию способов уплотнения литейных форм прессованием, прессово-ударным, пневмо-импульсным, пескодувно-импульсными методами, определены рациональные параметры процессов и оборудования. Они позволяют увеличить точность литья, производительность литейных линий, улучшить условия труда. Например, очень перспективны методы, предложенные д-ром техн. наук Б. В. Рабиновичем: литье в облицованный кокиль, литье в бегущем магнитном поле. Существенно уменьшает пылевыделение и снижает энергозатраты вакуумный метод выбивки литейных форм, созданный канд. техн. наук В. С. Мысовским. Взаимодействию затвердевающей отливки и формы, определяющему точность и качество отливки, посвящены работы канд. техн. наук А. П. Трухова, результатом которых стал отраслевой стандарт, найдены способы, позволяющие увеличить точность отливок.
Все это доказывает, что направления автоматизации процессов литья, которыми з а нимаются ученые МАМИ, — верные и перспективные для автомобильного производства.
Д-р техн. наук Г. М. ОРЛОВ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНО, ДЕШЕВО, МЕТАЛЛОЭКОНОМНО
Любой потребитель стремится к тому, чтобы приобретаемое им изделие было надежным в работе и недорогим. Поэтому производитель, чтобы удовлетворить эти требования, делает все возможное для уменьшения затрат труда и материалов — основных составляющих цены выпускаемой продукции. И сделать это без снижения или даже с повышением долговечности, ресурса по наработке и т. д. изделий. Большую помощь ему могут оказать, как показывает опыт МАМИ, ученые и специалисты, разрабатывая новые и совершенствуя традиционные технологии и оборудование.
У Д К 621.735.016.3
О т простого к сложному
Д ВТО М О БИЛЬНЫ Е детали — чаще всего детали сложной формы. И з-за этого зна- чительная их часть продолжает изготовляться или только обработкой резанием (ко
эффициент использования металла не более 0,2—0,3), или литьем, обработкой резанием отдельных элементов с последующей сваркой или запрессовкой, или с обрезкой по контуру, характеризующейся большими отходами металла и низкой стойкостью обрезного инструмента. Ученые и специалисты МАМИ не хотят мириться с таким расточительством, поэтому вот уж е много лет занимаются (в работе участвуют В. П. Козлечков, В. В. Орлов, Н. Д . П авлов и В. А. Яшин) технологическими процессами холодной объемной штамповки, их внедрением на автозаводах.
Начиналась такая работа со сравнительно простых изделий— стандартных крепежных деталей типа винтов с внутренним и болтов с наружным шестигранником. Тогда были созданы процессы их изготовления путем трехкратного выдавливания заготовок диаметром 0,85—0,9 диаметра головки. Они позволили получать изделия, годные к применению (класс прочности 8 .8 ), без дополнительной термообработки.
Затем перешли к деталям, отличающимся оригинальной нетрадиционной геометрической формой (рис. 1 ), которые в большинстве случаев и сейчас обрабатываю т резанием, с большим (до 70—80%) отходом металла в стружку.
Например, разработан процесс, при котором эксцентрик привода топливного насоса ДВС получается из отрезанной, осаженной и отожженной заготовки за три формообразующих перехода (рис. 2 ). Здесь очень оригинально решен второй переход: он выполняется после прямого выдавливания полой заготовки — путем высадки смещенной относительно оси головки с наклоном под углом а к плоскости. (Выбор такого варианта связан с тем, что при высадке эксцентрика с нижней плоскостью, параллельной верхней, в нижнем углу образуется полость, не заполняемая металлом.)
Вторым примеро1м может служить конусная муфта (см. рис. 1, б ), которую, ввиду наличия остроугольного двухстороннего усеченного конуса, до недавнего времени тож е изготовляли резанием. Теперь ее выполняют методом объемной штамповки на многопозиционном прессе или автомате за четыре формообразующих перехода (рис. 3) .^Штамповка осуществляется в два этапа: первоначально формируется цилиндрический полуфабрикат с двухсторонней конической полостью и перемычкой, затем перемычку удаляют, на втором этапе перфорируют наружную поверхность полуфабриката и увеличи-
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Ьают отверстие. При этом формообразующее усилие (прилагается к торцам полуфабриката, а усилие подпора — со стороны отверстия. Оригинальность процесса заключается в обжиме заго товки с одновременной пробивкой перемычки.
В автомобилестроении широко применяются детали с полым и сплошным стержнями и фланцем удлиненной фор. мы. Среди таких деталей можно назвать корпус секции (см. рис. 1,в). И зготовляют такие детали или резанием, или горячей штамповкой (в обоих случаях — большой отход металла в стружку и низкая производительность)
Выполняется она так (рис. 4). На первой позиции из /полой цилиндрической заготовки формообразуют усеченный конус с углом при вершине, величина которого и высота конуса з а висят от формы и размеров фланца. Н а второй позиции конический участок заготовки разделяется на две части, угол меж ду которыми обеспечивает благоприятное течение металла в обе стороны. Н а третьей позиции идет предварительное формообразование фланца комбинированным процессом
осадки с изгибом, когда материал, пластически деформируясь, перетекает в обе стороны и образует два симметричных отростка фланца определенной длины, высоты и ширины. Н а заклю чительном переходе выполняется окончательное формообразование фланца.
Д ля обработки поршня ТН В Д дизеля разработан пятипереходный технологический процесс холодной объемной штамповки. Заготовка втулочным ножом отрезается от стальной калиброванной проволоки или прутка. На первом переходе она калибруется для придания параллельности ее торцу и получения фасок с двух сторон); на втором прямым выдавливанием образуется внутренняя полость, а такж е
• формируется донная часть; на третьем обратным выдавливанием получают неглубокую кольцевую полость; на четвертом тож е обратным вы давливанием формообразуется внутренняя и
наруж ная части поршня; на пятом осуществляется вы тяж ка до формы и размеров, подготовленных для последующей обработки поршня шлифованием.
Технологический процесс позволил повысить коэффициент использования металла с 23 до 92% , а производительность труда — более чем в 2,5 раза.
Внедрение технологических процессов холодной объемной штамповки только рассмотренных четырех деталей, на Я ЗДА , например, позволило бы получить экономический эффект, превышающий 1 млн. руб.
