Введение к работе
Актуальность диссертации. Сельское хозяйство в современных условиях - одна из наиболее транспортоёмких отраслей экономики. Производство сельскохозяйственной продукции, ее транспортировка и переработка невозможны без сложных и специально адаптированных к сельскому хозяйству автотранспортных средств (АТС СХ).
Доля АТС, занятых транспортировкой в агропромышленном комплексе (АПК), значительно превышает численность автотранспортных средств на грузовых перевозках других отраслей и составляет около 80%. При этом их эксплуатация в условиях сельского хозяйства намного сложнее, чем в других отраслях экономики. Одной из особенностей эксплуатации АТС в сельском хозяйстве является ограниченная возможность постоянного контроля технического состояния АТС, приводящая к тому, что развивающиеся дефекты обнаруживаются только вследствие полной потери работоспособности или при значительном нарушении эксплуатационных характеристик. Это увеличивает время простоя техники в ремонте и трудозатраты на ее обслуживание (до 40 %), снижает уровень надежности и долговечности, а эксплуатация АТС с не выявленными, но присутствующими дефектами увеличивает расход топлива и смазочных материалов, затраты на перевозку сельскохозяйственной продукции, а также содержание вредных компонентов в отработавших газах.
Важнейшим средством повышения эффективности использования автотранспортных средств сельскохозяйственного назначения, является техническая диагностика. Диагностирование технического состояния элементов АТС - необходимая составляющая плановой системы технического обслуживания (ТО). Использование технической диагностики увеличивает наработку машин и их моторесурс. Наиболее важным и сложным для диагностирования узлом АТС СХ является двигатель, а одной из его систем и механизмов - газораспределительный (ГРМ). Собранные статистические данные показывают, что именно ГРМ эксплуатируется наиболее часто с нарушенными регулировочными параметрами, такими как нарушение начального угла установки фаз газораспределения, а также клапанного зазора. Незначительные отклонения данных параметров от номинальных могут не иметь субъективного проявления и потому могут быть проигнорированы водителем или механиком, но дальнейшая эксплуатация АТС в этом случае приводит к преждевременной потере работоспособности, так же, как и увеличение эксплуатационных затрат (расход топлива, увеличение вредных выбросов).
В настоящее время самым распространенным способом диагностирования газораспределительного механизма является диагностирование по шумам и вибрациям, т.е. по колебательным процессам упругой среды, возникающим при работе механизмов. Недостатками виброакустического метода является значительное влияние человеческого фактора на качество постановки диагноза, а также трудности в осуществлении автоматизации процесса диагностирования.
Поэтому разработка достоверного и оперативного метода дифференциального диагностирования газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания актуальна и экономически целесообразна.
Цель работы - повышение эффективности использования АТС СХ за счет разработки метода дифференциального диагностирования газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания.
Рабочей гипотезой является предположение о том, что качественная оценка технического состояния элементов газораспределительного механизма возможна по анализу областей характеристик разрежения и давления во впускном и выпускном трубопроводах двигателя внутреннего сгорания в функции от времени.
Объект исследования - процесс функционирования газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания в режиме прокручивания коленчатого вала.
Предмет исследования - временные характеристики разрежения во впускном трубопроводе газораспределительного механизма в режиме прокручивания коленчатого вала.
Научная новизна:
1.Разработан метод дифференциального диагностирования ГРМ двигателей внутреннего сгорания, позволяющий снизить влияние человеческого фактора на точность постановки диагноза, обладающий высокой оперативностью и достоверностью.
2.Разработана математическая модель процесса функционирования исправного и неисправного газораспределительного механизма, учитывающая его основные функциональные свойства и позволяющая устанавливать функциональные связи диагностических признаков ГРМ с параметрами его технического состояния.
3.Определены функциональные связи диагностических признаков с параметрами технического состояния ГРМ.
4.Разработан алгоритм метода дифференциального диагностирования ГРМ ДВС, основанный на анализе диагностической матрицы с диагностическими признаками, позволяющий повысить оперативность и достоверность определения технического состояния ГРМ и составляющих его элементов.
Практическая ценность работы. Разработанный метод дифференциального диагностирования газораспределительного механизма двигателей и реализующее его оборудование позволяют снизить вероятность постановки неверного диагноза (в сравнении с существующим виброакустическим методом), ошибок первого рода (пропуск отказа) на 24%, а ошибок второго рода от 7 до 9%, и могут быть внедрены в технологический процесс крупных автотранспортных и ремонтно-технических предприятий, специализированных АТП региональных управлений сельского хозяйства, мобильных станций диагностики, а также станций технического обслуживания.
Результаты исследований могут быть использованы при подготовке инженеров по специальностям 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» и 190603 «Сервис, техническая эксплуатация транспортных и
технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» ВСГТУ, а также на кафедре «Эксплуатация МТП» Иркутской ГСХА.
Реализация результатов работы. Разработанный метод дифференциального диагностирования газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания и реализующий его компьютерный диагностический комплекс прошли производственную проверку и внедрены в технологический процесс ОАО «Баргузинское АТП» п. Баргузин и ОАО «ГАП-2» г. Улан-Удэ Республики Бурятия.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях ИрГСХА в г. Иркутске в 2005-2006 гг., на заседаниях кафедры «Автомобили» ВСГТУ (г. Улан-Удэ) в 2005-2006 гг., на научно-технических конференциях ВСГТУ (г. Улан-Удэ) в 2005-2008 гг., в материалах региональной научно-технической конференции ИрГТУ (г. Иркутск) в 2006 г., в материалах международной научно-практической конференции «АГРОИНФО-2006» (СибФТИ г. Новосибирск) в 2006 г., в материалах Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодые ученые Сибири» (г. Улан-Удэ) в 2006, 2008 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ объемом 2,74 условных печатных листа, получены 1 свидетельство на программу ЭВМ и 1 положительное решение о вьщачи патента по заявке на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, включает 15 таблиц, 55 рисунка, список литературы из 178 наименований и 3 приложений.
