Введение к работе
Актуальность проблемі. Поршневые двигатели внутренкегс сгорз-ішя являются оскевпыми силовая! агрегатами, определяющими развитие автотраморострэения» сельскохозяйственного и дородного ідаяи-ностроения. Она вырабатывают более 80% механической энергии и являются оснознюга потребителями жидкого топлива природного происхождения. В условиях ограниченности запасов топлива н роста его потребления улучшение технлко-эконокичесяах показателей, порсиезнх. двигателей становится важнее научно-технической а аародко-хозяй-.. ственной задачайо
Улучшение показатс.-pR автотракторных дизеле* ведется в основном по пути отработки конструкции н совершенствования технологии изготовления ответственных деталей, Эксплуатационные метода улуч-іения показателейs как правило, ограничивается обоснованием необходимости ч совершенствованием приеіюв технического обслуживания, что, разумеется, чрезвычайно йэхно.
Между тем, представляется возможным новое направление в деле использования эксплуатационных методов для улучок-ния показателей тракторных .дизелей.
Разрегулировки в сопряжениях и износ отдельных детале? а процессе эксплуатации приводят к язузнєпиіз реализовечпнх заводом-изготовителем показателей, дягеля, Ухудшение показателей, знзванное разрегулировкой, полностью устраняется пр^ очередно.-* регулировке сопряжения. В случае износа сопряг*"?мкх деталей регулиролстисе устройство позволяет пелностьв иле частично устранять у^удаеяие показателей дизеля. Износ детале? соарлаесае. гда не дредуейогрека регулировка, приводит к зеоСратгійл изигньнгя» Сухудшеяяв) Еоказа-телеи дизеля. Б этом плане интерес представляет сопряа^гле пер-сеяъ-гдльза, состояние которого определяет показатели, я моторесурс
двигателя.
Представление дизеля как сложней састеі/іі, где протекает множество взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, позволяет применить принцип причинной связи, вытекаадай из диалектического закона ззаиккой сеязи і; обусловленности псех явлений е природе и оОідєстеє. В соответствии с этим законом .чеоорати.уые изменения характеристик одних элементов дизеля ь:огут Сыть сконденсированы направленным ( в масштабе всей системы) изменением характеристик других элементов. Такова концепция, на ко-орой основан предлагаема подход к решению проблема улучшения показателей тракторных дизе-'лей. Б такой постановке, насколько как известно, эта проблема не рассматривалась.
Диссертационная работа посвящена исследованию возможностей и разработке методов улучшения эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем оптимизации регулировочных пара.уетров систем и механизмов при износе деталей цилиндро-горшневой группы.
Работа является частью одного из научных направлений Волгоградского политехнического института, согласованных о координационным' планом АН СССР: "Исследование и разработка методов повышения энергетической эффективности, улучшения токсических характеристик и динамики транспортных каизн".
Цель работы. Данная работа является научным обобщением тесрети-чесіхх разработок автора с целью создания методов улучшения уощнос-тннх, экономических, токсических и динамических показателей тракторных дизелей в условиях эксплуатации.
Бряпчагаешй подход к решению сфорьулироваїшой проблемы определяет следующие основные задачи исс,чедовар*,я:
-
классификация и анализ разрегулироьок в сопряжениях дизеля;
-
исследование и анализ влияния утечек рабочего тела на проте-
кэнге отдельных процессов дкяда;
3) разработка лніяенєрншс жтодсв расчета показателя?, слкла Dps утечках рабочего тела;
і) анализ возможностей улучшения показателей дизеля прк язло-С: ui-JtKiisfo-nopiEHeEoJl группы;
5} разработка Методов оптимизация регулируемых параметров топлгяной аппаратуры дизелей;
-
изучение особенностей работы топливной аппаратуры ггра ей оптк/алыюм регі'лароБакш';
-
разработка методов улучшения воздухоснабвЕИкя дизелей пря -износе цглкндро-порлеЕой грунт;
-
разработка ?/етодики, алгорхтао/а з программного ко:.клекса для оптимизации регуллруеккх параметров снегом ?. мехаджияз;
-
определение эксплуатацлоннцх показателей г ресурсосбережения дизелей при сатзмальянх регулируемых кара/лэтров;
-
определение изноет, некоторых деталей дизелей tipa оптимальном и заводском регулировании систем з мєуаниз.\»в ;
-
разработка приемов к операций, дэпол.чяюях састему технического обслуживания тракторных дизелей;
-
экономическое обоснование разработанішд кетсдоз улучаекил показателей тракторных дизелей.
Научная новизна. Предлагается "лаоеафикацкя 2 анализ разрегулировок з сспряжзглях дизелей с целью обоснования возможностей НУ. взаимной компенсации для улучшения показателей рабочего цикла.
^заработана единая (для установившихся и неустановившихся, режимов) математическая модель рабочего цикла 4-х тактнего дизеля, учитывающая износ и разрегулировки сопряжений з процессе эксплуатации. Методика учитьаает диваьзку движения коленчатого вала іі ротора турбокомпрессора. Осуществлена связь процессов додачи а его-
рання топлива.
Прэддагаатся метод расчета переходных процессов е тошавной аппаратуре дизелей, учитывающий изменение регулировочных парамеї ров в процессе эксплуатация.
Разработана методики непосредственного (без расчета ц^чла) о ределзкия оптимальных регулировочных параметров топливной аапара туры дизелей при износе цкли.чдро-порашевої группы. Предлагается методика кногофакторноіі оптимизации конструктивных и регулировочных параметров дизелей.
Ка основе результатов аналитических и экспериментальных кссле , довании доказана возможность улучшения иоказателей дизеля с изношенной цилиндро-поршневсй группой путем изменения (оптимизации) регулировок систем а у.еханлзмов.
Показана связь расхода касла с продолжительностью процесса січ рання топлива. Доказана возможность уменьшения расхода масла в дизеле с йзкоієниой цилиндро-поршневой группой при оптимальном регулировании систем z «зханизг.:оа.
Ьа основе положений классической кеханикс разработана методика определения кагруженЕ-ста поршневого у.л-ьц. в реальных условиях эксплуатации (движение бдс-ль оси цилиндра, радиальные и крутильные колебания, соударение со стенками канавке поршня). результате .расчетов объяснено повышение надежности псрдневнх колец при оптимальном регулировании систем и механизмов дизеля.
Достоверность полученных результатов основывается на фундаментальных нсдоячнимх теркодинакики, теории тепло- и ївссообкена, теоретической мехакиха и подтверждается большим объемом экспериментальных исследований, ашрокии использованием современных методов исследования и вычислительной техника.
Практическая ценность. Разработана кетодика в виде программного комплекса, позволяющая при лаосм техническое состоянии цилинд-
ро-поршневой группы определить оптимальное сочетание регулируемых . параметров топливной аппаратуры, газораспределительного механизма и агрегата наддува.
Разработанные на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований методы позволяют заметно уменьшить расход топлива и касла, повысить мощность тракторных дизелей з условиях рядсЕОй эксплуатации. Улучшение показателей дизелей с изношенной цилигщрс—поршневой группой позволяет увеличить продолжительность использования их (до постановки на ремонт) на 40...5(.
Предлагаемые методы, заключающиеся только в изменении регули-' ровок, отличаются простотой и не требуют конструктивных, изменений, дизеля. Исключение составляют дизели с наддувом, работаащие при температуре окружающей среды визе 10 С. В этом случае устанавливается сопловий аппарат турбины турбокомпрессора с уменьшенной площами проходного сечения.
Определено состояние цилиндро-поршневой группы, при котором предлагаемые методы улучшения показателей дизеля становятся Неэффективными.
Разработанные математические модели, реализованные з виде програй,'., позволяют моделировать рабочий процесс дизелей на вчех. эксплуатационных режимах при любых конструктивных и регулировочных параметрах систем и механизмов.
Апробация работы. Материалы диссертация положены: на объединенном заседании кафедр факультета механизации с/х Ульянозского ОСИ, 1973г.; на техническом совещании в лаборатории Я 24 ГОСНЭТИ, 1981 г.; на научно-технической конференции МАМИ, посвящзнной' 50-летии образования СССР, 1973 г.; на Всесоюзной научно-технической мёвот-раслевой конференции ''Ра'звитие дизельных двигателей, топливной аппаратуры и повышение топливной экономичности", ЩЩИ-ЦНИЇА, Легші-
град, Т.935 г.; на научно-технической конференции "Современные щ блгмы кинематики и дднамкки ЛВС, Волгоград, 1985 г.; на научись семинаре "исследование методов оптимального регулирования топлиг ной аппаратуры дизелей", ЗолгШ, Волгоград, 1971 г.; на научккх сеонарах "Диагностика, повышение эффективности к долговечности двигателей", Ленинград-Пушкън, 1980-1986 гг.; ка Всесоюзной науч ной конференции "Проблемы совершенствования рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания", Москва, КЇАДИ, 1966 г.; на науч ко-технячесг.сй конференции "Повиженио эффективности проектирования, испытаний., эксплуатации автомобилей и стрсктельнс-дороклых уашан", Горький, 1968 г.; на Бсесокзной научно-технической конференции "Повьпекке надежности и экологических показателей автомобильных двигателей", Горький, І93С г.; на Всесоюзно:.-, научно-прает ческом семиьаре "Совершенствование коадостках, экономических и st логических показателей ЛВС", Бладкуир, 1983 г.; на научно-техниче
кок конференции Щ-juA, посвященной 50-летия института, 1969 г.; ка
С ,. втором Всесоюзном н-'учпо-практкческом семинаре "Совершенствована
медностных, экономических и ркологических показателей ЛЕС", Влади і.:ир, І99І г.; ка екегодньд. научно-технчческих конференциях Волгоградского политехнического института, I97Q-I9SI гг. и др.
Реализация к ьнедрзние результатов работы. Разработанные, у.ето-' ды улучшения показателей тракторных дизелей в условиях эксплуатации внедрены ь совхозах Волгоградской области. Методи оптимизация параметров топливной аппаратурк внедрены на Волгоградском моторном заводе.
Методы улучшения псказател&й тракторных дизелей включены в нор ыг.тпвниг документы по правилам технической эксплуатации тракторов: "Рекс«зкдацо ло организации а технология диагностирования тракто-ро2 с по..окь» установки КЙ-1394С-Г0СНИТй:* (Дополнения к перечню
регулировочных работ, выгслняемшс диагностаі.).- М: ГССТЫТК, I9S5 г. Утверждено начальником Главремокта Гсс::оусельхозтехянки СССР В.И.«едал 06.04.IS84 г.
Теоретические разработки автора внедрены із учебник процесс з Волгоградском политехническом институте з виде курса лекций я рекомендаций по выполнении лабораторных работ.
Экономический эффект, подтЕорзденкыМ документально, от внедрения предлагаемых методов состазгл Gfi?,4 тцс. рублей.
Публикации. По теме диссертация опубликовано 58 работ сбідкч ооьемом 37,2 п.л. и одна монография объемом 16,9 п.л.
Объем и стуктура работы. Диссертация состоит из введения, слтя глап, заключения и приложений. Она включает 350 страниц осноз::сго текста, 197 иллюстраций, 24 таблицы. В списке литературных источников 420 названий.
