УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ Хан В. В., ассистент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, Филиппов Д., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме
Эффективность работы автомобиля определяется совместным влиянием всей совокупности эксплуатационных свойств автомобиля, в которой основными являются следующие: тягово-скоростные, тормозные, топливная экономичность, устойчивость, управляемость, плавность хода и проходимость.
Эти свойства изучаются по отдельности в определенной последовательности. Вместе с тем они тесно взаимосвязаны друг с другом и изменение одного свойства приводит к изменению других. При этом улучшение одних свойств может привести к ухудшению других.
В современном быстроразвивающемся мире, в условиях жесткой конкуренции и постоянной модернизации технических средств все производители автомобилей вынуждены применять и разрабатывать новые средства и системы улучшения эксплуатационных свойств автомобиля для соответствия требованиям мирового рынка автомобилей.
В данной статье будут рассмотрены некоторые внедренные системы крупнейших мировых автопроизводителей, которые значительно улучшают эксплуатационные свойства автомобилей.
Система впрыска Dual Injector, разработанная Nissan, предназначена для повышения эффективности использования топлива в бензиновых двигателях. Новая система подачи топлива, первая в своем роде в мире, использует форсунки для каждого клапана в отдельности, а не по одной на цилиндр. Результат – ускорение испарения топлива, уменьшение количества несгоревшего бензина и сокращение выбросов углеводородов в атмосферу. Образец двигателя для серийного производства с новой системой впрыска Nissan представил в начале 2010-го года, а в 2011 году данная система была внедрена в серийное производство.
Большинство современных бензиновых двигателей используют один инжектор на цилиндр, новая разработка Nissan удваивает количество форсунок на цилиндр. Это позволяет уменьшить диаметр капель топлива примерно на 60%, что приводит к плавному и более стабильному сгоранию бензина. В сочетании с системой автоматического регулирования фаз газораспределения экономия топлива достигает 4% в сравнении с обычными двигателями (с непосредственным впрыском топлива). Отличительная особенность Nissan Dual Injector состоит в том, что для подачи топлива в цилиндры не требуется насос высокого давления. Этот факт существенно сокращает расходы на производство двигателей внутреннего сгорания с новой системой впрыска. И, наконец, чтобы обеспечить соответствие состава выхлопных газов жестким экологическим нормам, в силовых установках с системой Nissan Dual Injector возможно использовать катализаторы с содержанием редких и дорогих металлов почти в половину меньше чем сейчас.
Разработанная впервые в мире коробка передач с двумя сцеплениями, предназначенная для мощного двигателя и высокоскоростного автомобиля была установлена на автомобилях BMW 3 серии. Передачи переключаются без разрыва потока мощности и крутящего момента. Водитель может сам выбрать одну из программ переключения передач. Семь ступеней обеспечивают оптимальный ряд передаточных чисел и гарантируют особенно быстрый разгон.
Функция Drivelogic дает возможность воспользоваться одиннадцатью программами переключения передач с электронным управлением. Пять из них – для автоматического режима переключения, шесть – для ручного, включая программу управления стартом (Launch Control), необходимую для получения максимального ускорения при разгоне с места. Повышена эффективность управления коробкой передач в автоматическом режиме. По желанию можно выбрать секвентальное (последовательное) переключение передач в ручном режиме.
Значительное улучшение динамических характеристик дает возможность вождения в гоночном стиле. Ручное переключение передач осуществляется спортивным рычагом-селектором или подрулевыми лепестковыми переключателями. Момент оптимального переключения передач определяется специальными световыми индикаторами.
Тщательно продуманная система охлаждения рабочей жидкости – важнейший фактор абсолютной надежности и долговечности коробки передач DCT М Drivelogic даже в условиях гонок, когда она подвергается действию экстремальных нагрузок и температуры.
Система помощи при движении на малой скорости обеспечивает оптимальный комфорт при маневрах. Трансмиссионный стояночный тормоз автоматически активируется после выключения зажигания.
