Размер
A A A
Цвет
Ц Ц Ц Ц Ц
Разрядка
ИИ И И И И
Изображения
нет Ч/Б Цв.
27 января 2021 | неделя четная

Проект «Разработка и создание программно-аппаратного СВЧ-плазменного комплекса для мониторинга, контроля и безопасной эксплуатации маслосистемы двигателей наземного и воздушного назначений»

Проект ИРНИТУ «Разработка и создание программно-аппаратного СВЧ-плазменного комплекса для мониторинга, контроля и безопасной эксплуатации маслосистемы двигателей наземного и воздушного назначений» стал победителем Федеральной целевой программы по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы с общим объемом бюджетного финансирования 100 млн рублей. Индустриальным партнером проекта выступает автомобильная корпорация ПАО «КАМАЗ», которая обеспечивает внебюджетное софинансирование в размере 30 млн руб.




За три года авторский коллектив ученых ИРНИТУ планирует создать  мобильный программно-аппаратный СВЧ плазменный комплекс и разработать уникальные технологии диагностики (с достоверностью не менее 90%) узлов трения двигателей и гидросистем, позволяющие прогнозировать техническое состояние узлов и механизмов независимо от типов развивающихся дефектов в автомобильных двигателях «КАМАЗ». Данная технология может быть расширена для диагностики двигателей и гидросистем широкого назначения (авиационных, железнодорожных, корабельных, нефте- и газоперекачивающих станций и т.д.);

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 18 июня 2019 г № 075-15-2019-1369 с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» в период с 31.05.2018 г по 30.11.2020 г выполнен комплекс прикладных научных исследований и экспериментальных разработок по созданию СВЧ-плазменного комплекса для анализа технических жидкостей, используемых в наземном и воздушном транспорте, а также экспериментального образца бортового датчика регистрации концентрации и размеров частиц износа в моторном масле двигателя КАМАЗ.

Для решения этой задачи необходимо было разработать эскизную конструкторскую документацию, изготовить составные части комплекса, провести исследовательские испытания на стендах, разработать программное обеспечение для управления комплексом и обработки данных. На завершающем этапе проекта были проведены работы, касающиеся решения методических задач и оценки эффективности использования СВЧ-плазменного комплекса для диагностики двигателя, трансмиссии и гидросистемы автомобиля.

На первом этапе

  • было проведено математическое моделирование течения плазменного газа в плазмотроне циклонного типа;
  • изготовлен стенд для ресурсных испытаний УЗ системы распыления и измерений параметров распыленной жидкости;
  • изготовлен стенд для оптимизации элементов СВЧплазменного комплекса;
  • разработан и изготовлен экспериментальный образец датчика бортовой системы регистрации концентрации и размеров частиц износа;
  • совместно с ИТЦ ПАО "КАМАЗ" разработан и изготовлен стенд для исследования наработки частиц износа в моторном масле двигателя КАМАЗ.

На втором этапе:

  • проведено математическое моделирование изгибных процессов распыляющей иглы, при воздействии ультразвуковых колебаний;
  • проведено математическое моделирование изгибных процессов распыляющей иглы, при воздействии ультразвуковых колебаний;
  • разработан и изготовлен стенд для оптимизации конструкции системы регистрации и выделения импульсного сигнала СВЧ плазменного комплекса;
  • изготовлен экспериментальный образец малогабаритного монохроматора для СВЧплазменного комплекса;
  • разработан и изготовлен экспериментальный образец СВЧплазменного комплекса;
  • разработан алгоритм работы и программное обеспечение для управления СВЧплазменным комплексом и его системами;
  • разработана база данных для хранения, обработки и систематизации диагностической информации;
  • проведено исследование частиц износа пар трения методами электронной и зондовой микроскопии и методами рентгенофазового и рентгенофлюоресцентного анализа;
  • разработан и изготовлен испытательный стенд для исследования наработки частиц износа в гидросистеме автомобиля КАМАЗ;
  • разработан и изготовлен распылитель вязких жидкостей с заданными параметрами;
  • индустриальный партнер за счет собственных внебюджетных средств разработал технологические регламенты по оценке состояния двигателя, трансмиссии, гидросистемы и технического обслуживания автомобилей.

На третьем этапе:

  • определены аналитические возможности СВЧ-плазменного комплекса с оценкой влияния передаточной функции на аналитический сигнал;
  • определены критерии параметров частиц изнашивания, характерные для различных типов износа деталей двигателей внутреннего сгорания;
  • изготовлены стандартные образцов на основе натуральных частиц изнашивания различных типов двигателей для градуировки СВЧ-плазменного комплекса;
  • разработана усреднённая статистическая эталонная модель «исправного автомобильного двигателя»;
  • разработаны критерии определения остаточного ресурса двигателя;
  • разработан алгоритм и программное обеспечение по автоматизированному принятию диагностического решения;
  • разработано методическое руководство по диагностике двигателей, узлов и механизмов, по параметрам частиц изнашивания;
  • разработан проект ТЗ на проведение ОКР на тему: "Программно-аппаратный СВЧ-плазменный комплекс для измерения частиц изнашивания в смазочных жидкостях";
  • разработаны предложения и рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов проекта, вовлечению их в хозяйственный оборот;
  • разработаны учебно-методические материалы по дисциплине «Современные методы диагностики системы смазки и прогнозирование эксплуатационного ресурса двигателей различного назначений» по направлению бакалавриата 25.03.01 – "Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей";
  • разработана схема передачи данных с бортового датчика автомобиля в точки сбора данных;
  • индустриальный партнер ПАО "КАМАЗ" за счет собственных внебюджетных средств провел оценку эффективности системы диагностирования с использованием данных СВЧ-плазменного комплекса двигателей внутреннего сгорания, трансмиссии и гидросистемы.

При этом были достигнуты следующие значения показателей результативности:

    Опубликовано 8 научных работ по результатам проекта в научных журналах, индексируемые в базе данных Scopus и в базе данных «Сеть науки» (WEB of Science).

  1. Drokov V.G, Drokov V.V., Ivanov N.A., Myrishenko V.V.¹, Skudaev Y.D., Hodunaev A.Y. Development of microwave plasma method for measurement of wear particle parameters in lubricant oil samples from aircraft gas turbine engines. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 560 (2019) 012059, doi:10.1088/1757-899X/560/1/012059.
  2. V V Drokov, V Vl Drokov, A D Kazmirov, A Y Hodunaev. Monte-Carlo Simulation of the Filtration Processes of Metallic Discrete Impurity in Oil System of Gas-Turbine Aircraft Enginesю. Advances in Engineering Research, 2019, V.188, P 86-90.
  3. A Y Hodunaev, V G Drokov, V V Drokov, V V Murishenko. Automated defect detection in oil-lubricated parts and units of D30KP/KP-2 aircraft gas turbine engines by results of microwave plasma method. Journal of Physics: Conference Series 1384 (2019) 012017 doi:10.1088/1742-6596/1384/1/012017.
  4. V G Drokov, V V Drokov, N A Ivanov, V V Myrishenko, Y D Skudaev and A Y Hodunaev. Technical state evaluation of oil-lubricated parts and units of aircraft gas turbine engines using microwave plasma method. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 560 (2019) 012058, doi:10.1088/1757-899X/560/1/012058.
  5. V G Drokov, V V Drokov, A E Kaloshin, Y D Skudaev, V V Myrishenko and A Y Hodunaev. Ultrasonic sprayer of liquid samples for atomic-emission microwave plasma analyzer. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 560 (2019) 012060. doi:10.1088/1757-899X/560/1/012060.
  6. V V Drokov, V Vl Drokov, A D Kazmirov, A V Sinitskaya, N A Ivanov and A Y, Hodunaev. Separation of analytical signal for atomic-emission microwave plasma measurements. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 860 (2020) 012034. doi:10.1088/1757-899X/860/1/012034.
  7. A Y Hodunaev. Wear evaluation methods for friction units of aircraft GTE oil systems: the on-line methods. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 860 (2020) 012036. doi:10.1088/1757-899X/860/1/012036.
  8. A Y Hodunaev. Wear evaluation methods for friction units of aircraft GTE oil systems: the lab-based methods. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 860 (2020) 012037. doi:10.1088/1757-899X/860/1/012037.

Зарегистрировано 7 объектов РИД:

  1. Патент №2711372 от 16.01.2020 г. на изобретение "Способ измерения размера капель масла", РФ.
  2. Патент №187161 от 21.02.2019 г. на полезную модель "Ультразвуковой распылитель", РФ.
  3. Патент №193338 от 24.10.2019 г. на полезную модель "Ультразвуковой распылитель", РФ.
  4. Патент №193261 от 21.10.2019 г. на полезную модель "Ультразвуковой распылитель вязких жидкостей", РФ.
  5. Свидетельство о гос.регистрации №2019662642 от 27.09.2019 г. на программу для ЭВМ "Программа для измерения капель 1.0.0", РФ.
  6. Патент №201278 от 23.09.2020 г. на полезную модель "СВЧ-плазмотрон с подогревом распыляемого вязкого масла", РФ.
  7. Заявка №2020665125 от 26.11.2020г. на программу для ЭВМ "Программа автоматизации оптического датчика частиц", РФ.