Научный архив: статьи

В данной работе представлены результаты новаторского исследования, направленного на повышение эффективности жидкостных подшипников скольжения путем применения кавитационно-волновой технологии обработки смазочной среды. Описана уникальная методика создания газогидродинамического потока в специально разработанном модельном устройстве, имитирующем гидродинамическую канавку упорного подшипника скольжения. Эта модель позволила детально изучить процессы, происходящие в подшипнике при воздействии кавитации. В ходе экспериментов были установлены важные закономерности, характеризующие изменения структуры газожидкостных потоков, распределение статического давления (разряжения) вдоль канала, расход смазки и интенсивность звуковых колебаний. Исследовано влияние таких параметров, как входное давление, расход балластной жидкости и подача воздуха в систему. Проведенный анализ позволил определить оптимальные значения этих параметров для достижения наилучших характеристик смазочного слоя. Результаты показали, что существует определенный, оптимальный для данной конструкции уровень входного давления, расхода балластной жидкости и воздуха, при котором статическое давление газожидкостной среды в канале модельного устройства распределено наиболее равномерно по длине, а звуковые колебания, отражающие эрозионное воздействие кавитации, достигают минимальных значений. Важным наблюдением стал эффект отсутствия снижения расхода жидкости при возникновении кавитации и введении балластной воды и воздуха. Это открывает перспективы применения искусственной кавитации и воды в качестве смазки для повышения работоспособности жидкостных подшипников скольжения, что может превзойти традиционные методы смазывания и материалы. Полученные данные являются основой для дальнейших исследований в области разработки подшипников с улучшенными характеристиками

В данной работе представлена математическая модель для анализа работы модифицированного радиального подшипника скольжения, функционирующего на истинно-вязком смазочном материале. Модифицированная конструкция подшипника отличается нестандартным профилем опоры подшипниковой втулки и наличием полимерного покрытия с осевой канавкой на поверхности вала. Разработанная математическая модель учитывает ключевые факторы, влияющие на работу подшипника: вязкость смазочного материала, параметры конструкции подшипника (включая геометрические характеристики полимерного покрытия с канавками и форму опорного профиля втулки), а также влияние тепловых и механических нагрузок на величину рабочего зазора. Для моделирования гидродинамических процессов в смазочном слое использованы методы вычислительной гидродинамики и численные методы, позволившие получить детальные данные о распределении давления и скорости. В основе математической модели лежат уравнение движения жидкого смазочного материала в приближении «тонкого слоя» и уравнение неразрывности. Валидация модели проведена путем сопоставления результатов расчетов с данными лабораторных испытаний, что подтверждает ее адекватность и применимость для анализа и оптимизации характеристик подобных подшипниковых узлов. Результаты исследования подчеркивают значительную роль ширины канавки в полимерном покрытии и адаптации профиля опорной поверхности под реальные условия эксплуатации. Полученные данные могут быть использованы для проектирования и оптимизации подшипниковых узлов с улучшенными характеристиками трения.

Для повышения эффективности методов электролитно-плазменной обработки разработаны режимы, основанные на использовании управляемых импульсов. Режимы реализуются за счет чередования импульсов высокого напряжения, соответствующего электролитно-плазменной области, и бестоковых пауз между ними. В начальный момент включения импульса высокого напряжения действует электрохимический процесс (в стадии формирования парогазовой оболочки). Повышение эффективности импульсного процесса достигается за счет интенсивного съема металла при протекании электрохимического процесса и оптимизации продолжительности электролитно-плазменного процесса, при котором обеспечивается высокое качество поверхности. По результатам исследований установлено, что разработанный импульсный метод за счет совмещения преимуществ как электролитно-плазменного, так и электрохимического процессов обеспечивает формирование поверхности с более гладким и пологим профилем микронеровностей по сравнению с традиционной электролитно-плазменной обработкой на постоянном токе. Наличие электрохимической составляющей приводит к преимущественному растворению высоких выступов и интенсивному сглаживанию неровностей, что способствует снижению угла наклона профиля и уменьшению количества выступов на единицу длины (параметр HSC). Акцентированное растворение выступов в импульсном процессе, по сравнению с обработкой на постоянном токе, подтверждается динамикой изменения параметра Rsk, определяющего асимметричность профиля (преобладание выступов или впадин) — для импульсного режима параметр Rsk выше, что свидетельствует о более интенсивном сглаживании выступов.

В данной научно-теоретической работе представлена концепция модульной тормозной системы низкого давления для железнодорожного подвижного состава. Эта система предназначена для эффективного регулирования скорости движения и надежного удержания состава на месте в течение длительного времени. Проведен анализ существующих тормозных систем, используемых в современных грузопассажирских перевозках. Рассмотрено их историческое развитие, выявленные недостатки и современные подходы к модернизации, применяемые различными производителями. Разработанная тормозная система получила название «модульная тормозная система» (МТС). Она отличается использованием для создания тормозного нажатия мощной сжатой пружины, а ее поворотом достигается плавное изменение тормозной силы. Существенное преимущество МТС — работа при пониженном давлении. Это не только снижает интенсивность износа компрессорного оборудования, что приводит к уменьшению эксплуатационных расходов, но и способствует существенной экономии энергоресурсов, что полностью соответствует современным мировым тенденциям в области энергосбережения. Модульная конструкция системы обеспечивает возможность интеграции в существующие системы как грузового, так и пассажирского подвижного состава. При этом сохраняется важная функция автоматического срабатывания в случае несанкционированного расцепления вагонов, что гарантирует высокий уровень безопасности.