МАМИ (совместно с заводами, разумеется) работает над совершенствованием конструкций многопозиционной штамповки. В частности, над повышением их быстроходности и эксплуатационной надежности. Д ля этого созданы способы научно обоснованного выбора основных параметров технических характеристик автоматов, методы расчета динамических нагрузок, жесткости, цикловой ди аграммы, шума и т. п. Много внимания уделяется такж е оснащению автоматов уравновешивающими устройствами для выбора зазоров, системами диагностики и контроля возможных
Рис. 1. Д ет али, обрабатываемые холодной объем ной штамповкой: а — эксцентрик привода топливного насоса; б — конусная м уф та; в — корпус секции; г — порш ень
насоса
Рис. 2. Т ехнологические переходы холо д н о й объем ной штамповки эксцентрика: а — отрезка и осад ка заготовки ; б — вы давливан и е полости; в — вы садка головки со скош енной полостью плоскостью под углом ; г — окон чательн ая ш тамповка эксцентричной головки и вы д а в л и в а
ние в ней полости
(// 1// 1/ 1/ 1с
Рис. 3. Т ехнологические переходы штамповки конусной муфты: о, <б — осадка отрезанной заготовки; в — вы давливание внутренних конических полостей; г — про
бивка перемычки и обж им заготовки
(—
I)
Н8) *)
Рис 4. Т ехнологические переходы штамповки корпуса секции:<а — ф орм ообразование усеченного конуса; б — разделен и е на две части; в и г — предварительное и
окончательное ф орм ообразование ф ланц а
V > *неисправностей, шумозащнтиыми кожухами, приспособлениями для отсоса нагретого в процессе работы масла. Не снижается в МАМИ интерес к расширению номенклатуры деталей, пригодных для обработки пластическим деформированием взамен обработки резанием, повышению эксплуатационной надежности и быстроходности кузнечно-прессовых автоматов. Специалисты института знают: холодная объемная ш тамповка — важнейшее средство экономии металла- Поэтому за ней — будущее.
Канд. техн. наук Ю . А. МИРОПОЛЬСКИЙ, Ю. К . ФИЛИППОВ, Е. В. КОЛОСКОВ
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
УДК 621.919
Деформирующе-режущая обработка:
быстрота и качество
Д ЕФ О РМ И РУ Ю Щ Е-РЕЖ У Щ ЕЕ протягивание — процесс, который существенно снижает трудоемкость механической
обработки, улучшает качество обрабатываемой поверхности, в том числе наиболее ответственных деталей АТС. Например, на ЗИ Л е применили его для обработки круглого отверстия в коромысле клапана ДВС. За счет этого производительность обработки отверстия увеличилась в 2 раза, а стойкость инструмента — в 5— 6 раз.
Это лишь один пример. Но в МАМИ разрабатываются и новые варианты инструмента, еще более эффективные. Например, комбинированные протяжки с деформирующими элементами из инструментальных сталей, на рабочие поверхности которых наносятся (конденсацией в вакууме с ионной бомбардировкой) износостойкие покрытия. В результате значительно повышаются стойкость деформирующих элементов, а следовательно, и качество обрабатываемой поверхности. Достаточно сказать, что элементы, изготовленные из быстрорежущей стали Р6М5, после нанесения покрытия становятся конкурентоспособными с элементами протяжек, выполненными в виде твердосплавных колец, хотя их себестоимость в 3—4 раза ниже. В то ж е время качество поверхности, обработанной деформирующими элементами с износостойкими покрытиями, соответствует требованиям, предъявляемым к обработке поверхностей твердосплавными элементами.
Рис. 1
Прошивка (рис. 1), изготовленная из стали Р6М5 с износостойким покрытием из нитрида титана, хорошо зарекомендовала себя на заводе «Красный двигатель» (г. Новороссийск) при обработке отверстий в поршневых пальцах двигателей. О казывается, стойкость прошивки составляет 1500— 1700 деталей. Это соответствует годовому экономическому эффекту 1 0 тыс. руб лишь по одному типоразмеру поршневого пальца.
Второе направление совершенствования инструмента — перераспределение работы меж ду его деформирующими и реж ущими зубьями, так как без принятия специальных мер стойкость первых всегда выше стойкости вторых.
Рис. 3
Одна из таких мер, предложенных специалистами МАМИ, — новая конструкция прошивки (рис. 2 ): деформирующие кольца скомпонованы в группы по два-три элемента, каж дая из которых выполняет строго определенную деформацию. Б лагодаря этому поверхностный слой обработанного отверстия приобретает новые физико-механические свойства. Причем их мож но задавать.
_ . Например, в одном из экспериментов обрабатывали отвер-1 ) 4 стие во втулках, выполненных из стали 18ХГТ. Установлено,
что при обработке прошивкой с двумя деформирующими эле-' ментами из твердого сплава ВК8 (суммарная степень деформации 0,65 мм) поверхность упрочнялась, а прошивкой с тремя элементами (степень деформации 0 , 8 мм), наоборот, разупроч- нялась.
Таким образом, воздействуя несколькими деформирующими элементами на обрабатываемую поверхность, учитывая физико-механические свойства обрабатываемого материала и варьируя степень деформации на каждом деформирующем элементе, действительно можно управлять разрушением тонкого поверхностного слоя. В частности, для того чтобы с минимальными усилиями срезать деформированный слой, повышая тем самым долговечность режущих зубьев, а значит, и всей деформирующей прошивки.
Есть в МАМИ уже и вариант прошивки (рис. 3), состоящей из корпуса, на котором последовательно закреплены чередующиеся группы кольцевых деформирующих элементов и реж ущих секций переменного резания. (Суммарный натяг на деформирующие кольца варьируется в пределах 0 ,8 — 1 мм, подъемы на режущий зуб — 0,01—0,03). Конструкция прошла производственные испытания на заводе «Моссельмаш» в операциях обработки отверстий шестерен редукторов. Результаты: при сокращении, по сравнению с обычной, длины прошивки в 1,5— 2 раза ее стойкость возросла в 1,5—7 раза. Ожидаемый годовой экономический эффект по двум типоразмерам шестер ен — 13 тыс. руб.
Интересно и третье направление совершенствования инструмента — уменьшение сил резания, приложенных к рабочей кромке режущего зуба. Идея состоит в том, что пластическую деформацию можно рассматривать с позиций теории дислокаций, согласно которой деформация — это процесс движения и размножения дефектов кристаллической решетки деформированного металла, важнейшими из них являются линейные дефекты — дислокации. Если представить металл как тело с упорядоченной кристаллической структурой, то основным механизмом пластической деформации является скольжение одной части кристалла по отношению к другой, происходящие по определенным кристаллографическим плоскостям (плоскостям сдвига). Значит, если после прохода деформирующего элемента удастся совместить плоскость легчайшего сдвига кристаллов с плоскостью максимальных касательных напряж ений при резании, то должны создаваться наиболее благоприятные условия для уменьшения силы резания.
