Введение к работе
Актуальность темы. Существенную часть общего производства сельскохозяйственной техники составляют тракторы, оснащенные двигателями с системой воздушного охлаждения. В первую очередь, это тракторы ОАО «Владимирский моторо-тракторный завод», тракторы ПО «Харьковский тракторный завод», а также дизели ОАО «ЧТЗ-Уралтрак».
Дизели воздушного охлаждения, наряду с меньшей металлоемкостью и пониженной чувствительностью к колебаниям температуры, обладают рядом недостатков. Например, конструкция блока с консольно расположенными и несвязанными друг с другом цилиндрами характеризуется высокими уровнями виброколебаний по сравнению с двигателями, блок которых имеет цельнолитую конструкцию. Большие амплитуды виброперемещений цилиндров приводят к увеличению износа, снижению долговечности двигателя и ухудшению мощностных и экономических показателей.
Несмотря на относительно большое количество исследований, посвященных снижению уровня виброколебаний поршневых двигателей, эта проблема не решена для дизелей с раздельно расположенными цилиндрами воздушного охлаждения. В связи с этим разработка технических средств по снижению уровня виброколебаний тракторного дизеля с воздушной системой охлаждения, базирующихся на введении жестких межцилиндровых связей, является актуальной научной и практически значимой задачей.
Работа выполнена по плану научно-исследовательских и опытно-кон-структорских работ ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» на 2006-2010 гг. по теме №29 «Энергоресурсосбережение при эксплуатации автотракторной техники».
Цель исследования – снижение уровня виброколебаний тракторного дизеля с воздушной системой охлаждения.
Объект исследования – условия и закономерности виброколебаний цилиндров дизеля с воздушной системой охлаждения в составе колесного трактора тягового класса 9кН.
Предмет исследования – параметры виброколебаний дизеля 4Ч10,5/12 (Д-144) с воздушной системой охлаждения, оснащенного межцилиндровыми виброкомпенсирующими устройствами.
Научную новизну работы представляют:
математическая модель виброколебаний цилиндров дизеля с воздушной системой охлаждения;
вибростойкая конструкция блока цилиндров дизеля воздушного охлаждения;
параметры виброколебаний цилиндров дизеля, оснащенного межцилиндровыми виброкомпенсирующими устройствами.
Научная новизна технических решений по снижению уровня виброколебаний у дизеля с воздушной системой охлаждения подтверждена патентом РФ № 63458 на полезную модель и положительным решением на выдачу патента на изобретение по заявке №2006146785/06.
Практическая значимость работы. Повышение жесткости конструкции блока цилиндров тракторного дизеля 4Ч10,5/12, достигаемое за счет установки виброкомпенсирующих устройств между соседними цилиндрами, позволяет в зависимости от нагрузочно-скоростных режимов снизить амплитуду виброколебаний (виброперемещений) цилиндров на 15…35%, уменьшить износ рабочих поверхностей цилиндров на 6…14% и расход картерных газов на 4…8% по сравнению с аналогичными показателями дизеля штатного исполнения.
Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными исследованиями дизелей штатного и экспериментального исполнений в составе тракторов с использованием контрольно-измерительных приборов для регистрации параметров виброколебаний (виброперемещения, виброскорости и виброускорения), приборов для микрометража и замера температуры цилиндров, а также диагностических параметров двигателя; применением основных положений теории ДВС и теории колебания систем (оболочка, балка); высокой степенью сходимости теоретических и экспериментальных данных по параметрам виброколебаний (93%).
Реализация результатов исследований. Тракторы Т-40М (АМ, АМН), укомплектованные дизелями 4Ч10,5/12 с установленными на них виброкомпенсирующими устройствами, прошли производственную проверку в хозяйствах Большеглушицкого района Самарской области.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены на XX и XXI Межгосударственных научно-технических семинарах «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ» (Саратов, 2007-2008 гг.); научно-технической конференции ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА (Пенза, 2007 г.); научно-техническом семинаре Мордовского государственного университета им.Н.П.Огарева (Саранск, 2007 г.).
Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 12 работ, в т.ч. 3 статьи в изданиях, указанных в «Перечне … ВАК». Получен патент РФ № 63458 на полезную модель и положительное решение на выдачу патента на изобретение по заявке №2006146785/06. Без соавторов опубликованы 2 статьи. Общий объем публикаций составляет 1,9 п.л., из них автору принадлежит 1,1 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 262 наименований и приложения. Общий объем диссертации составляет 161 с., включая 79 рис., 20 табл. и 7 с. приложения.