В статье предложена и верифицирована концепция системы типа Component-in-the-Loop (CiL), предназначенной для лабораторных виртуально-физических испытаний автомобильных комбинированных (гибридных) энергоустановок (КЭУ). Особенностью концепции является модульная архитектура с унифицированными способами взаимодействия между физической и виртуальной частями системы, а также между виртуальными компонентами. Основу виртуальной части CiL-системы составляет модель трансмиссии, тип которой может быть выбран в зависимости от схемы исследуемой энергоустановки. Взаимодействуя с установленными на стенде силовыми агрегатами посредством динамометров, модель согласует их нагрузочные режимы в соответствии с имитируемыми режимами функционирования КЭУ и движения автомобиля. Данный подход позволяет строить масштабируемые CiL-системы для энергоустановок с произвольным числом агрегатов. Верификация концепции выполнена посредством вычислительных экспериментов с математической моделью CiL-системы на основе КЭУ Toyota Hybrid System с двухпоточной бесступенчатой трансмиссией. Результаты моделирования показывают, что CiL-система адекватно воспроизводит работу КЭУ в заданных режимах движения автомобиля, а ее управляющая структура функционирует в соответствии с заложенными принципами и является устойчивой.

Рассматриваются математические и компьютерные модели, которые могут быть использованы при анализе долговечности элементов тормозных систем железнодорожного подвижного состава и систем «токоприемник - контактный провод». Представлена теоретическая модель, позволяющая оценивать значения температур, возникающих в элементах конструкции колодочного тормоза при длительном торможении. Выполнен конечно-элементный анализ пластических деформаций, возникающих в деталях дискового тормоза при его включении. Разработана связанная конечно-элементная модель взаимодействия токосъемной вставки и контактного провода, позволяющая определять температуры и механические напряжения в них при перемещении транспортного средства.

В настоящей статье представлены результаты, служащие методической основой при создании цифрового двойника маслоохладителя системы смазки дизельного двигателя. На первом этапе проведена декомпозиция маслоохладителя на отдельные узлы, а также созданы математическая и компьютерная модели узлов маслоохладителя системы смазки двигателя. На втором этапе проведено численное моделирование гидродинамических и тепловых процессов при работе узлов маслоохладителя с целью верификации и валидации моделей с привлечением экспериментальных данных. На основе результатов расчетов выработаны рекомендации по повышению точности построения математической и компьютерной модели цифрового двойника маслоохладителя, а также предложены подходы к усовершенствованию конструкции.

В статье рассматриваются методические подходы к оценке экономического эффекта от эксплуатации грузовых железнодорожных восьмиосных вагонов нового поколения. Отмечено, что изменение количества осей грузового вагона приводит к изменению трудоёмкости его осмотра в пути следования, что приводит к изменению расходов владельца инфраструктуры. Повышение массы грузовых поездов, вызванное увеличением грузоподъёмности восьмиосных вагонов нового поколения, предъявляет новые требования к магистральным локомотивам, так, увеличение массы поезда на Восточном полигоне свыше 7100 т приводит к необходимости использовать дополнительную секцию существующих серий локомотива или новый, более мощный локомотив. Этот фактор существенно влияет на себестоимость грузовых перевозок, что целесообразно учитывать при определении экономического эффекта от эксплуатации грузовых вагонов повышенной грузоподъёмности и осности. Также в статье отмечается, что внедрение грузовых вагонов нового поколения оказывает влияние на экономический результат не только владельца инфраструктуры и владельца (оператора) подвижного состава, но и компании-грузовладельца, приводятся предложения по оценке экономического эффекта для компании-грузовладельца.

В статье рассматриваются особенности развития предприятий транспортного машиностроения в условиях современных вызовов, включая необходимость технологической независимости, цифровой трансформации, а также повышения эффективности и рентабельности их деятельности. Учитывая отраслевую специфику, показана ограниченность применения универсальных организационно-экономических подходов. Обоснована необходимость формирования системы организационно-экономических механизмов, адаптированных к многоуровневой природе управления отраслью.

Предложена и обоснована собственная система организационно-экономических механизмов по уровням экономики (макро- и микроуровень), обеспечивающая координацию инструментов государственной политики, инновационного развития, цифровизации, кадрового и институционального обеспечения.

Научная новизна исследования заключается в интеграции технологических и управленческих аспектов развития отрасли в рамках комплексного подхода к развитию предприятий транспортного машиностроения.

В статье рассмотрены перспективы развития транспортно-логистического комплекса Российской Федерации с позиции оценки уровня конкурентоспособности возможностей транспортной инфраструктуры и ее интеграции в международную транспортную систему. Россия как один из крупнейших экономических и геополитических участников международного сообщества играет стратегическую роль в этой системе. Оценка ее конкурентоспособности в международном транспортном сообщении представляет собой сложную задачу, включающую в себя анализ различных аспектов, таких как инфраструктура, эффективность логистики, доступность рынков и тарифные политики.

В статье рассмотрены подходы к трактовке понятия платформенная экономика, указано, что сегодня платформенную экономику следует понимать как новую форму организации хозяйствования на базе взаимодействия отдельных субъектов рыночных отношений и потенциала новых цифровых технологий; приводится авторское определение, которое базируется на понимании платформенной экономики как новой бизнес- модели; в статье рассматриваются возможности использования платформенных решений для развития рынка услуг беспилотных авиационных систем, даётся систематизация примеров использования гражданских беспилотных авиационных систем на различных отраслевых рынках; описывается состояние российского рынка услуг беспилотных авиационных систем; предлагается авторская концепция создания цифровой платформы для рынка данного вида услуг, описываются основные элементы цифровой платформы для рынка услуг беспилотных авиационных систем.

В настоящей статье представлено исследование всех ступеней влияния «мягкой силы» отчётов об устойчивом развитии на предприятия железнодорожной отрасли. В качестве примера, на котором рассматривалось влияние «мягкой силы», был взят холдинг ОАО «РЖД» - лидер пассажирских перевозок в России.