Эти соображения подтвердились экспериментальными исследованиями: для материалов различных видов есть диапазоны углов направления движения инструмента по отношению к направлению текстуры поверхностного слоя, в которых обеспечивается уменьшение силы резания. Так что скоро должен появиться инструмент, который работает с учетом и этого эффекта.
Таким образом, ученые МАМИ доказали, что возможности деформирующе-режущего инструмента еще далеко не реализованы. Именно над этим они и работаю т сейчас.
Канд. техн. наук В. А . КУЗНЕЦОВ,Д . В. САМИЛКИН, А . С. ЛОБАНОВ
СДЕЛАНО, ИСПЫТАНО, РАБОТАЕТ
Надежность автотранспортных средств давно уже переросла из проблемы чисто технической в проблему социальную и даже политическую. Поэтому все, что способствует ее решению, представляет несомненный интерес. В первую очередь — для производственников. Редакция, публикуя информацию о некоторых оригинальных разработках МАМИ, надеется, что помогает тем самым именно предприятиям отрасли.
У Д К 629.113-585.001.4
Стенд для испытаний валову ОКОРЕННЫ Е стендовые испытания деталей — метод, V позволяющий сократить сроки проектирования и подготовки к выпуску новых автомобилей.
Это в принципе. Однако на практике применить его непросто, особенно если конструкции деталей и узлов совершенно оригинальные, для которых (или хотя бы близких к ним) нет данных по эксплуатации, а для испытаний нет ни стендового оборудования, ни методик. Например, как было для валов колес с шарнирами равных угловых скоростей автомобиля АЗЛК-2141.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Но выход из положения найти всё-такй моЖйо, чтб й Доказали специалисты МАМИ, когда им поручили оценить долговечность упомянутых валов. Чтобы разработать испытательный стенд и методику испытаний, они исходили из параметров нагрузочного режима валов с шарнирами равных угловых скоростей, т. е. крутящего момента, частоты вра-
ццения, изменения углов в шарнирах при колебаниях подвески и поворотах управляемого колеса.
Анализ показал, что влияние каждого из этих факторов на долговечность деталей неоднозначно. В частности, для вала характерно усталостное разрушение из-за циклических, происходящих по случайному закону изменений напряжений кручения. Н а долговечности шарниров равных угловых скоростей сказываются крутящий момент, изменения углов в шарнирах, обусловленные колебаниями элементов подвески при движении по неровной дороге, и значительно меньше — изменения углов поворота управляемых колес. Частота же вращения вала колеса на сам вал практически не влияет, зато на детали шарниров равных угловых скоростей влияет заметно, поскольку от нее зависит частота изменения контактных напряжений в шарнире.
Таким образом, анализ позволил установить, что для вала колеса переднеприводного автомобиля параметрами нагрузочного режима являются величина крутящего момента и частота его приложения. Их, на первый взгляд, и должен воспроизводить стенд, причем, как упоминалось, по случайному закону нагружения. Однако специалисты пошли по другому пути: нагружение по случайному закону они зам енили нагружением по удобно воспроизводимому гармоническому синусоидальному закону, но с большим повреждающим воздействием. Д анная замена вполне правомерна: в области упругих деформаций характер изменения нагрузки между ее смежными величинами на усталостные свойства материала не влияет..
Чтобы режим стендовых испытаний по своим результатам был эквивалентен эксплуатационному нагружению вала колеса, испытательный стенд МАМИ построен (А. с. 974186 и 1019256, СССР) по схеме с замкнутым контуром, позволяющей варьировать величины названных выше параметров. В нее входят два замыкающих редуктора (изготовлены на базе шестерен коробки передач автомобиля ЗИ Л -130), в которые встроены нагружающ ие устройства, позволяющие менять величину циркулирующего в контуре крутящего момента. К орпуса редукторов имеют возможность наклоняться в горизонтальной плоскости на угол ± 30°. Тем самым могут задаваться начальные углы во внутренних шарнирах вала колеса. Д ля периодического изменения углов (в диапазоне ± 4 5 ° ) в ш арнирах служит специальный узел, размещенный меж ду редукторами. Он может совершать два независимых движения, имитируя изменение углов в шарнирах как от р а боты подвески, так и от поворота управляемых колес (при помощи гидроцилиндров, управляемых электрогидр авличе- скими распределителями).
Стенд приводится от асинхронного электродвигателя и гидрообъемной передачи, состоящей из регулируемого гидронасоса и гидромотора (такая передача обеспечивает возмож ность плавно изменять частоту вращения испытываемых в а лов в диапазоне 0 — 2 0 0 0 мин-1 ).
Д ля поддержания стабильного температурного режима при испытаниях валов колес предусмотрено воздушное (промышленным электровентилятором) охлаждение их шарниров.
Стенд позволяет испытывать одновременно четыре вала колес, причем допускается испытание валов колес разных типоразмеров и с разными присоединительными узлами (попарно), а такж е два карданных вала автомобилей классической компоновки.
Один из оригинально решенных узлов стенда — устройство для компенсации изменения длины вала колеса при изменении угла в шарнире: одновременно с изменением угла в шарнирах, имитирующего поворот управляемых колес (за счет поворота каретки узла изменения углов относительно горизонтальной оси), относительно неподвижного приводного редуктора перемещаются (на роликах) связанные между собой шарнирными штангами сам узел изменения углов и второй замыкающий редуктор. (Перемещения их незначительны и не приводят к большим инерционным нагрузкам на привод системы управления стендом, но полностью компенсируют изменение длины вала от изменения угла в шарнире.) В конструкциях других стендов эта задача решается благодаря значительным, в основном вертикальным перемещениям за мыкающего редуктора, обладающего большой массой, что требует либо существенного ограничения по частоте процесса изменения углов в шарнирах при испытаниях, либо существенного увеличения мощности механизмов управления стендом.
При проведении ускоренных стендовых испытаний должна быть обеспечена количественная и качественная связь ре
зультатов испытаний и эксплуатации. П ервая доказывается появлением повреждений, аналогичных эксплуатационным; вторая устанавливается при помощи коэффициентов эквивалентности. Полученные при испытаниях на стенде и расчетах величины этих коэффициентов составляют: для валов колес — (2,53—7,93) • Ю- 6 чУкм, для шарниров равных угловых скоростей — (1,01— 1,48)-4 ч/км.
Оперативная разработка методики испытаний и создание стендового оборудования позволили своевременно выбрать конструкцию валов автомобиля АЗЛК-2141, провести их до водку и оценить качество зарубежного и отечественного производства-
Стенд (см. рисунок), хотя и был изготовлен для конкретной цели (валы и шарниры автомобиля А ЗЛК -2141), можно использовать (что и делается) для исследования любых аналогичных конструкций. Немаловажен и такой факт: стенд занял место в учебном процессе — для проведения лабораторных занятий, в ходе которых будущие конструкторы приобретают практические навыки исследовательской работы.
