Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ БЕНЗИНО-
* ВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (обзор исследований) 10
1.1 Техническое обслуживание и эффективность диагностики машин 10
1.2, Методы и средства диагностирования двигателя и их классифика
ция 17
L3. Диагностирование бензиновых двигателей по составу отработавших
газов 22
Состав вредных выбросов ДВС 22
Техническое состояние и токсичность двигателя 26
Диагностика системы питания по содержанию окиси углерода 28
Диагностика двигателей по составу отработавших газов 30
± L4. Анализ методов и средств диагностирования ДВС по составу отрабо
тавших газов 34
ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 37
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
БЕНЗИНОВОГО (КАРБЮРАТОРНОГО) ДВИГАТЕЛЯ ПО СОСТАВУ ОТРА
БОТАВШИХ ГАЗОВ 39
Снижение токсичности автомобильных двигателей за счет их диагностирования 39
Обоснование диагностических параметров и методики поиска неис-
* правностей 41
Связь СО и СИ в отработавших газах с техническим состоянием двигателя 47
Влияние факторов технического состояния двигателя на состав отработавших газов его цилиндров 50
Выявление выбросов окиси углерода одним цилиндром в ОГ многоцилиндрового двигателя 53
ВЫВОДЫ 58
ь ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО
СОСТАВУ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ НА ОСНОВЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ЦИ
ЛИНДРОВ 60
Общая характеристика приборов, используемых для исследования-..60
Устройство и подключение газоанализатора
«АВТОТЕСТ СО-СН-Т» 65
3.2,1- Устройство газоанализатора «Автотест СО-СН-Т» 65
3.2.2. Порядок замера отработавших газов 71
3.3. Методика экспериментальных исследований по выявлению зависимо
сти состава отработавших газов от показателей технического состояния бензи
нового двигателя 72
3,3 Л. Общая методика экспериментальных исследований 72
Методика выявления выбросов [CO)j одним цилиндром 74
Методика исследований общих неисправностей 75
Методика исследований содержания СО и СМ в ОҐ от имитации засоренности воздухоочистителя 75
Методика исследований содержания СО и СИ в ОГ от изменения угла опережения зажигания 76
Методика исследований содержания СО и СН в ОГ от разрегулировки зазора между контактами прерывателя-распределителя 77
3.3.4, Методика исследований частных неисправностей 78
Методика исследований содержания СО и СП в ОГ от разрегулировки зазора между электродами свечи зажигания 78
Методика исследований содержания СО и СН в ОГ от тепловых зазоров впускных и выпускных клапанов 79
3.4. Методика диагностирования бензинового двигателя по составу ОГ на
основе выключения цилиндров 81
ВЫВОДЫ 84
ГЛАВА А. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЫЯВЛЕНИЮ НЕИСПРАВНОСТЕЙ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СОСТАВУ ОГ НА ОСНОВЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ЦИЛИНДРОВ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ИЗМЕНЕНИЯ (результаты экспериментальных исследований),..,85
Общие положения 85
Результаты поисковых экспериментов 86
Результаты экспериментов по определению выбросов окиси углерода одним цилиндром 90
Результаты экспериментальных исследований по диагностированию
общих неисправностей 93
Зависимости содержания СО и СН в ОГ от засоренности воздухоочистителя 93
Зависимости содержания СО и СНь ОГ от угла опережения зажигания 96
Зависимости содержания СО и СН в ОГ от зазоров между контактами прерывателя-распределителя 100
4.5- Результаты экспериментальных исследований по диагностированию
частных (цилиндровых) неисправностей 103
4.5 Л. Зависимости содержания СО и СН ъ ОГ в функции от зазоров между
электродами свечи зажигания 103
4.5ЛЛ. Результаты опытов при разрегулировках зазоров на всех све
чах одновременно 104
4,5Л .2. Результаты опытов при разрегулировках зазора свечи зажига
ния одного цилиндра 107
4.5.2, Зависимости содержания СО и СН в ОГ от тепловых зазоров впуск
ных и выпускных клапанов 110
4.5.2Л. Результаты опытов при разрегулировках теплового зазора впу
скного клапана при Вып=0,3 мм = const Ill
Результаты опытов при разрегулировках теплового зазора выпускного клапана при єВп=0,2 мм = const 118
Результаты опытов при разрегулировках тепловых зазоров впускных и выпускных клапанов одновременно 118
ВЫВОДЫ 126
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО МЕТОДА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО СОСТАВУ ОГ НА ОСНОВЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ЦИЛИНДРОВ
(без учета экологического эффекта) 127
ВЫВОДЫ 135
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 136
ЛИТЕРАТУРА 138
Введение к работе
В практике эксплуатации автотракторной техники наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания. Они отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства.
