Наука

Становление и развитие научных исследований на факультете

Возникнув в трудные годы Великой Отечественной войны, факультет начал готовить кадры в тесном сотрудничестве со специалистами Челябинского тракторного (Кировского) завода, многие из которых были и первыми преподавателями на кафедрах нового вуза.

С 1944 г. по 1947 г., одновременно с работой на заводе, заведовал кафедрой «Танки» выдающийся конструктор танков Николай Леонидович Духов, впоследствии трижды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и пяти Государственных премий, член-корреспондент АН СССР, доктор технических наук. Его соратник и последователь, лауреат Государственной премии, д.т.н., проф. Михаил Федорович Балжи, впоследствии декан факультета, дал новый импульс научному направлению по исследованию и созданию механических импульсных бесступенчатых трансмиссий колесных и гусеничных машин. Его идеи легли в основу многих научных работ, выполненных кафедрой для танкостроительных, автомобильных и тракторных заводов страны. В 70-80-е годы прошлого века уже под руководством к.т.н., доц. Михаила Иосифовича Злотника проведены комплексные исследования гидромеханических передач транспортных машин и гидрообъёмного привода в механизмах поворота быстроходных гусеничных машин. В настоящее время получают творческое развитие исследования их учеников и последователей.

Сейчас кафедра «Колесные и гусеничные машины» под руководством к.т.н., доц. Владимира Николаевича Бондаря продолжает традиции кафедры «Танки» и «Гусеничные машины», идеи основателей кафедры получают творческое развитие в исследованиях их учеников и последователей. Николай Васильевич Филичкин, доцент кафедры, ведёт научную работу по совершенствованию планетарных коробок передач и механизмов поворота перспективных гусеничных машин, основные достигаемые результаты защищены патентами в соавторстве со студентами. Сергей Владимирович Кондаков, профессор кафедры, д.т.н., совместно со студентами и аспирантами занимается вопросами повышения подвижности быстроходных гусеничных машин в повороте. Евгений Ильич Кромский, доцент, к.т.н. разрабатывает новые технологии строительного производства, механизации в строительстве. Им совместно со студентами внедрены в производство несколько образцов строительной техники с использованием виброметода. В этом направлении Евгений Ильич продолжает развивать идей М.Ф. Балжи об импульсных приводах, только не в трансмиссиях транспортных машин, а в приводах строительного и горнодобывающего оборудования.

Другое научное направление кафедры — исследование эксплуатационных свойств, ходовых систем и трансмиссий автомобилей и тракторов. Эти работы начались в послевоенные годы под руководством проф. Михаила Петровича Сергеева и продолжались в дальнейшем под руководством к.т.н., доц. Николая Федоровича Струнникова, в 60- 70-е годы — под руководством к.т.н., доц. Сергея Сергеевича Строева, а затем — д.т.н., проф. Ивана Савватеевича Кавьярова. В эти годы кафедра ведёт работы по доводке и совершенствованию продукции ЧТЗ, Уральского, Ижевского, Курганского автозаводов, заводов автотракторных прицепов.

С середины 80-х годов под руководством д.т.н., проф. Г.Д. Драгунова расширяются работы по повышению ресурса и модификации силовых установок транспортных машин, трансмиссий, тормозных систем. В последнее время на кафедре ведутся исследования антиблокировочных тормозных систем автомобилей, разработаны и проходят испытания оригинальные конструкции коробок передач.

Другим объектом исследований на факультете с первых дней его основания стал двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Направление работы кафедры «Двигатели внутреннего сгорания и электронные системы автомобилей» во многом определяли ЧТЗ, ГСКБ по танковым двигателям и непосредственно Главный конструктор двигателей, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Государственных премий Иван Яковлевич Трашутин. Опираясь на эту поддержку, на кафедре возникла крупная отечественная школа исследователей процессов в двигателях, основателем которой стал известный отечественный ученый д.т.н., проф. Иван Иванович Вибе. Значительный вклад, внесённый им и его учениками в теорию рабочего цикла и создание методов расчёта двигателей на ЭВМ, позволил заметно поднять авторитет кафедры в стране и на международном уровне, расширить научные исследования.