Кандидаты техн. наук В. В. СЕРЕБРЯКОВ и В. И. АБУЗОВ
У ДК 629.113.012.8.001.4:629.113.073.24
Испытательная тележкаАК ИЗВЕСТНО, основное назначение автомобильнойподвески заключается в защите движущегося автомобиля
от динамических воздействий со стороны дорожных неровностей. Но этой функцией роль подвески в системе «дорога —• автомобиль» не ограничивается. Подвеска в сочетании с шиной определяет такж е ряд важных эксплуатационных свойств АТС, в том числе управляемость, устойчивость, расход топлива, активную безопасность и др. Многочисленные и во многом противоречивые требования предъявляю тся и к автомобильной шине. Например, с точки зрения виброзащиты она должна обладать возможно большим демпфированием, но это совершенно недопустимо с точки зрения снижения сопротивления качению, что заставляет полностью перекладывать функции демпфирования на амортизатор в сочетании с трением в элементах направляющего аппарата подвески.
Поэтому виброизолирующие свойства шины и подвески в системе «дорога — шина — подвеска» хотелось бы рассматривать комплексно.
Однако даж е при моделировании колебаний автомобиля на ЭВМ чаще всего ограничиваются рассмотрением чисто вертикальных воздействий дорожных неровностей и в качестве основных оценочных критериев принимают вертикальные ускорения подрессоренной массы автомобиля в характерных его точках. Это, конечно, более доступно и относительно просто, но не избавляет от необходимости комплексно оценивать систему виброзащиты на стадии дорожных испытаний. Что нежелательно, так как внести какие-либо изменения в конструкцию или характеристики элементов подвески на данном этапе весьма затруднительно. Д а и результаты оценки получаются интегральными, из которых выделить влияние отдельных элементов не удается.
Этого недостатка лишена испытательная тележка, разработанная в МАМИ. Она позволяет получать достоверную информацию о том, как воздействует на автомобиль (в продольном и поперечном направлениях) подвеска с конкретной кинематикой и упругодемпфирующими характеристиками шарниров, но максимально изолированная от обратных динамических воздействий со стороны автомобиля. При ее помощи можно исследовать, как при реальной шине формиру- ются динамические воздействия на автомобиль по трем коор-
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
динатным осям подвесками с различной кинематикой направляющего аппарата, упругодемпфирукяцимн характеристиками шарниров; находить передаточные функции шины как элемента виброзащиты при ее качении по реальной опорной поверхности; оптимизировать алгоритм управления подвеской с динамическим регулированием; определять предельное состояние (по изнашиванию и изменениям характеристик) шарниров, амортизаторов и других элементов подвески и рулевого привода; изучать работу колесного тормоза с ан- тиблокировочным устройством во взаимодействии с подвеской и процесс качения колеса с эластичной шиной по реальной дороге с точки зрения возбуждения крутильных колебаний в трансмиссии; получать исходные данные для построения при помощи ЭВМ моделей сложных динамических си
стем «дорога — автомобиль»; решать другие научные и прикладные задачи, связанные с возможностью исследования системы «дорога — шина — подвеска» в условиях изоляции от внешних возмущающих факторов.
Тележка — одноколесная. Она состоит (см. рисунок) из рамы 8, на которой располагаются узлы крепления направляющего аппарата подвески, ее упругого элемента 6 и амортизатора 5. Верхний (2) и нижний рычаги подвески закрепляются на раме при помощи поворотных кругов / и 4, что позволяет изменять пространственное положение осей качания этих рычагов. Сами рычаги — изменяемой за счет резьбовых муфт 3 длины. На раме размещаются такж е грузы 7, масса которых в сочетании с массой рамы соответствует нагрузке, приходящейся на колесо в реальном автомобиле, применительно к которому проводятся исследования. Упругодемп- фирующие характеристики шарниров направляющего аппарата могут изменяться за счет применения, например, сменных резиновых элементов с различной конфигурацией резинового массива, изготовленного из разных марок резин. С целью варьирования демпфирующих свойств подвески амортизатор может заменяться или регулироваться в процессе исследований. Д ля фиксации плоскости вращения колеса относительно рамы в горизонтальном направлении применяется тяга 9 или система тяг, имитирующих рулевой привод. Тележка буксируется тягачом (через специальное буксирное устройство, упругое в продольном направлении). Упругая связь тележки с тягачом обеспечивает достаточно низкую собственную частоту продольных колебаний тележки относительно тягача (для исключения динамических воздействий со стороны тягача на тех частотах, которые интересуют исследователя).
Измерительный комплекс тележки состоит из датчиков перемещений, скоростей и ускорений (вертикальных, горизонтальных и угловых), располагаемых на подрессоренной и не- подрессоренной массах, а такж е из многоканальной регистрирующей аппаратуры, устанавливаемой на тягаче. Такой комплекс позволяет регистрировать текущие значения анализируемых величин, а затем проводить их статистический анализ, исследовать спектральный состав, корреляционные и фазовые зависимости, а такж е другие параметры (в зависимости от задач исследования).
Канд. техн. наук И. С. СТЕПАНОВ, М. С. ДОБРОНРАВОВ, В. В. ИВАНОВ
У Д К 658.58
Системы активной компенсации изнашивания
В П РО Ц ЕС С Е эксплуатации технологи- ' ческое оборудование (металлорежу
щие станки, прессы, литьевые машины и т. п.) подвержено изнашиванию, силовым и температурным деформациям. Это отрицательно сказывается на точности и других показателях выпускаемых изделий, снижает производительность труда рабочих основного производства из-за необходимости частых ремонтов и под- наладок оборудования, требует содерж ания больших по численности ремонтных служ б и, в конечном счете, ведет к росту накладных расходов и себестоимости продукции, сниж ает ее конкурентоспособность на мировом рынке. Д остаточно сказать, что только в промышленности на ремонт оборудования затрачивается 1 0 млрд. руб., причем более 3 млрд. приходится на ремонт техники, которая эксплуатируется за пределами нормативных сроков. В итоге — каждый четвертый рабочий занят в сфере ремонтного обслуживания технологического оборудования.
Уменьшить все эти потери способна микропроцессорная система автоматической компенсации изнашивания узлов и механизмов технологических машин, созданная в МАМИ. Как она работает, покажем на примере станков токарной группы.
