Введение к работе
Актуальность темы. Основой агропродовольственной политики на современном этапе развития страны является ускорение темпов роста объемов сельскохозяйственной продукции, повышение её конкурентоспособности, интеграция в мировое сельскохозяйственное производство и рынки продовольствия. Для производства сельскохозяйственной продукции применяют современные агротехнологии и технические средства. Эксплуатация машин сопровождается процессами изнашивания, физическим и моральным старением. Огромный технико-экономический эффект даёт внедрение диагностирования - важной составной части планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта машин. Оно позволяет полнее использовать межремонтный ресурс машин, устранить необоснованную разборку механизмов, сократить простои по техническим причинам, снизить трудоёмкость ремонта и технического обслуживания.
Анализ методов оценки технического состояния двигателей с газотурбинным наддувом (ГТН) показал, что они требуют дальнейшего совершенствования, направленного на разработку качественно новой методики и средств диагностирования энергетических и топливо-экономических показателей двигателей с ГТН в производственных условиях.
Таким образом, диагностирование двигателей с ГТН в производственных условиях является актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес для сельскохозяйственного производства.
Цель и задачи исследования. Цель работы - повышение точности, снижение трудоёмкости и производственных затрат при определении основных показателей тракторных двигателей с турбонаддувом путём совершенствования методики и средств диагностирования в производственных условиях.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
обосновать применимость бестормозных методов диагностирования двигателей тракторов в режиме свободного разгона при переходном процессе с газотурбинным наддувом (ГТН);
разработать методику и средства диагностирования двигателей с газотурбинным наддувом по ускорению коленчатого вала и давлению наддува;
разработать способ определения момента инерции двигателя в производственных условиях;
обосновать экономическую целесообразность применения предлагаемой методики и средств измерения.
Объект исследования - процесс диагностирования тракторного двигателя с турбонаддувом и средства для определения энергетических и топливо-экономических показателей его функционирования.
Предмет исследования - закономерности, описывающие изменения основных показателей двигателя с газотурбинным наддувом от давления наддува при его разгоне.
Методы исследования включали теоретические исследования с использованием законов теоретической механики, методы математической статистики, применение стандартных тестированных методик, а также частных
методик, разработанных для диагностирования двигателей с ГТН. Расчеты и обработка результатов экспериментальных исследований выполнялись с использованием ЭВМ и пакета прикладных программ.
Научная новизна состоит в усовершенствовании методики и средств диагностирования двигателей с турбонаддувом, основанной на оценке динамических характеристик двигателя при переходном процессе и при статических режимах работы, в результате которых получены:
- аналитическая зависимость действительного момента инерции двигателя с турбонаддувом от номинального ускорения коленчатого вала при разгоне двигателя без маховика и с маховиком с известным моментом инерции;
зависимость давления наддува от частоты вращения коленчатого вала двигателя при разгоне трактора на всем диапазоне угловых скоростей;
зависимость изменения эффективной мощности двигателя с турбонаддувом от давления наддува (определены частные коэффициенты уравнения регрессии для двигателей СМД-62, с помощью которых корректируется значение мощности, полученное в режиме свободного разгона двигателя);
зависимости для определения топливо-экономических показателей на всем диапазоне угловых скоростей.
Новизна технических решений защищена двумя патентами Российской Федерации на изобретения №2329510 «Устройство для измерения ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания на всем диапазоне скоростей», №2361187 «Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания» и свидетельством о государственной регистрации программ для ЭВМ №2009615659 «Программа для определения энергетических показателей дизельных двигателей на переходных режимах».
На защиту выносятся следующие научные результаты:
1. Теоретические предпосылки определения основных показателей дви
гателя с ГТН по ускорению коленчатого вала и давлению наддува.
2. Модели технических средств, позволяющие диагностировать двига
тели с ГТН.
3. Методика и алгоритм диагностирования двигателя с ГТН на основа
нии закона изменения угловой скорости коленчатого вала при его разгоне и
давления наддува в режиме полной загрузки двигателя.
4. Результаты сравнительного диагностирования нескольких двигателей
по предлагаемой и стандартной (тормозной) методикам.
Реализация работы. Результаты исследований используются в учебном процессе ФГОУ ВПО АЧГАА и переданы ООО «Сальск Юг Агро» (с. Кручёная балка Сальского района Ростовской области).
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА, ФГОУ ДПО РИПКК АПК, ГНУ ВНИПТИМЭСХ и ФГОУ ВПО ДГТУ в 2007-2010 гг.
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 8 работах, в том числе 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 2 патента на изобретения и свидетельство на программу для ЭВМ.
Объем работы. Работа содержит введение, пять глав, общие выводы, список литературы из 116 наименований и приложения. Работа изложена на 153 страницах, содержит 51 рисунок и 21 таблицу.
