Введение к работе
Актуальность темы.
На современном этапе, в условиях спада объемов производства, когда парк сельскохозяйственной техники значительно состарился, а многие машины и оборудование работают за пределами амортизационных сроков, ремонтные операции являются основой поддержания автотракторной техники в работоспособном состоянии. Повышение работоспособности и надежности отремонтированных машин неразрывно связано с повышением качества ремонта деталей и узлов, в основу которого должны быть положены принципиально новые технологические решения, обеспечивающие снижение затрат и трудоемкости.
Около 40% неисправностей дизельных двигателей приходится на топливную аппаратуру. При этом около 80 % отказов и свыше 40 % затрат на устранение неисправностей топливной аппаратуры связано с распылителями форсунок - наиболее уязвимыми элементами дизельной топливной аппаратуры, которые в процессе работы подвергаются воздействию высоких температур, химически активных продуктов сгорания, переменных давлений топлива и цилиндровых газов.
Нарушения в работе распылителей форсунок возникают через 500... 1000 ч работы дизельных двигателей вследствие накопления загрязнений (закоксовывания) на внутренних и наружных поверхностях корпуса и иглы, обусловленных специфическими термоокислительными превращениями топлива при высоких температурах, прорывом газов во внутреннюю полость распылителя и др. факторов. При закоксовывании распылителей возрастает неравномерность подачи топлива по распылива-ющим отверстиям и изменяется характеристика впрыска, что вызывает падение мощности дизеля, увеличивает степень дымности отработавших газов и расход топлива, т.е. нарушается оптимальный процесс смесеобразования и горения топлива в цилиндре.
Анализ распылителей, поступающих на ремонтные предприятия показал, что большинство из них (свыше 90 %) имеют дефекты, вызванные закоксовыванием, поэтому очистка является важнейшим элементом технологического процесса ремонта распылителей. В настоящее время на большинстве ремонтных предприятий АПК при очистке распылителей используется ручной способ, основанный на удалении загрязнений щетками, чистиками и промывке в органических растворителях, который не только трудоемок, но и не обеспечивает требуемого качества чистоты поверхности. При проверке параметры распылителя (качество и равномерность распыла, наличие отсечки) в большинстве случаев не соответствуют требуемым.
Наиболее качественным и эффективным способом удаления загрязнений является ультразвуковой, при котором количество остающихся на поверхности загрязнений не превышает 0,5 % (дпя сравнения - при ме-
1 ] РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ j БИБЛИОТЕКА }
ад w^wtffr.Tj
ханической очистке -до 10 % загрязнений). Очистка поверхностей реализуется комплексным физико-химическим воздействием на загрязнения моющих средств и акустических явлений (кавитация, акустические течения и др.), возникающих в моющем растворе при прохождении ультразвуковых колебаний.
Ультразвуковой способ позволяет достичь высокой степени чистоты поверхности, ускорить процесс очистки, заменить тяжелый ручной труд, исключить пожароопасные и токсичные органические растворители. Очищенные этим способом детали дизельной топливной аппаратуры и, в частности, распылители форсунок повышают работоспособность и надежность работы двигателей.
Теоретическим и экспериментальным исследованиям в области ультразвуковой очистки посвящены работы Аграната Б.А., Башкирова В.И., Китайгородского Ю.И., Бабикова О.И., Акуличева В.А., Келлера O.K., Кра-тыша Г.С., Лубяницкого Г.Д., Тельнова Н.Ф., Приходько В.М. и других ученых. Очисткой деталей топливной аппаратуры в ультразвуковом поле при ремонте занимались Приходько В.М., Тулаев И.А., Нефедов Б.Б., Нигмет-зянов Р.И., Фатюхин Д.С. и другие исследователи. Работы в этой области проводятся в ГОСНИТИ, МАДИ (ГТУ), МГАУ им. В.П. Горячкина и многих других организациях.
До настоящего времени исследования в области ультразвуковой очистки были расчитаны на большие объемы ремонтного производства, выполнялись с использованием мощного дорогостоящего оборудования, такого как ультразвуковые стенды ОР-15702-ГОСНИТИ, ультразвуковые ванны УЗВ-16М, выпуск которого в настоящее время практически прекращен. В современных условиях, когда функционируют главным образом небольшие ремонтные предприятия, необходимы исследования, направленные на создание и внедрение новых перспективных технологических процессов, обеспечивающих повышение работоспособности дизельной топливной аппаратуры, основанных на использовании малоэнергоемких дешевых ультразвуковых устройств в сочетании с современными высокоэффективными моющими средствами. На сегодняшний день отечественные предприятия выпускают широкую номенклатуру ультразвуковых ванн, отличающихся выходной мощностью, рабочей частотой, вместимостью и размерами моющей камеры, наличием специальных дополнительных устройств (таймер, термостат), однако технологические и практические рекомендации по использованию оборудования отсутствуют. За рубежом аналогичное ультразвуковое оборудование успешно применяется в ремонтном производстве при очистке деталей.
Цель работы. Разработка технологического процесса очистки деталей моющим раствором в ультразвуковом поле, обеспечивающего повышение качества очистки, снижение затрат и трудоемкости работ при ремонте дизельной топливной аппаратуры.
Объекты исследования. Безштифтовые распылители дизельных форсунок типа ЯЗДА модели 33-11, малогабаритные ультразвуковые ван-
ны вместимостью 3...28 л, современные специализированные моющие средства.
Научная новизна. Разработана математическая модель процесса удаления загрязнений моющим раствором в ультразвуковом поле, основанная на комплексном физико-химическом воздействии на загрязнения ультразвуковых колебаний и моющих средств, учитывающая не только вид загрязнений и параметры ультразвуковых колебаний, но и очищающую способность моющего раствора. Получены зависимости влияния показателей процесса и номенклатуры моющих средств на качество очистки.
Практическая значимость работы. Обоснована и практически подтверждена возможность удаления загрязнений (нагаров, лаковых отложений) с деталей дизельной топливной аппаратуры (на примере распылителей форсунок) моющим раствором в ультразвуковом поле, реализуемом малогабаритными ультразвуковыми ваннами; разработаны методика визуальной оценки степени чистоты поверхностей распылителей форсунок и «Технологический процесс ультразвуковой очистки распылителей форсунок на ремонтных предприятиях АПК».
Реализация результатов исследований. Новый технологический процесс ультразвуковой очистки распылителей форсунок прошел производственную проверку и внедрен на специализированных предприятиях по ремонту дизельной топливной аппаратуры ООО «ДТА-2000» (г. Москва) и 000 «Сервис» (г. Ярославль). Годовой экономический эффект от внедрения на предприятии 000 «ДТА-2000» составил 38 тыс. руб. (в ценах на 1 января 2003 г.) при годовой программе ремонта 40 тыс. распылителей.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях ГОСНИТИ и МГАУ им. В.П. Горячкина в 2001 - 2002 гг., на заседании ученого совета ГОСНИТИ в 2002 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, включая 41 рисунок, 10 таблиц, список использованной литературы из 107 наименований и 38 страниц приложений.
Похожие диссертации на Исследование и обоснование технологического процесса очистки деталей дизельной топливной аппаратуры моющим раствором в ультразвуковом поле (На примере распылителей форсунок)