После подключения питания микроЭВМ «обнуляет» регистр памяти преобразователей «усилие — код» и «код — управля-
„ _ ющее напряжение», затем выставляет о б код на шину данных. В соответствии с
ним на пьезокерамическии элемент резцедержателя подается управляющее напряжение, соответствующее заданному программой начальному усилию, которое заведомо выбирает износный люфт в сопряжениях.
С началом процесса резания на резец начинает действовать и сила, которая передается на резцедержатель, оборудованный измерительным генератором (датчиком). В итоге на выходе датчика появляется переменное напряжение, частота которого пропорциональна частоте возмущающего воздействия. МикроЭВМ сравнивает ее с той, которая была до начала процесса резания. Полученная разность, в свою очередь, сравнивается с заложенной в программе. Затем ЭВМ вычисляет поправочные коэффициенты, необходимые управляющие напряжения
и контрольные частоты для резцедерж ателя с учетом податливости резца. (П рограмма составляется на основе математической модели пьезокерамического преобразователя контактных усилий, который представляет собой пьезокерамический трансформатор, на чей вход подается периодический сигнал заданной частоты. Так как под действием нагрузки изменяется площадь активного контакта меж ду пьезоэлементами, то изменяются емкости и сопротивления трансформатора, т. е. происходит сдвиг ф аз колебаний в пьезокерамическом трансформаторе, пропорциональный изменению внешней нагрузки.)
Управляемый разцедерж атель (см. рисунок), устанавливаемый в суппорте 13, выполнен в виде стального стакана 1, в котором закреплена покрытая тонким слоем 14 металла пьезокерамическая пластина 2. Пластина одной стороной опирается на торцевую поверхность кольца 3, ввернутого в стакан, а второй —
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
на сферический торец резца 15. Передняя часть стакана закрывается кольцом 16.
При изменении величины припуска обрабатываемой на станке заготовки или
^ п р и повышенной твердости ее материала • б у д е т изменяться и усилие резания, от
чего пьезокерамическая пластина 2 деформируется и собственная частота ее колебаний станет другой. Но пластина образует замкнутый контур с опорным генератором, преобразующим постоянный ток питания системы (12— 18 В) в дискретные электрические сигналы. Их частота, очевидно, равна собственной резонансной частоте пластины, так как она
в контуре выполняет роль частотозадающего элемента. После соответствующего преобразования в микропроцессорной системе, выпрямителе и усилителе управляющее высокое (800— 1000 В) напряжение через контакты 9 подводится к металлическим. слоям, нанесенным на пьезокерамический стержень 11. Под действием этого напряжения стержень 11 удлиняется. Но так как его правый (по схеме) конец неподвижен (упирается в опору 7, которая выполняет роль изолятора и поддерживается стаканом 8, навернутым на прямоугольный резцедерж атель 12), левый конец стержня (заканчивается изолирующим башмаком 6),
действуя на шарик 4, перемещает опору 3, пластину 2 и стакан 1 вместе с резцом.
Чтобы высокое напряжение, действующее на стержень 11, не попало на металлический резцедержатель 12, предусмотрена пластмассовая втулка 10, в передний конец которой упирается шайба 5.
При управляющем напряжении, действующем на стержень (его длина 1 2 0 мм), осевой ход резца составляет 70— 1 0 0 мкм (в зависимости от величины пьезомодуля пьезокерамического материала движителя).
Н. П. СМИРНОВ
ИНФОРМАЦИЯ
ИЗ ИСТОРИИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ
У Д К 621.43.038-523.8
ЭТО НАЧИНАЛОСЬ ТАК| - | АЧИНАЛАСЬ автомобильная электро- * * ника в нашей стране тридцать лет на
зад. Ее основоположниками были ЦНИТА и кафедра «Автомобильные и тракторные двигатели» МАМИ. И именно на этой кафедре (ее возглавлял тогда д-р техн. наук И. М. Ленин) с середины 40-х годов проводились серьезные исследования в области рабочих циклов и систем питания двигателей, естественным результатом которых стала идея системы впрыскивания топлива с электронным управлением.
Этой идеей заинтересовались ученые кафедры «Промышленная электроника» Московского энергетического института. И не только заинтересовались, но и включились в совместные исследования в области систем подачи топлива, управляемых электроникой.
Рис. 1. С месит ельная кам ера двигат еля автом о б и ля «М осквич-407» (т опливо подается электромагнитной ф орсункой в п о лую ось
дроссельной за сл о н к и )
Результаты не замедлили сказаться В течение всего лишь года по техничес кому заданию, разработанному в МАМИ были созданы блоки управления систе мами впрыскивания топлива для четы рех- и восьмицилиндровых двигателей Причем в отлрчие рт блоков фирмы
«Бендикс» (СШ А), которая тож е пыталась реализовать аналогичную идею, они имели бесконтактную, более прогрессивную систему распределения командных импульсов по форсункам (форсунки устанавливались на каждом цилиндре).
Накопив опыт в области разработки и исследования систем питания с электронным управлением и поцилиндрового (распределенного) впрыскивания топлива, в МАМИ приступили (1961 г.) к разработке систем, в которых топливо подается одной форсункой (рис. 1 и 2 ) в зону дроссельной заслонки. Такое предложение (его тогда называли карбю ратором с электронным управлением) было принципиально новым и прогрессивным, не имело аналогов за рубежом. Поэтому на электронный карбюратор выдали авторское свидетельство, изобретение было запатентовано в Англии, ФРГ, Франции и других странах.
Испытания карбюратора, проведенные в 1962 г. на двигателе «Москвич-407», показали: его применение улучшает топливную экономичность и увеличивает мощность двигателя. Иными словами, подтвердилась перспективность выбранного направления работы. Потом появилась (с 1963 г.) и третья организация (объединенная), занимающаяся этой проблемой — группа по разработке систем центрального впрыскивания для двигателей автомобилей семейства ЗИ Л. Возглавили ее главный конструктор московского карбюраторного завода В. Т. Панфилов и автор этих строк, а в ее состав вошли П. В. Федоров, С. А. Еф- ременков, М. М. Длигач, Н. Г. Блейз, М. М. Лебедева, В. С. Макренский, В. Н. Рыжов, А. Б. Забегаев, В. В. Б анников, В. В. Ким-Серебряков и др. Ею в очень короткие сроки были созданы несколько (рис. 3 и 4) модификаций си- стем центрального впрыскивания топлива — раньше, чем зарубежными фирмами («Бош», «Рочестер», «Хитачи» и т, Д-)- Одновременно разрабатывались диагно
стическая аппаратура и специальные стенды для безмоторных испытаний систем (участвовали сотрудники МАМИ М. Ю. Носовицкий, Р. В. Меркулов, Е. Г. Смолин, Э. А. Пахомов и др.).