В основу разработки новой коробки передач была положена задача дальнейшего снижения расхода топлива и уменьшения объема вредных выбросов по сравнению с механическими и гидромеханическими автоматическими коробками передач обычной конструкции.
Трансмиссия DCT М Drivelogic по сути является комбинацией двух коробок передач в одном картере такого же компактного размера, как обычная коробка передач. "Сердцем" агрегата DCT М Drivelogic являются два сцепления с масляным охлаждением и сухим картером. Одно из сцеплений предназначено для четных передач (2, 4, 6), другое – для нечетных (1, 3, 5, 7), а также для передачи заднего хода.
Во время движения автомобиля одно из сцеплений находится в замкнутом состоянии, другое – в разомкнутом. При разгоне или переключении "вниз" происходит поочередная работа сцеплений – одно за другим. Затем, при переключении передач, первое сцепление размыкается, в то время как второе замыкается. Это обеспечивает абсолютно плавное, комфортное, и, что не менее важно, быстрое переключение без малейшего разрыва потока мощности.
Такое взаимодействие двух сцеплений обеспечивает беспрецедентный темп переключения передач, в частности, из-за того, что система управления предварительно выбирает следующую передачу, идеально согласованную с условиями работы двигателя и скоростью движения автомобиля, и держит эту передачу наготове к немедленному включению.
При выборе следующей передачи, которую будет необходимо включить, система управления, естественно, принимает во внимание текущие условия движения. В зависимости от положения педали акселератора, оборотов двигателя, скорости движения и выбранной программе переключения система оценивает, какого ускорения ожидает водитель или, наоборот, насколько он хочет снизить скорость. Действуя в такой интеллектуальной манере, система управления постоянно осуществляет превентивные шаги, необходимые для гармоничного продолжения действий, заданных водителем. Поэтому даже в случае резкого изменения стиля вождения, она переключает передачи соответствующим образом, опять-таки с беспрецедентной скоростью и точностью. Так, например, если водитель неожиданно решил прекратить разгон, коробка передач DCT М Drivelogic обеспечит передаточное отношение, необходимое для новых условий, действуя также быстро и эффективно, как традиционная автоматическая коробка передач последних поколений, способная работать в очень динамичных режимах.
В качестве демпфера крутильных колебаний используется двухмассовый маховик; два сцепления приводятся в действие интегрированным гидроприводом. Система смазки с сухим картером, в свою очередь, гарантирует высочайшую надежность и долговечность агрегата в течение всего срока службы автомобиля.
В зависимости от характера дороги и ее вертикального профиля моменты переключения передач в коробке передач DCT М Drivelogic на основе сигналов от датчика уклона изменяются. Это означает, что моменты переключения передач для движения на подъем и под уклон отличаются от тех, что используются на ровной горизонтальной дороге. При движении, например, на подъеме эта функция предотвращает постоянное переключение передач, характерное для обычных автоматических передач, когда происходит постоянный переход "вверх" и "вниз". И, наоборот, при движении под уклон коробка передач DCT М Drivelogic дольше удерживает включенными пониженные передачи, чтобы эффективно использовалось торможение двигателем. Ну и последнее по счету, но не по важности – в автоматическом режиме работы коробки передач система управления автоматически выбирает алгоритм переключений в зависимости от крутизны подъема.
Полностью новая ходовая часть обеспечивает выдающийся комфорт, наделяя при этом новый BMW 7-й серии неповторимой в сегменте "Люкс" маневренностью. Кроме этого водитель в любое время может решить, какая из этих характеристик для него приоритетна, и соответствующим образом изменить настройку своего автомобиля с помощью системы регулировки динамики движения.
Впервые на седане BMW спереди используется подвеска на сдвоенных поперечных рычагах. Кроме этого облегченная благодаря применению алюминия конструкция обеспечивает повышающее комфорт разделенное функционирование направляющей и амортизационной систем подвески колеса. Амортизаторы, практически полностью свободные от влияния поперечных сил, более мягко реагируют на неровности дорожного полотна. Влияние посторонних сил на рулевое управление также сведено к минимуму. Одновременно с этим кинематика подвески на сдвоенных поперечных рычагах оптимально адаптирует угол развала колес к особенностям дорожного полотна. Таким образом оптимизируется контакт между шинами и дорогой для обеспечения более высокого поперечного ускорения.
Разработанная для нового BMW 7-й серии, запатентованная задняя интегральная 5-рычажная подвеска также выполнена из алюминия. Воздействующие на подвеску колеса динамические и приводные нагрузки поглощаются колесной стойкой, задним подрамником, тремя рычагами и специальным маятниковым рычагом. Благодаря новой электромагнитной опоре маятникового рычага достигаются до этого не совместимые друг с другом характеристики, которые улучшают как динамику автомобиля, так и его комфорт. Благодаря эффективному отделению привода от влияния на него особенностей дорожного полотна подвеска кроме этого обеспечивает первоклассный акустический и ездовой комфорт. Серийная задняя пневматическая подвеска в любых дорожных условиях и при любой загрузке поддерживает постоянный уровень автомобиля. Система мгновенно реагирует на любое изменение загрузки автомобиля и подстраивает уровень отдельно для каждого колеса, так что при перемещении пружин в результате переезда неровностей или наклона в повороте необходима лишь минимальная регулировка. Также серийные безопасные шины позволяют продолжить движение даже при полной потере давления. В зависимости от загрузки автомобиля на них можно проехать до 250 километров. Кроме этого индикатор утечки воздуха в шинах в непрерывном режиме контролирует давление воздуха в шинах и информирует водителя при потере давления более чем на 20 процентов.
Идея повышения степени сжатия бензинового ДВС состоит в снижении средней температуры цикла. Чем ниже температура горючей смеси, тем сильнее ее можно сжать без возникновения детонации. Для этого, прежде всего, изменили систему выпуска, применив настроенные каналы по схеме 4-2-1. При этом выхлопные газы, не мешая друг другу, поочередно выбрасываются в атмосферу. Это улучшает продувку цилиндров, так как количество газов, попадающих в них, уменьшается. Соответственно, газы не повышают температуру горючей смеси. Снижение доли ОГ с 8 до 4% позволяет повысить степень сжатия на три единицы. А непосредственное распыливание бензина в цилиндре, охлаждая воздух, делает возможным увеличить сжатие еще на единицу. Помогают улучшить газообмен система изменения фаз на впускном и выпускном распредвалах. Для меньшего нагрева камер сгорания уменьшили диаметр цилиндров, одновременно увеличив ход поршня. Все эти меры в совокупности привели к повышению крутящего момента на низких оборотах. Японцы называют такой подход downspeeding в противоположность распространенному сейчас downsizing. Экономия топлива и снижение вредных выбросов достигается за счет того, что такой мотор работает на оборотах в среднем на 15% ниже, чем обычный. Японцы утверждают, что их атмосферный Skyactiv-G объемом два литра по экономичности превосходит 1,4-литровый турбирвоанный двигатель.
Данная система в зависимости от скорости движения регулирует рулевое усилие с помощью гидроусилителя Servotronic, угол поворота управляемых колес посредством планетарного механизма на передней оси и впервые угол поворота задних колес - на величину до трех градусов. Угол поворота передних колес также регулируется интегральной системой активного рулевого управления посредством электродвигателя, блок управления которого учитывает полученные от датчиков данные о скорости вращения колес, перемещении рулевого колеса, угловой скорости рыскания и поперечном ускорении кузова и таким образом в любой дорожной ситуации обеспечивает оптимальную работу рулевого управления. На низких скоростях задние колеса поворачиваются в противоположную повороту передних колес сторону, благодаря чему значительно повышается маневренность. В зависимости от скорости это позволяет сократить диаметр поворота автомобиля на максимальные 70 сантиметров. Благодаря уменьшенному усилию для поворота рулевого колеса кроме значительно повышенной маневренности увеличивается и уровень комфорта. На высоких скоростях интегральное активное рулевое управление обеспечивает крайне комфортное и уверенное поведение автомобиля при смене полосы движения и при прохождении поворотов. Задние колеса поворачиваются в том же направлении, что и передние колеса.