В 70-е годы на кафедре были созданы две отраслевые научно-исследовательские лаборатории:

  • Транспортных дизелей (рук. д.т.н., проф. Геннадий Дмитриевич Драгунов),
  • Газовых конденсатов (рук. д.т.н., проф. Адольф Павлович Ставров).

Они позволили осуществить широкое внедрение работ по совершенствованию процессов топливоподачи, многотопливности двигателей, в том числе работ по организации процессов смесеобразования и воспламенения топливо-воздушных смесей с использованием высоких энергий низкотемпературной плазмы, созданию новых видов топлив на основе газовых конденсатов.

В настоящее время, наряду с продолжением работ по исследованию рабочего процесса, на кафедре развиваются новые направления:

  • по созданию нетрадиционных конструкций бескривошипных поршневых машин (рук. д.т.н., проф. Борис Александрович Шароглазов),
  • разработке распылителей топливных форсунок с тепловой защитой (рук. д.т.н., проф. Евгений Анатольевич Лазарев),
  • развитию химмотологии и новых видов технологических жидкостей (рук. д.т.н., проф. Александр Николаевич Лаврик).

За время существования кафедры (а она была основана в годы Великой Отечественной войны, в 1943) преподавателями, аспирантами и сотрудниками кафедры подготовлено и защищено более 40 кандидатских диссертаций и 8 докторских. В том числе в декабре 2008 года защитил докторскую диссертацию В.Е. Лазарев, научные изыскания которого посвящены повышению работоспособности дизеля при форсировании, снижению тепломеханической нагруженности элементов внутрицилиндрового пространства. С октября 2010 года он возглавляет кафедру ДВС. Многие из результатов НИР кафедры внедрены в производство.

Кафедра принимает активное участие в нацпроекте ЮУрГУ по энегросбережению.

Кафедра «Автомобильный транспорт» начала свою научную деятельность в начале 60-х годов под руководством к.т.н., доц. Льва Григорьевича Анискина с разработки систем воздушного обогрева автомобилей, получивших всесоюзную известность. Большой вклад внесла кафедра в развитие технической диагностики автомобилей как науки. В 70 - 80-х годах по документации, разработанной на кафедре под руководством к.т.н., доц. Л.Г. Анискина, а в дальнейшем — д.т.н., проф. Валерия Никифоровича Прокопьева, серийно выпускались более десяти модификаций диагностических стендов для автомобилей, многие из которых удостоены медалей и дипломов на Всесоюзных и Международных выставках. Эти работы продолжаются и сегодня, реализуясь в разработках компьютеризированных линий диагностирования автомобилей.

Одновременно на кафедре уже более 30 лет существует и развивается научная школа гидродинамической теории смазки, руководимая д.т.н., проф. В.Н. Прокопьевым, а в настоящее время Ю.В. Рождественским,  работает вузовско-академическая лаборатория триботехники. Разработанная здесь гидродинамическая теория смазки сложнонагруженных опор скольжения получила широкую известность в нашей стране и за рубежом. Кафедра являлась организатором многих Всесоюзных и Международных конференций, в том числе вех, начиная с первого (1987г.) Всемирных трибологических конгрессов в Лондоне, Вене, Вашингтоне и Киото. На базе разработанной теории созданы и защищены патентами программные средства и оригинальные конструкции трибосопряжений поршневых и роторных машин. В настоящее время кафедру возглавляет д.т.н. профессор Юрий Владимирович Рождественский, научные работы которого являются дальнейшим развитием теории сложнонагруженных подшипников скольжения, в частности двигателей внутреннего сгорания. В последнее время на кафедре защищены кандидатсткие диссертации Фишером А.С. и Левановым И.Г.

Другое направление, которым руководит к.т.н., доцент Н.К. Горяев, связано с исследованием пассажирских и грузовых перевозок, с регулированием рынка транспортных услуг и логистическими системами транспортного комплекса.

Кафедра сотрудничает с предприятиями Газпрома, администрациями Челябинска и области, Российской транспортной инспекцией. В 1999 г. специалисты кафедры разработали «Комплексную программу повышения безопасности дорожного движения в Челябинской области» на 2000–2003гг.

Научный потенциал факультета на протяжении всей его истории позволял решать крупные народно-хозяйственные задачи. Современное состояние научных исследований на кафедрах, развитие научных школ нашло отражение в статьях сотрудников автотракторного факультета в юбилейных изданиях «Вестника ЮУрГУ» (2003, 2008), в книгах «Учёные ЮУрГУ», «Конструктор танковых дизелей И.Я. Трашутин» (2006), «Мы с автотракторного факультета» (2003), « Конструктор Н.Л. Духов» (2004), «Мы с автотракторного факультета» (2008).

АТ-факультет в рамках национального исследовательского университета

АТ-факультет активно участвует в программе развития национального исследовательского университета. Приоритетное направление развития «Энерго - и ресурсоэффективные технологии в дизелестроении для бронетанковой техники и инженерных машин» является одним из пяти приоритетных направлений.

Основным источником энергии наземных транспортных систем являются двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Потребление ими огромного количества нефтяных ресурсов, высокая токсичность отработавших газов, недостаточная надёжность признаны проблемами мирового значения. Задачи создания экологичных, энергоэффективных дизелей, повышения их надёжности весьма актуальны в транспортном машиностроении.

На заседании Правительственной комиссии по транспорту и связи (2 декабря 2009 г.) принято решение о разработке Федеральной целевой программы «Создание и организация производства в Российской Федерации в 2011-2015 годах дизельных двигателей» и реализации ряда неотложных мер по обеспечению различных отраслей конкурентоспособными отечественными дизельными двигателями. ЮУрГУ совместно с Челябинским тракторным заводом, выступили инициаторами создания единого межотраслевого и межвузовского федерального центра, занимающегося проблемами дизелестроения, в том числе с целью развития критических для РФ технологий создания энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных систем, технологии производства топлива и энергии из органического сырья.

В настоящее время начинается новый этап в развитии дизелестроения на Урале. Наряду с доработкой танкового дизеля ЧН 15/18 на мощность более 1000 л.с., постановкой на производство серии специальных двигателей ЧН 15/16, Челябинский тракторный завод и ГСКБ «Трансдизель» приступили к разработке многоцелевых дизельных двигателей жидкостного охлаждения ЧН 13/15 мощностью от 60 до 750 л.с. серии Т. Предстоит научное обоснование, проектирование и отработка конструкций новых изделий, соответствующих современному уровню в мировом моторостроении.

Южно-Уральский государственный университет планирует активно участвовать  в следующих проектах:

  • разработка теоретических основ малотоксичных и энергоэффективных рабочих процессов дизельных двигателей;
  • разработка методов управления рабочими процессами двигателя по критериям экологической и энергетической эффективности;
  • исследование способов и устройств использования энергии отработавших газов в системе управляемого газообмена комбинированного двигателя;
  • разработка новых малогабаритных установок на базе ДВС для переработки углеводородного сырья в моторное топливо на месте добычи;
  • повышение КПД использования многотопливных дизель-генераторных установок комбинированного производства электроэнергии и тепла в малой энергетики;
  • развитие моделей контактного взаимодействия и оценки ресурса прецизионных пар трения элементов топливоподающей системы дизелей;
  • разработка теоретических основ снижения трибологических потерь в двигателях применением структурно-неоднородных смазочных жидкостей;
  • создание лабораторий мирового уровня «Энерго- и ресурсоэффективных технологии в дизелестроении», «Химических исследований».

В Челябинске сложилась мощная научно-производственная база двигателестроения, сформированная дважды Героем социалистического труда И.Я. Трашутиным, Уральская школа двигателестроения. Исследования, проводившиеся в ЮУрГУ в последние 4 года, дали результаты, ставшие базой для решения поставленных выше задач:

  • разработаны теоретические основы управления рабочим процессом ДВС, в том числе моментом самовоспламенения и скоростью сгорания воздушных смесей горючих веществ различного фракционного состава;
  • предложены способы использования энергии отработавших газов для интенсификации процессов газообмена, увеличивающих мощность двигателей вдвое и сокращающих удельный расход топлива 25%;
  • разработаны теоретические основы снижения трибологических потерь в ДВС для ньютоновских смазок, решён ряд задач повышения надёжности работы подшипников скольжения двигателей и турбокомпрессоров. Работы учёных ЮУрГУ в области триботехники легли в основу отраслевой методики, нескольких отраслевых САПР и АСУТП; 
  • разработаны научные основы и технологии использования многотопливных дизель-генераторных установок, устройств утилизации сбросового тепла двигателей в составе гибридных автономных систем энергоснабжения. Результаты исследований учёных ЮУрГУ в области совершенствования дизель-генераторных установок легли в основу разработки «Энергетической стратегии России на период до 2030 г.», системы отраслевых стандартов РАО «ЕЭС России»: «Дизельные и газопоршневые электростанции»;
  • разработан рабочий процесс газодизельного цикла. Утверждены более 10 отраслевых стандартов и технических условий для различных дизельных топлив. Разработаны ТУ на топливную аппаратуру для работы на газоконденсатных топливах практически для всех автотракторных двигателей выпускаемых в СНГ;
  • технологами ЮУрГУ разработано и централизованно издано 23 общемашиностроительных норматива. ЮУрГУ является одним из лидеров по протяжным, резьбовым и абразивным инструментам (5 Государственных и 16 Отраслевых стандартов). Создан курс «САПР технологических процессов», преподаваемый в вузах страны, изданы соответствующие учебники;
  • экономисты ЮУрГУ внесли весомый вклад в организацию эффективного производства, новейших ресурсосберегающих технологий в дизелестроении.

В 2006-2009 годах исследования проводились в тесном сотрудничестве с ведущими научными организациями (в том числе с единственным в стране конструкторским бюро по танковым дизелям ГСКБ «Трансдизель», СКБ «Турбина», Челябинским тракторным заводом,  НИИ автотракторной техники (НИИ АТТ) ) и целым рядом университетов. Получено более 12 грантов из разных источников, в том числе зарубежных. Новые результаты в области разработки энергоэффективных двигателей, полученные при выполнении исследований, защищены десятками патентов.

В рамках коммерциализации разработок ЮУрГУ создан ряд малогабаритных установок на базе дизелей ЧТЗ для переработки углеводородного сырья в моторное топливо на месте добычи, что позволило отказаться от завоза дизельного топлива и сжигания попутного нефтяного газа в факелах. На базе патентов ЮУрГУ инновационным предприятием ООО «ЛАВР» разработана и выпускается установка для переработки низкооктановых топлив в высокооктановые на основе процесса цеоформинга.

Основные задачи АТ-факультета в рамках национального исследовательского университета:

В 2011 году - завершение первого этапа создания лаборатории мирового уровня «Энерго- и ресурсоэффективных технологий в дизелестроении». Покупка и освоение оборудования для отдела дизелей большой мощности на сумму 82 млн. руб. для поведения ресурсных испытаний, тестирования компонентов ДВС, транзиентных эмиссионных испытаний, различных прикладных тестов для инжекторных систем и ЭБУ. В комплект оборудования входят два стенда для испытаний дизелей мощностью 1800 кВт и 400 кВт и измерительное и нагружающее оборудование в составе: гидротормоз для испытаний дизелей мощностью до 1800 кВт, асинхронная машина для испытаний дизелей мощностью до 400 кВт, система управления стендом, Газоаналитическое оборудование, расходомер картерных газов и др.

В рамках этих работ защищены диссертации д.т.н. Малоземов А.А. «Повышение эффективности многофункциональных энерготехнологических комплексов совершенствованием двигатель-генераторных установок» и двух кандидатских диссертаций Ломакин Г.В. (ДВС, рук. Лазарев В.Е.); Леванов И.Г. (АТиСА, рук. Рождественский Ю.В.).

Основные направления научных разработок в рамках ПНР-3:

  • Повышение технических показателей многоцелевых двигателей до уровня лучших мировых образцов;
  • Теоретические основы достижения экологичских показателей моторной установки путём организации рабочего процесса сгорания топлива в поршневом двигателе.
  • Повышение технических показателей моторно-трансмиссионных установок инженерных машин до уровня лучших мировых образцов за счет внедрения энергоэффективных конструкторских и технологических решений;
  • Совершенствование параметров трактора-бульдозера как управляемой системы.
  • Повышение технических показателей двигателей и моторно-трансмиссионных установок многоцелевых колёсных и гусеничных машин до уровня лучших мировых образцов;
  • Теоретические основы повышения проходимости бронированных армейских автомобилей путём совершенствования алгоритма перераспределения крутящего момента.
  • Теоретические основы  разработки трибосопряжений дизельных двигателей с использованием свойств неньютоновских жидкостей.
  • Повышение надёжности и эффективности трибосопряжений многоцелевых двигателей за счёт внедрения передовых конструкторских и технологических решений;
  • Теоретические основы многофункциональных энергоэффективных комплексов с двигатель-генераторными установками.
  • Повышение надежности и энергоэффективности многоцелевых двигателей, моторно-трансмиссионных установок для инженерных машин специального назначения и самих машин до уровня лучших.

Научно-исследовательская работа студентов

В рейтинге университета по объемам НИР Автотракторный факультет  занимает место в первой десятке.

В составе факультета работает вузовско-академическая лаборатория «Триботехника». Здесь проводятся работы, как по фундаментальной, так и по прикладным темам гидродинамической теории смазки опор скольжения машин и механизмов. 

Основные темы научно-исследовательских работ сотрудников факультета посвящены совершенствованию конструкций двигателей внутреннего сгорания, трансмиссий и систем управления автомобилей, тракторов и быстроходных гусеничных машин, разработке компьютеризированного гаражного оборудования, использованию газовых конденсатов, регенерации отработанных масел, разработке автомобильных технологических жидкостей.

Несколько преподавателей имеют почетное звание «Заслуженный изобретатель». Профессор Борис Николаевич Пинигин назван «рекордсменом-изобретателем». Он имел более 100 изобретений, большинство из них выполнено со студентами. На факультете работают преподаватели, имеющие звание «Изобретатель СССР», Сергей Иванович Кавьяров, Вера Сергеевна Морозова, Николай Васильевич Филичкин.

Количество грантов и патентов с 2000 года значительно увеличилось, опубликовано около 200 научных статей, 12 монографий, получено около 30 патентов. Сегодня на факультете 45 хорошо оснащённых лабораторий и специализированных аудиторий, более 70 различных стендов и установок, современные компьютерные классы, мощное информационное обеспечение, работает аспирантура. По трём базовым для факультета научным специальностям — «Тепловые двигатели», «Колёсные и гусеничные машины», «Машиноведение, системы приводов и детали машин» — действует диссертационный совет.

В 2008 году в рамках инновационного образовательного проекта, выигранного ЮУрГУ, на факультет поступило оборудование стоимостью 20 миллионов рублей. Основное внимание при дипломном проектировании уделяется выбору тем, связанных с решением производственных и научно-исследовательских задач. Абсолютное большинство проектов выполняется по заказам предприятий. Многие разработки внедряются в производство.

В период 2007-2011 десять студентов факультета удостоены дипломов Министерства образования Челябинской области по результатам конкурса на лучшую студенческую работу, 20 студентов получили гранты правительства и губернатора области. За последние 4 года студенты были соисполнителями 23 хозяйственных тем с практической отдачей, десять студентов прошли практику за границей.

В 2010-2011 учебном году численность студентов на факультете составляла 1150 чел. Из них: 130 – принимали участие в выполнении НИР, 23 – указаны в качестве исполнителей  в отчетах о НИР, в том числе 7 – с оплатой труда из средств Рособразования. Кафедрой «Автомобильный транспорт».организовано 2 конкурса на лучшую студенческую НИР.

На факультете успешно работает аспирантура. Научные руководители – ведущие профессора факультета: Рождественский Ю.В., Шароглазов Б.А., Дубровский А.Ф.,  Кондаков С.В., Лазарев В.Е., Бондарь В.Н.

Для абитуриентов проводится региональная Олимпиада «Автомобиль и безопасность». По числу поданных заявок и полученных патентов на изобретения и полезные модели, а также на регистрацию программных продуктов вклад факультета в целом по ЮУрГУ составляет около 20 %. Наибольшую активность в изобретательской работе с участием студентов проявляют кафедры ДВСиЭСА, КГМ и «Автомобильный транспорт».

В июне 2016 года проведена очередная выставка студенческих дипломных и научных работ. Победители награждены денежной премией Попечительского совета факультета и книгами «Мы с автотракторного».

Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.