Стендовые, лабораторно-дорожные и эксплуатационные испытания выявили, что система центрального впрыскиванияулучшает топливную экономичность АТС (на 8 — 1 0 % ), пусковые качества двигателя, динамику автомобиля и его экологические характеристики. Вот что говорят об этом отчеты по испытаниям автомобилей З И Л -130, оборудованных электронным карбюратором Э К -130:
Рис. 2. С месит ельная кам ера двигат еля автом о б и л я «М осквич-407» (топливо подаетсяЭлектромагнитной ф орсункой на верхню ю по-,
верхность дроссельной за сл о н ки )
А птп
мл й
ильи
ая
поом
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Рис. 3. Смесит ельная кам ера двигат еля ЗИ Л -130 (т опливо подается д ву м я электромаг
нитными ф орсункам и в м алы е диф ф узоры )
расход топлива автомобилем, двигающимся по асфальтированному шоссе со скоростью 20 км/ч, уменьшался с 25 до 23 л / 100 км, а при 30 км/ч — с 39 до 37 л / 100 км.
Не вызывал Э К -130 нареканий и сточки зрения надежности. Тем не менее промышленного производства систем центрального впрыскивания так тогда и не начали. Не в последнюю очередь потому, что не удалось преодолеть м еж отраслевые барьеры.
Правда, накопленный опыт не пропал даром: специалисты М осКарЗа занялись разработкой и довели до внедрения систему электронного экономайзера принудительного холостого хода, отключающую подачу топлива в двигатель на этом режиме, которая выпускается и в настоящее время.
Рис. 4. Смесит ельная кам ера двигат елей З И Л -130 и З И Л -375 (топливо подается одной
двухж иклерной ф орсункой в м алы е диф ф узоры )
Д-р техн. наук Г. П. ПОКРОВСКИЙ
ЗА РУБЕЖОМ
У Д К 339.92:629.113.002
М Е Ж Д У Н А Р О Д Н Ы Е СВЯЗИ МАМИ
ЕЖ Д У Н А РО Д Н О Е научно-техническое сотрудничество *’ • МАМИ — давняя традиция. Например, уж е 35 лет в нем обучаются студенты, аспиранты из более чем 60 стран Е вропы, Азии, Африки, Латинской Америки. Его выпускники участвуют как в создании современной автомобильной промышленности, так и в подготовке инженерных и научных национальных кадров в средних и высших учебных заведениях. Причем, судя по отзывам, довольно успешно. И это не случайно: подготовка иностранных граж дан ведется на современном уровне по всем основным учебным планам специальностей института, в том числе планам целевой интенсивной подготовки специалистов, включая их научную студенческую работу.
Но опыт говорит, что есть в этом деле и негативные мо*- менты. особенно в организационном плане. В частности. МАМИ еще не располагает возможностью посылать учащихся на практику в зарубежные фирмы, с которыми студенты, став инженерами, будут вступать в деловые контакты; у института нет права на отбор зарубежных абитуриентов с учетом их доинститутской подготовки; не имеет он и своего подготовительного отделения для изучения русского языка и ознакомления с будущей специальностью; учебной базе не хватает оборудования и т. д. Но есть главное. Понимание того, что современный уровень подготовки инженеров для других стран, их конкуренция при поступлении на работу требуют индивидуального подхода при обучении; его ориентации на конкретное рабочее место; проведение практик на предприятиях с современнейшим оборудованием; научно-исследовательской работы и всех видов проектирования на рабочих местах будущего распределения студентов; работы по индустриальным заказам предприятия или фирмы, направивших студента на учебу. Отсюда и новые формы сотрудничества с нашими зарубежными партнерами, основная из которых — подготовка специалистов по прямым договорам с компенсацией затрат на обучение. (Кстати, по этому пути идут и другие страны — как социалистические, так и капиталистические: готовят зарубежных специалистов с возмещением материальных затрат на их обучение. Например, Н РБ уже в течение восьми лет получает валюту, в среднем 5 тыс. долл. за одного студента, Г Д Р — примерно 10 тыс. долл. за студентов из некоторых стран. Эти средства позволяют обеспечить, с одной стороны, нормальные бытовые условия иностранным учащимся, с другой — современную лабораторную базу.)
М етодика подсчета таких затрат в МАМИ разработана. Она учитывает две их группы: связанные с процессом обучения в целом и со специальными требованиями страны, фирмы, предприятия, объединения.
В настоящее время готовится типовой договор на подготовку в МАМИ специалистов для других стран, формируется система обучения по их конкретным заявкам. В частности, институт начинает проводить с зарубежными фирмами и производственными объединениями совместные семинары, создавать совместные лаборатории, открывать филиалы кафедр и т. д .
Международные связи института, естественно, не ограничиваются обучением студентов. Не менее обширны они и в области научно-технического сотрудничества. Тем более что его ученые располагают существенным научным заделом: за рубежом запатентованы десятки изобретений, в том числе такие, как станок для обработки поршней (семь стран), система смазки двухтактного двигателя (девять стран), литейная форма (три страны) и др. При этом сотрудничестве прослеживается тенденция развития прямых связей, от контактов отдельных ученых и кафедр к комплексным, на уровне института, с одной стороны, и уровне научных учебных учреждений и производственных предприятий, с другой. П робивают себе дорогу различные формы кооперации: «наука — наука — техника — производство», «наука — техника — производство», «наука — техника — производство — наука» и др. В рамках программы СЭВ на 1986— 1990 гг. в области механизации и автоматизации процессов сборки, создания сборочного обрудования кафедрой «Технология автотракторного производства» заключены прямые договоры с научными огранизациями Г Д Р и Н РБ; в рамках прямых связей с Дрезденским технологическим университетом (ГД Р) и Высшей инженерной школой (Г Д Р, г. Цвикау) по созданию промышленных манипуляторов и разработке образцов сборочного оборудования уже действуют: программа опреде
ления возможных вариантов маршрутов сборки изделий на ЭВМ «Роботрои» для САПР, опробованная на примере карданного вала для переднеприводного автомобиля «Трабант»; конструкция устройства для компенсации изнашивания руки робота; конструкция схвата руки робота.