Единственная в мире комбинация из активного рулевого управления и задних управляемых колес в равной мере повышает комфорт и маневренность автомобиля. Кроме увеличенной стабильности при быстрой смене направления движения активное рулевое управление повышает устойчивость автомобиля при торможении. Благодаря соединению рулевого управления с датчиками системы динамической стабилизации при торможении на дороге с разным покрытием путем целенаправленного подруливания предотвращается срыв автомобиля в занос.
В данной статье были рассмотрены лишь некоторые нововведения в улучшении эксплуатационных свойств автомобиля. В современных реалиях и повышенных требованиях к безопасности, как экологической, так и безопасности человека, все системы автомобиля подвергаются изменениям и улучшениям. Но не стоит забывать и о том, что большое влияние на эксплуатационные свойства автомобиля оказывает состояние дорожных и погодных условий, а так же все участники дорожного движения. Безопасное и экономичное вождение автомобилей, наряду с совершенствованием их конструкции и улучшением качества дорог, зависит от профессионального мастерства водителей, их знаний и практических навыков.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Бюллетень транспортной информации. – М., 2004. - №001. – С. 21-306.
2.Место транспорта России в мировой транспортной системе. // Экономика и жизнь. – 2007. - №15. Плужников К.И.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА 3
Абаров Е., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 3
ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА 10
Бочкарев Р., Нефатенков М., студенты филиала ФГБОУ ВПО МГИУ» в г. Вязьме 10
О ПЕРСПЕКТИВАХ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И НАНОМАТЕРАЛОВ 26
В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 26
Воронова О. Н., старший преподаватель филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, Кулова Л. М., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 26
ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА 30
Зикеева Е.В. доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к. с.-х. н., доцент 30
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СТАНДАРТЫ НА ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ АВТОМОБИЛЯМИ 39
Зикеева Е.В. доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к. с.-х. н., доцент 39
Балабин К.В., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме. 39
ПЕРСПЕКТИВЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА РОССИЙСКИХ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ 43
Зикеева Е.В. доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к. с.-х. н., доцент, Садкевич А.М., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 43
УСИЛИТЕЛИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ И ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ 50
Игнатенков В., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 50
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ: ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ПЛАНЫ НА БУДУЩЕЕ 54
Кузьменков Е.А. студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 54
РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЕЙ 58
Маргиева Г. И., ст преподаватель филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в 58
г. Вязьме, Зеленков Р., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 58
ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ 64
Маргиева Г. И., ст преподаватель филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, Яровой И. , студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 64
ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ – ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОСНОВА РАЗВИТИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ 73
Морозов С. М., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к т н, доцент, Морозов М. С., аспирант НИЦ «Курчатовский институт» 73
МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ ПЛОТНЫЙ ГРАФИТ НА ОСНОВЕ КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА 76
Морозов С. М., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к т н, доцент, Морозов М. С., аспирант НИЦ «Курчатовский институт» 76
ПРИМЕНЕНИЯ СИЛИЦИРОВАННОГО ГРАФИТА В МАШИНОСТРОЕНИИ 80
Морозов С. М., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к т н, доцент, Морозов М. С., аспирант НИЦ «Курчатовский институт» 80
НАНОТЕХНОЛОГИИ: ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА 82
Осипян В. Г., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к т н 82
ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ БИОДИЗЕЛЯ 86
Осипян В. Г., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к т н, Котов А., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 86
НАНОТЕХНОЛОГИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ 90
Осипян В. Г., доцент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, к т н, Смирнов Д., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 90
ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОГО ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА 95
Романьков А., Немилостивый И., студенты филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 95
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ 105
Улизько Д., Федин Н., студенты филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 105
УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ 112
Хан В. В., ассистент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме, Филиппов Д., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме 112
СОДЕРЖАНИЕ 119
|
