Разработка Екатерины Шаталовой: опыт управления однородностью газовоздушной смеси

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет принял участие в VI Международном транспортном фестивале «ТранспортФест». В рамках деловой программы 23 мая студенты и преподаватели автомобильно-дорожного факультета выступили с докладами, представили свои проекты и научно-исследовательские работы.

На технологической сессии Детского автомобильного форума (ДАФ-2025) студент Михаил Сметанин представил разработку элементов силовой рамы для специального транспорта, выполненную под руководством доцента кафедры технической эксплуатации транспортных средств Сергея Воробьёва.

«Компания "Кистоун Авто", которая является дистрибьютором грузовых транспортных средств марки "АЛТАЙ", поставила техническую задачу: разработать силовую раму транспортного средства категории № 2 общей грузоподъёмностью 12 тонн, предназначенную для установки специальных мусоросборочных надстроек. Коллектив кафедры выполнил работу по конструированию силовой рамы. Результаты внедрены в производственный процесс, и вскоре мы увидим данные машины на улицах нашего города», – сказал Сергей Воробьёв.

С докладом «Безопасность, долговечность, сохраняемость, ремонтопригодность тяговой АКБ на примере транспортного средства категории № 2» выступили студенты Алёна Исаева, Дмитрий Александров, Анастасия Тихомирова и Андрей Гарин (руководитель – аспирант Евгений Трофимов).

Как объяснила Анастасия Тихомирова, тяговая АКБ – это аккумуляторная батарея, предназначенная для обеспечения постоянной работы транспортного средства. В отличие от стартерных аккумуляторных батарей, она рассчитана на глубокие разряды (длительную работу) и многократные циклы заряда. Транспортное средство категории № 2 представляет собой грузовой автомобиль полной массой от 3,5 до 12 тонн.

«Автомобильный транспорт остаётся главной опасностью на дорогах, ежедневно случается множество аварий. С учётом роста числа электромобилей и активного развития инфраструктуры для электротранспорта актуальность нашего проекта заключается в безопасности и эксплуатационной надёжности таких автотранспортных средств, повышении срока службы аккумуляторной батареи и удобства её обслуживания. Мы успешно занимаемся переоборудованием транспортного средства на электротягу, ранее уже были произведены автомобили "Элетромус" и электроэвакуатор на базе MAN TGL 12.250», – сообщила Анастасия Тихомирова.

С докладом «Повышение эффективности применения природного газа как моторного топлива в газодизельном двигателе» выступили студенты Мария Раски и Екатерина Шаталова.

«На нашем факультете ведутся научные разработки, связанные с применением альтернативных видов топлива. Мы начали изучать использование природного газа как моторного топлива в газодизельном двигателе с сентября 2024 года. Расширение применения природного газа в качестве моторного топлива является актуальной темой, и, согласно энергетической стратегии Российской Федерации до 2050 года, объём потребления природного газа (метана) должен увеличиться в 15 раз. В России газовые автобусы становятся все более распространёнными, так как производители стремятся снизить выбросы и повысить экологическую устойчивость общественного транспорта. В процессе изучения данной темы мы выявили несколько проблем, связанных с использованием газодизельных двигателей. К основным проблемам относятся низкая эффективность и повышенный расход топлива», – сообщила Екатерина Шаталова.

Для повышения эффективности газодизельных двигателей студенты предложили следующие подходы:

• увеличение однородности смеси: оптимизация процесса смешивания газа и воздуха может привести к более полному сгоранию и снижению потерь энергии;
• снижение потерь газа при перекрытии клапанов: улучшение конструкции клапанов и системы управления может уменьшить утечки и повысить общую эффективность работы двигателя;
• переход на газодизельный цикл: изучение и внедрение газодизельного цикла, который сочетает преимущества как газового, так и дизельного топлива, может значительно повысить эффективность и снизить расход.

Молодые исследователи уверены: эти меры способны улучшить работу газодизельных двигателей и помогут более широкому внедрению природного газа в качестве альтернативного моторного топлива.

Архитектура построения устойчивой транспортной системы на основе планово-цикличной стратегии развития находится в центре внимания студента Ивана Бешенцева (руководитель проекта – заместитель начальника управления информационных технологий и интеллектуальных систем СПб ГУП «Горэлектротранс» Александр Фигичев).

«Понятие устойчивой транспортной системы неразрывно связано с планово-цикличной стратегией развития. Устойчивость подразумевает под собой отлаженное взаимодействие всех элементов транспортного каркаса города – поясов городской застройки, инфраструктуры, коридоров и маршрутов. Для удобства они сведены мной в одну пирамиду. Каждый уровень имеет собственное целеполагание и принимает на себя определённую транспортную нагрузку. Таким образом, система в целом устойчива, а чтобы поддерживать эту устойчивость в долгосрочном эквиваленте, необходимо применить планово-цикличную стратегию развития. То есть ежегодно вводятся заранее определённые, необходимые для устойчивого развития объёмы инфраструктуры – в первую очередь для электрического транспорта», – объяснил студент.

По мнению Ивана Бешенцева, цикличность касается проведения ремонтных работ: каждый объект инфраструктуры имеет определённый жизненный цикл, который оценивается исходя из загружённости инфраструктуры. В Петербурге этот цикл составляет 25 лет, и каждый год происходит обновление 24 км инфраструктуры для электротранспорта (всего у нас её 600 км). Если ремонтировать меньше – износ инфраструктуры будет неприемлемым для текущей эксплуатации. Если больше – это негативно скажется на транспортной ситуации.