Повышению эффективности прямых связей способствует содействие сторон внедрению результатов научно-исследовательских разработок в промышленность своих стран. Так, сотрудничество ученых МАМИ и Высшего машино-электрогехнического института (Н РБ, г. В арна), с болгарским научно-производственным объединением И НИ РД-О СА М по проблеме агрегатирования механосборочного оборудования с оптимальной концентрацией технологических операций завершилось созданием руководящих технических материалов, которые использовались ИНИРД-ОСАМ при проектировании оборудования (создание станков и станочных линий) по заказу СССР для поставок Мин- автосельхозмашу и Минавтоприбору. Результативность разработок послужила основой для заключения договора о прямых связях на 1988— 1990 гг. с Высшим машино-электротехническим институтом имени В. И. Ленина (Н РБ, г. София) по совместному решению проблемы механизации и автоматизации сборочных процессов в машиностроении.
Широко используются за рубежом научные идеи и разработки ученых кафедры «Машины и технология литейного производства». Например, машиностроительный завод «Шкода» (ЧССР) применяет созданный д-ром техн. наук Б. В. Рабиновичем метод принудительного охлаждения крупных стальных отливок в литейной форме; чугунолитейный завод в г. Ихтиман (Н РБ) — автоматические линии литья в облицованные кокили тормозных барабанов, которые представляют форму реализации пионерной идеи того ж е автора. Группой специалистов кафедры (Ю. А. Тананин, В. П. Мешков) получен 'метод производства тонкостенных отливок из алюминиевых и других легких сплавов в бегущем магнитном поле, которому нет аналогов в мировой практике. Им заинтересовалась западно-германская фирма «Хонзель-Верке»; сейчас прорабатывается вопрос о заключе
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
нии договора о научно-техническом сотрудничестве с другими фир'мами стран-членов ЕЭС.
М еждународные контакты института развиваются и в традиционных внешнеторговых формах. Так, кафедрой «Машины и технология обработки металлов давлением» совместно с НТЦ ВАЗа найден прогрессивный способ штамповки с растяжением, сейчас ведутся переговоры с фирмами Италии, Ф РГ и Японии о продаж е штампов, лицензий, «ноу-хау» на этот способ ш тамповки. Прогрессивная технология изготовления штампов для реализации метода точной толстолистовой вырубки продана швейцарской фирме «Файнтул», известной своими достижениями в области производства штамповочной листовой вырубки.
Особо тесные кооперационные связи поддерживает МАМИ с вузами и промышленными объединениями социалистических стран; научно-исследовательские разработки ведутся с применением оборудования обеих сторон и увязываются с конкретными потребностями стран-партнеров. В недалеком прошлом развитию таких связей ставились ведомственные барьеры. В условиях ж е демократизации внешнеэкономических отношений непосредственные связи, помимо народнохозяйственного эффекта, способствуют росту материально-технической базы вуза. Например, договор между МАМИ и государственным хозяйственным объединением «Комплексная автоматизация технологических процессов» (Н Р Б ), заключенный в 1987 г., предполагает передачу институту до 1995 г. персональных ЭВМ, приборов и оборудования для укрепления его учебно-лабораторной базы.
Одной из важнейших форм активизации международных контактов МАМИ является участие в международных выставках. Например, только в 1988 г. одна из разработок-— промышленные образцы, выполненные с использованием метода точной листовой вырубки, — была показана на международных выставках в Хельсинки, Бомбее, Дели, Бангалоре, Праге, а результаты Н И О К Р кафедры «Машины и технология литейного производства» экспонировались на международной выставке «Интерлитмаш» в Москве. И выступления ученых института на международных конференциях и симпозиумах, по существу, служ ат той ж е цели: они способствуют интернационализации научных знаний, формированию взаимного доверия потенциальных партнеров по научно-исследовательским разработкам, пропагандируют достигнутые результаты, укрепляют авторитет института. В том ж е году в таких форумах участвовали д-р техн. наук Р. В. Вирабов и канд. техн. наук X. X. Сабанчиев с кафедры «Теория механизмов и машин» (международная
конференция по зубчатым передачам, К Н Р ); д-р хим. наук М. А. Маркевич и кандидаты хим. наук Т. М. Ушаков и И. Н. Мешков с кафедры «Химия» (Европейский симпозиум по полимерному анализу, В Н Р); канд. техн. наук С. А. Айрба- бамян с кафедры «Охрана труда» (международный конгресс по снижению шумов, В Н Р ); д-р физ.-мат. наук О. Д . Далькаров с кафедры «Физика» (III международная конференция по яд- ро-ядерным столкнованиям, Франция, и конференция меж дународной школы по физике антипротонов, И тали я); д-р техн. наук Г. М. Орлов с кафедры «Машины и технология литейного производства») конференция по компьютеризации «Фоком-8 8 », Н РБ, и международный конгресс литейщиков СССР).
Увеличивается число публикаций ученых МАМИ за рубежом, создаются совместные книги и учебники. Так, в 1988 г. были изданы десятки научных статей в иностранных ж урналах, книга «Автоматизация дискретного производства» — плод совместных усилий ученых МАМИ, других институтов СССР и Н РБ; подготовлена к печати книга «Автоматизация процессов машиностроения» с участием ученых Н РБ и ЧССР; вышел в свет (ЧССР) перевод книги канд. фил. наук М. М. Скибицкого «Мировоззрение, естествознание, теология»; в 1989 г. в Г Д Р выходит научный труд «Основы заливки форм и питания отливок», подготовленный д-ром техн. наук Б. В. Рабиновичем совместно с немецкими учеными Р. Майем и Г. Дросселем.
Разностороннее сотрудничество ученых МАМИ с учеными других стран как на уровне кафедр, так и по линии личных контактов подготовило соответствующие условия для заключения договоров о прямых связях в области научно-технического сотрудничества, включая подготовку кадров, на комплексной основе с участием всех кафедр института. Примером такого рода соглашений может служить договор между МАМИ и болгарским ГХО «Комплексная автоматизация технологических процессов», который предусматривает совместное проведение научно-исследовательских работ, обмен научно-технической информацией, целевую подготовку специалистов и т. п. В н астоящее время ведутся переговоры с рядом учебных и научных организаций Г Д Р и П Н Р о заключении новых договоров о н аучно-технической кооперации на основе прямых связей.
Так что интернационализация связей института — ф акт несомненный.
Канд. техн. наук В. Г. РЯБОВ, канд. экон. наук Ю . П. ФИЛЯКИН, Н. И. ДМИТРИЕВА
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
У Д К 629.113<003
А. А. Н е в е л е в , В. И. К о з ы р е в , А. П. К о в а- л е в и др. Экономика автомобильной промышленности и тракторостроения. — М.: Высшая школа,1989.— 311 с.: ил.