Исследования различных авторов по эксплуатации машинно-тракторного парка (МТП) показывают, что расход денежных средств на техническое обслуживание и ремонт на автотранспортных предприятиях (АТП) и станциях технического обслуживания (СТО) остаются достаточно высокими. Большое число техники эксплуатируется с неисправностями и значительными отклонениями регулировочных параметров технического состояния агрегатов и механизмов от оптимальных, остается высокой и доля дорожно-транспортных происшествий, вызванных неисправностями и отказами мобильных машин. Расход топлива и запасных частей завышены. По данным ГОСНИТИ и НАТИ в капитальный ремонт направляется техника с невыработанным до 30 % и более ресурсом, а качество их ремонта остается на низком уровне. В то же время в самый напряженный период полевых работ вследствие неисправностей простаивает до 15 % техники [111].
Важнейшим средством повышения эффективности использования машин, сокращения средств на ремонт и техническое обслуживание является техническая диагностика. Диагностирование технического состояния элементов машин является необходимой составляющей производственного процесса автотранспортного предприятия. В хозяйствах, где внедрена техническая диагностика машин, увеличивается средняя мощность двигателей и их моторесурс. Задача определения технического состояния двигателя без разборки - одна из актуальных в системе технического обслуживания.
За последние годы разработано большое количество разнообразных встроенных, переносных и стационарных диагностических приборов и приспособлений для диагностики машин и их отдельных узлов и механизмов. При этом наметилась тенденция создания диагностических комплексов для углубленной проверки объектов диагностирования в условиях эксплуатации. Определенные успехи достигнуты в создании стационарных средств - постов, станций и линий диагностики.
Безразборные методы контроля технического состояния автотракторных двигателей освещены в отечественной и зарубежной литературе. При этом, отмечено, что основными требованиями, предъявляемыми к безразборным методам, являются прежде всего простота, надежность, точность и минимум затрат времени и средств на приобретение, монтаж и демонтаж оборудования.
Для повышения качества контроля технического состояния МТЛ, необходимо применение современных средств диагностирования, однако, большинство предприятий не могут приобрести дорогостоящее оборудование и приборы для качественного и комплексного контроля технического состояния автотракторной техники.
Вместе с тем следует заметить, что техническая диагностика тесно связана с экологией. В условиях ускоренного развития промышленного и сельскохозяйственного производства, строительства, транспорта и других отраслей народного хозяйства охрана окружающей среды стала одной из важнейших обще- и межгосударственных задач, решение которой имеет большое значение для охраны здоровья человека. В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, которые выбрасывают промышленные предприятия и автомобильный транспорт, является одной из важнейших проблем, как для развитых индустриальных стран, так и для развивающихся [28, 293 423 66]. На промышленных предприятиях и транспорте необходимо осуществлять комплекс мероприятий по снижению выбросов вредных веществ
в атмосферу, для предотвращения опасных для здоровья человека концентраций этих веществ в атмосферном воздухе, В связи с этим особое внимание уделяется уменьшению токсичности отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу двигателями внутреннего сгорания. На токсичность отработавших газов (ОГ) существенное влияние оказывает техническое состояние узлов и механизмов двигателя. Выброс вредных веществ в атмосферу можно значительно уменьшить путем правильной регулировки систем питания и зажигания двигателей, для чего необходимо их диагностировать.
Одним из наиболее эффективных мероприятий, по уменьшению токсичности ОГ двигателей внутреннего сгорания (ДВС), является эксплуатация их в исправном техническом состоянии. Своевременное диагностирование двигателя является важным мероприятием, по поддержанию его в исправном состоянии. Большинство методов диагностирования направлено на выявление общего его технического состояния. Методов поиска отдельных неисправностей значительно меньше. Определенный интерес представляет разработка методов дифференциальной диагностики двигателя внутреннего сгорания.
Таким образом, возникает необходимость разработки метода и энергосберегающей технологии диагностирования, позволяющих определять неисправности двигателя в эксплуатационных условиях в частности по составу отработавших газов. Решению отмеченных задач и посвящена настоящая работа.
Исследования проводились в лабораториях технической диагностики: кафедры "Эксплуатации машинно-тракторного парка" Иркутской государственной сельскохозяйственной академии.
Цель работы: Повышение эффективности использования бензиновых (карбюраторных) двигателей за счет их диагностирования по содержанию в отработавших газах окиси углерода и углеводородов на основе выключения цилиндров.
Объект исследования - процесс диагностирования технического состояния узлов и механизмов бензинового двигателя по содержанию в отработавших газах СО и СН.
Предмет исследований - диагностические параметры бензинового двигателя, их оценочные характеристики, закотюмерности изменения содержания СО и СН в ОГ от технического состояния двигателя и цилиндров.
Научная новизна диссертации:
Модель диагностирования неисправностей (с их разделением па общие и частные) бензинового двигателя по содержанию СО и СН в отработавших газах на основе выключения и сочетания работающих и выключенных цилиндров.
Зависимости содержания СО и СН от технического состояния узлов и механизмов двигателя и его цилиндров.
Метод, технология и алгоритм поиска неисправностей по содержанию СО и СН в отработавших газах двигателя при поочередном выключении и сочетании работающих и выключенных цилиндров.
Практическая значимость. Метод и технология диагностирования неисправностей бензинового двигателя внедрена в авторемонтных мастерских Нюрбинского филиала ГУП ЖКХ РС(Я). Принята к внедрению в Иркутской областной инспекцией Гостехнадзора. Результаты исследований могут быть использованы в технологическом процессе диагностирования на постах диагностики и ТО, при инструментальном контроле автомобиле органами ГИБДД, а также использованы в учебном процессе, при подготовке и повышении квалификации инженерно-технических кадров и мастеров-диагностов.
Реализация исследования. Производственная проверка результатов исследований осуществлялась в автомобильном парке Нюрбинского ГУП ЖКХ РС(Я), применяются на кафедрах «ЭМТП» Иркутской ГСХА и «Механизация СХП» Якутской ГСХА при проведении лабораторных работ «Диагностирование бензинового двигателя по составу ОГ».
Связь исследований с научными программами. Диссертация выполнена в соответствии с Федеральной целевой научно-технической программой по научному обеспечению эффективной эксплуатации техники аграрных товаропроизводителей "Технический сервис" и планом НИР Иркутской государственной сельскохозяйственной академии по теме №15 К разделу 1.3. "Разработка комплекса мероприятий, направленных на повышение производительности с.-х. техники, путем рациональной организации ее использования, технического обслуживания, внедрения технической диагностики и применения комбинированных агрегатов (номер госрегистрации № 01816007814),
Апробация работы. Материалы исследований обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Иркутской ГСХА в период с 2001 по 2003 год, на расширенном заседании кафедры ЭМТП ИрГСХА (2001, 2002, 2003 г.п)» на научной конференции транспортного факультета Иркутского государственного технического университета (2002, 2003 г.г.), на международной научно-практической конференции НГАУ (г. Новосибирск, апрель, 2003 г.), на расширенном заседании кафедры «Механизация и электрификация СХП» Якутской ГСХА (г. Якутск, сентябрь 2003 г.), на международной научно-практической конференции «Информационные технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании с.-х. процессов - АГРОИНФО - 2003». СибФТИ (г. Новосибирск, октябрь, 2003 г.), на расширенном заседании кафедр ЭМТП Бурятской ГСХА (г, Улан-Удэ, ноябрь, 2003 г.) и «Автомобили» Восточно-Сибирского государственного технологического университета (г. Улан-Удэ, ноябрь, 2003 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ общим объемом 2,2 печатного листа, из которых автору принадлежит 1,6 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографии из 158 наименований в т.ч. 3 на иностранном языке. Она изложена на 155 страницах, включает 25 таблиц и 40 рисунков.
Свою глубокую признательность за ценные советы и замечания в период выполнения работы автор выражает работникам кафедры «ЭМТП» ИрГСХА, начальнику учебного автомобильного парка ИрГСХА В,П. Соколову,
