AP15473335 «Разработка и исследование ультразвукового метода очистки выхлопного газа двигателей внутреннего сгорания транспортной техники» н.р. Сарсембеков Б.К.
Гипотеза исследования — возможность очисти выхлопных газов за счет действия ультразвукового излучателя расположенного в глушителе автомобиля и увеличение гидродинамической коагуляции выхлопных газов ДВС автомобиля.
Актуальность исследования определяется отсутствием таких конструкции и методики их исследования.
Целью исследования является получение результатов, позволяющих осуществлять расчет, конструирование ультразвукового автомобильного глушителя и разработку его опытного образца.
Полученные результаты:
– сделан полноразмерный ультразвуковой автомобильный глушитель. Ультразвуковой автомобильный глушитель изготовлен из полипропиленового корпуса, вмонтированного в него ультразвукового оборудования. Экспериментальный ультразвуковой глушитель состоит из: входного патрубка, корпуса глушителя, лазера для определения плотности газа, выпрямителя на 12В, датчика температуры, влагомера, ультразвукового генератора, выходного патрубка, продольного ультразвукового излучателя, термометр-гигрометра, съемного поддона, микроскопа;
— проведены эксперименты. По результатам стендовых, лабораторных и физико-технических экспериментов определены эмпирические закономерности влияния ультразвука на выхлопной газ транспортной техники. С целью установления закономерности изменения критерия оптимальности K от величин f, ω и соотношения f/ω на созданном ультразвуковом автомобильном глушителе были проведены экспериментальные исследования. Определялся состав газов, дымность в процентном соотношении до и после очистки ультразвуком;
— получены экспериментальные данные изменения дымности, концентрации вредных выбросов за счет применения ультразвука, коэффициент коагуляции. В процессе эксперимента на первом этапе определялось содержание CH, СО, CO2, О2 в выхлопном газе автомобиля в зависимости от оборотов ДВС (1000, 1200, 1400 об./мин) без ультразвука и под воздействием ультразвука на частотах работы ультразвукового генератора 40, 25, 28 кГц. На втором этапе эксперимента определялась дымность, температура и влажность внутри глушителя, скорость движения выхлопного газа, частота в ультразвуковом автомобильном глушителе замеряемая частотомером установленным на расстоянии 150 мм от входа в глушитель, а также расход топлива в зависимости от оборотов коленчатого вала ДВС автомобиля;
— получены зависимости, позволяющие определять весомость ортокинетической и гидродинамической коагуляции, массы частиц осаждаемых в глушителе. В ходе проведения исследования по очистке выхлопного газа автомобилей от вредных примесей и сажевых частиц определена весомость ортокинетической и гидродинамической коагуляции через вероятность коагуляции в зависимости от частоты ультразвукового генератора и частоты вращения коленчатого вала ДВС;
— получены теоретические и экспериментальные зависимости, позволяющие определить эффективные параметры ультразвукового автомобильного глушителя. По экспериментальным результатам изменения соотношения показателей дымности газа (D1/D2) от значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя при частоте ультразвука в 25 кГц, 28 кГц, 40 кГц получены зависимости, позволяющие проверить и определить оптимальные параметры ультразвукового глушителя.
Проведено экспериментальное исследование (Рис.1). Построены диаграммы уменьшения токсичности, графики зависимости осевшей массы сажи от расстояния осаживания, определены основные закономерности движения частиц сажи по горизонтали, подготовлены сравнительные таблицы массы осевшей сажи.
В ходе проведения исследования по очистке выхлопного газа автомобилей от вредных примесей и сажевых частиц определена весомость ортокинетической и гидродинамической коагуляции через вероятность коагуляции в зависимости от частоты ультразвукового генератора и частоты вращения коленчатого вала ДВС.
Исследовательская группа
- Сарсембеков Бауыржан Кобланович – научный руководитель, м.т.н., преподаватель кафедры ТТиЛС.
Индекс Хирша — 1
Author ID в Scopus: 57247269800
ORCID ID: 0000-0002-4815-1823
Публикации научного руководителя:
— статья «Comparison of the efficiency of cleaning the exhaust gas of internal combustion engines of cars with ultrasonic emitters» Authors: Sarsembekov B.K., Sinelnikov K.A., Suyunbaev Sh.M., Kukesheva A.B., Dyusenbaev E.Sh., «Труды Университета» КарТУ имени Абылкаса Сагинова;
— на рецензировании две статьи в журналах, входящие в базу Scopus процентилем более 50.
- Кадыров Адиль Суратович — научный консультант, д.т.н., профессор каф. ТТиЛС.
Индекс Хирша — 7
Researcher ID: W-4738-2018
Author ID в Scopus: 57194507769
http://orcid.org/0000-0001-7071-2300
Публикации научного консультанта:
— на рецензировании две статьи в журналах, входящие в базу Scopus процентилем более 50.
Ожидаемыми результатами являются:
— будет сформирован отчет и руководство пользователя, техническое задание на конструирование ультразвукового автомобильного глушителя очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания транспортной техники;
— будет опубликовано 2 статьи в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50;
— будет получено 1 свидетельство о регистрации прав на объект интеллектуальной собственности в РК. Будет подана заявка на патент «Промышленный образец».
Полученные результаты позволят создать научно-техническое направление по созданию конструктивной и производственной базы для изготовления и внедрения такого оборудования. Кроме того, при развитии этого направления будет расширяться научно-технический и кадровый потенциал нашей организации. Разработанные проекты будут передаваться машиностроительным заводам и автопаркам («Машзавод №1» г. Караганда, ТОО «Автобусный парк №3» г. Караганда) для изготовления и реализации ультразвуковых автомобильных глушителей.
Информация для потенциальных пользователей
Изготовлен полноразмерный ультразвуковой автомобильный глушитель для очистки выхлопного газа автомобилей. Получены теоретические и экспериментальные зависимости, позволяющие определить эффективные параметры ультразвукового автомобильного глушителя.
Область применения
Транспортное машиностроение. Автомобильный транспорт.
АР15473207 «Разработка технологии изготовления бездефектных гомогенных отливок литьем по газифицируемым моделям» н.р. Ковалева Т.В.
Актуальность: в нашей стране используется ряд способов литья: литье в песчано-глинистые формы, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением. Одним из наиболее распространенных и перспективных способов является литье по газифицируемым моделям (ЛГМ). Следует стремиться к уменьшению удельного расхода отливок на производство промышленной продукции. Применение литья по газифицируемым моделям ведет к возрастанию геометрической и размерной точности отливок, металлоемкость снижается, расходы металла и себестоимость – уменьшаются. Расходы на механическую обработку при изготовлении отливок с использованием ЛГМ снижаются примерно на 25% и более в связи с исключением сложной обработки внутренних поверхностей; во многих случаях механическая обработка отливок может быть полностью устранена или сведена до минимума, поэтому зачистка отливок упрощается и выполняется быстрее. Реализация проекта позволит в дальнейшем коммерциализировать полученные результаты на производстве, например, на предприятиях ТОО «Корпорация «Казахмыс», ТОО «КМЗ им. Пархоменко» и др.
Цель проекта: получение плотных и однородных по составу и структуре отливок с низкой себестоимостью с перспективами дальнейшей коммерциализации.
Ожидаемые результаты:
— новый состав пенополистироловой газифицируемой модели с низкой себестоимостью;
— технология изготовления бездефектных отливок с плотной, однородной структурой с использованием новых технологических режимов литья по газифицируемым моделям;
— получение опытной партии отливок, разработанная и согласованная с представителями производства технологическая карта процесса, акт испытания технологии в промышленных условиях.
— будет произведено обоснование оптимального выбора режимов выплавки отливок при ЛГМ; подобраны условия и режимы изготовления плотных однородных по структуре отливок при способе ЛГМ; составлена матрица экспериментов.
На рисунке показаны модель из комплексного полистирола и отливка «Плита броневая» из стали 110Г13Л. (Рисунок 1)
Рисунок 1. Полистироловая модель отливки (а) и отливка «Плита броневая» (б)
Исследовательская группа
- Ковалёва Татьяна Викторовна – научный руководитель, м.т.н., преподаватель кафедры НТМ.
ORCID 0000-0002-1186-1805
Researcher ID A-2567-2017
Scopus ID 57211297553
SPIN-код: 6151-2800
- Исагулов Аристотель Зейнуллинович – научный консультант, д.т.н., профессор кафедры НТМ, исполнительный директор НАО «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова».
ORCID 0000-0003-2174-9072
Researcher ID C-7415-2016
Scopus ID 57211295299
SPIN-код: 3643-2646
Информация для потенциальных пользователей:
Полученные результаты могут быть реализованы в заготовительных цехах машиностроительного производства, теоретические и практические результаты данной работы могут быть использованы в литейном производстве, а также в учебных целях.