Г> ЕЦ ЕН ЗИ РУ ЕМ О Е пособие — коллективный труд ученых ■ кафедры организации производства и экономики машиностроительной промышленности Московского автомеханического института. Оно достаточно полно и обстоятельно раскрывает (на основе опыта ВАЗа) те изменения в управлении экономикой, которые происходят в последние годы: совершенствование хозяйственного 'механизма, переход на самоокупаемость, самофинансирование и полный хозрасчет. В нем обобщены также сведения о достижениях передовых предприятий отрасли, вопросы экономической теории, проблемы развития автомобиле-, тракторо- и сельхозмашиностроения в свете решений XXVII съезда КПСС и XIX Всесоюзной конференции КПСС, освещены новые задачи экономического механизма предприятий — повышение их самостоятельности, усиление ответственности за результаты хозяйствования на основе полного хозрасчета и самоуправления.
В пособии широко представлены: ресурсы и экономические основы автотракторного производства, экономика создания и освоения новой техники, производственно-хозяйственной деятельности в отрасли и на ее предприятиях.
П редставляет интерес рассмотрение структуры отрасли и ее развития, основные направления научно-технического прогресса, методы создания и освоения новой техники, определение эф
фективности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
На хорошем методическом уровне изложены вопросы, связанные с качеством продукции, специализации, кооперирования и размещения предприятий автотракторостроения. По-новому, в духе времени, рассматриваются задачи управления, планирования и прогнозирования, формирования производственной программы и мощностей предприятий, особенности хозяйственного расчета и экономического стимулирования.
К достоинствам работы следует такж е отнести раскрытие специфики экономики автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения как отрасли поточного массового производства продукции особой сложности, с высоким уровнем автоматизации производственных процессов, базирующихся на современных достижениях научно-технического прогресса.
Пособие будет, безусловно, полезно студентам вузов, позволит им лучше овладевать комплексом экономических проблем машиностроения в новых условиях хозяйствования. Заинтересуются ею и практические работники инженерно-технических, планово-экономических служб предприятий, а такж е руководители всех уровней.
Однако у пособия есть и недостатки. Например, в нем неполно раскрыт опыт ВАЗа по росту эффективности производства. М ало сказано об основных направлениях технологического обновления производства, экономии материальных ресурсов в отрасли, экономической оптимизации конструктивных и технологических разработок. Полезно было бы ознакомить читател е й с з а р у б е ж н ы м о п ы т о м в о б л а с т и а в т о т р а к т о р о с т р о е н и я . Н е - п о н я т е н и о г р а н и ч е н н ы й (9 6 0 0 э к з . ) т и р а ж э т о й п о л е з н о й к н и г и .
Канд. экон. наук Ю . В. Б А Р А Н О В С К И Й
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
89,
№ 8
Институт повышения квалификации Минавтосельхозмаша
организует повышение квалификации и стажировку преподавателей вузов и техникумов
по индивидуальным программам, утвержденным их руководством.
автомобильная электрика
и электроника;
вычислительная техника
и САПР;
микропроцессорная техника.
И н о г о р о д н и м с л у ш а т е л я м п р е д о с т а в л я е т с я о б щ е ж и т и е .
Справки — по телефону: 203-16-83-
Проводятся постановка
и выполнение лабораторых работ по направлениям:
Научно-исследовательский
центрфизики
и технологии
П р е д л а г а е тнакопительные микросборки и интегральные микросхемы электронного обрамления для построения высоконадежных, твердотельных, энергонезависимых внешних запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах.
Адрес: 113208, Москва, Варшавское шоссе, 126, НИЦФТ. Телефон: 381-45-17.
40
Х удож ественны й редактор В. В. Л еб е д ев Технический редактор Е. П. С мирнова
С дано в набор 08.06.89. П одписано в п ечать 08.08.89. Т-04918. Ф орм ат 60X907» Б ум ага кн .-ж урн . П ечать вы сокаяУел. печ. л . 5,0 Уел. кр .-отт. 6,0. У ч.-изд. л. 8,15. Т и раж 18846 экз. З ак . 224. Ц ена 60 коп.
А д р е с р е д а к ц и и : 103012, М осква, К4Г2, пр. С апунова, д. 13, 4-й э т аж ; ком. 424 и 427; тел. 928-48-62 и 298-89-18Подольский ф илиал ПО «П ериодика» Сою зполиграф прома при Государственном ком итете СССР
по делам и здательств, полиграфии и книж ной торговли,142110, г. П одольск, ул . Кирова, 25
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
ЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛДЛЛЛЛЛДЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ^ЛЛЛЛЛ/ЛЛЛЛЛ/У »/у/УЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛАЛЛЛ/\/\Л.
М А М ИЛЛЛЛЛЛЛ/ ЛЛАЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ ЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ/У\ЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ »>л/\л/\/>л/\/\ллл/\/\ллл/\л/\/\/\/члл/\л/\л/
ПРЕДЛАГАЕМ новый метод литья — в бегущем магнитном поле.
Он эффективен при производстве тонкостенных отливок из алюминиевых сплавов с большими площадями поверхностей, прежде всего, для машин и аппаратов, эксплуатационные характеристики которых зависят от их массы. Особенно результативен этот метод при изготовлении «интегральных» отливок вместо блоков, собираемых из отдельных частей сваркой, и т. п.
Примеры отливок, полученных литьем в бегущем магнитном поле: технологическая проба, изготовленная литьем в ко киль (рис. 1), крышка двигателя ЗИЛ-645 — литьем в сухую форму (рис. 2).
Особенности и преимущества нового метода
Осуществляется то, что не удается сделать традиционными способами литья в песчаные и металлические формы (ко- кили): получать при гравитационной заливке протяженные отливки со стенками толщиной 1— 3 мм.
Под воздействием поля и при интенсивном перемешивании расплава измельчается структура, повышаются механические свойства отливок.
Адрес для запроса: 105839, Москва, Б. Семеновская, 38, Московскийавтомеханический институт, кафедра «Машины и технология литейного производства».
Телефон: 369-95-89.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
60 коп, Индекс 70003
На уровне и ш ш е мировых достижений!
ГИБКАЯ БЕСКОПИРНАЯ ОБРАБОТКА ПОРШНЕЙ
РЕШАЕТпроблемы оптимизации базирования и закрепления поршней с минимальными деформациями.
ПОЗВОЛЯЕТ♦ технологически оп
тимизировать параметры поршней;
♦ только за счет настройки обрабатывать поршни с раз
личными законами изменения овальности в поперечном сечении с одновременным получением в продольном сечении бочкообразного, конусного или другого профиля.
За справками обращайтесь по адресу: 105839, Москва, Б. Семеновская ул. 38, М АМ И, кафедра «гТехнология и автоматизация механосборочного производства». Телефон: 369-95-57.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru