Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время значительная часть находящихся в эксплуатации тракторных дизелей имеют пониженную на 12...17% мощность и повышенный на 15...25% расход топлива и дымность отработавших газов. Это приводит к снижению производительности тракторного агрегата при выполнении энергоемких работ на 12...13%.
В связи с нарушением установипшкхся связен между заводами сельхозмашиностроения России и странами СНГ уменьшаются поставки техники в сельскохозяйственные предприятия. Многократно возросшие цены приостановили спрос и производство сельскохозяйственной техники и технических средств для технического обслуживания (Т.О.). Все это привело к старению парка тракторов и выбытию их из эксплуатации. За последние пять лет парк тракторов уменьшился примерно на 14%. Около 80% парка России составляют тракторы, базовые модели которых имеют возраст 15 лет и более. Несовершенство методов и средств Т.О. тракторов ежегодно приводят к потерям около 220 тыс. тонн топливно-смазочиых материалов.
В этой связи улучшение показателей работы дизелей сельскохозяйственного назначения путем научного обоснования и создания системы эталонирования дизельной топливной аппаратуры для ремонтно-обслуживагощнх предприятий, обеспечивающая оптимизацию параметров топливоподачи, является актуальной.
Цель работы. Улучшение показателей работы дизелей сельскохозяйственного назначения путем создания и внедрения научно обоснованной системы эталонирования дизельной топливной аппаратуры (ДТА) в ремонтно-обслуживающее производство.
Задачи исследовании. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
комплексный анализ причин нарушения параметров топливоподачи и показателей работы дизелей в эксплуатации;
разработка математических моделей, описывающих влияние показателен технического состояния элементов топливной системы высокого давления (ТСВД) па параметры топливоподачи;
исследование влияния метрологического обеспечения контрольно - регулировочных стендов на точность измерения параметров топливоподачи;
разработка методики и экспериментальное исследование влияния неравномерности параметров топливоподачи на показатели работы дизеля;
разработка математических моделей оптимизации параметров топливоподачи с учетом протекания рабочего процесса в цилиндре дизеля;
экспериментальное исследование влияния технического состояния элементов ТСВД на параметры топливоподачи;
разработка методики и экспериментальное исследование параметров топливоподачи и показателей работы дизелей при реализации системы эталонирования ДТА;
оценка эффективности и внедрение системы эталонирования ДТА в ре-монтно-обслуживающее производство.
Исследования проводились в хозяйствах АПК КБР, в лабораториях КБГСХА, ГОСНИТИ, НПО ЦНИТА, СПГАУ. При этом проводились комплексные исследования, включающие безмоторные, моторные и эксплуатационные этапы.
В качестве объектов исследований приняты наиболее типичные для Северо-Кавказского региона тракторные дизели: 4411/12,5 6ЧН13/11,5 и их топливная аппаратура (ТА).
Исследования проводились в соответствии с требованиями действующих нормативно-технической документации и ГОСТов.
В диссертационной работе представлено научное обоснование технических и технологических решений, при реализации которых обеспечивается улучшение параметров топливоподачи и эксплуатационных показателей дизелей.
Научную новизну работы составляют:
комплекс многофакторных математических моделей, описывающих зависимости параметров топлнвоподачи (цикловой подачи топлива, давления и продолжительности впрыскивания, угла ,запаздывания впрыскивания топлива) от технического состояния элементов ТСВД (плунжерной пары, нагнетательного клапана, топливопровода высокого давления, распылителя форсунки);
комплекс многофакторных математических моделей, описывающих зависимости показателей работы дизеля (индикаторного коэффициента полезного действия (КПД), мощности, удельного расхода топлива и давления, температуры и давления газов в цилиндре и жесткости работы) от параметров топливоподачи (цикловой подачи топлива (ЦПТ), продолжительности и угла начала впрыскивания топлива);
- система эталонирования ДТА для ремонтно-обслуживающих предприятий;
- конструкция приставки к стенду для определения гидравлической ха
рактеристики элементов ТСВД.
При реализации научно обоснованной системы эталонирования ДТА обеспечивается улучшение показателей работы дизелей в эксплуатации: снижается расход топлива на 5,8%, повышается мощность в среднем на 8,2%. Практическую значимость работы составляют:
система эталонирования ДТА;
параметры стендовых форсунок и топливопроводов высокого давления;
техническая документация на функционирование системы эталонирования ДТА;
конструкция форсунки - калибра для контрольно-регулировочных стендов ДТА;
-' модернизированная форсунка для дизеля;
- конструкция приставки к контрольно-регулировочным стендам (стенд
постоянного давления).
Апробация работы. Основное содержание диссертации доложено: на технических советах лаборатории 3(18)ГОСНИТИ и НПО ЦНЙТА 1974-1985 гг.; на научной конференции Профессорско-преподавательского состава ФМСХ КБГУ, Нальчик, 1978; на научно-практической конференции «Наука - производству» КБАИ, Нальчик, 1989; на Всесоюзной конференции «Современные проблемы механики и технологии машиностроения», посвященной дню Советской науки, ВДНХ, г. Москва, 1989 г.; на научно-технических семинарах «Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей» ЛСХИ Ленинград-Пушкин, 1989-90 гг.; на постоянно действующем научно-техническом семинаре стран СНГ «Улучшение эксплуатационных Показателей двигателей, тракторов и автомобилей» СПГАУ, Санкт-Петербург, 1994, 1995, 1996, 1997 гг.; на научно-практической конференции Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной Академий (КБГСХА), Нальчик, 1994 г.; на 9-й научно-методической конференций кафедр «Тракторы и автомобили» сельскохозяйственных вузов Поволжья й Предуралья, Казань, 1995 г.; на научно-практической конференции Ставропольской ГСХА, 1996 г.; на научно-теоретическом семинаре «Механика» факультеті механизации с/х КБГСХА, Нальчик, І997, 1998 г., на международном, постоянно действующем научно-техническом семинаре «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» СПГАУ, Санкт-Петербург, І998.
Публикации, Опубликовано 30 печатных работ, в том числе одно авторское свидетельство, три руководства по ремонту дизельной ТА, один РТМ. Общий объем публикаций - свыше 22 п.л. " . '
Реализация. Система эталонирования дизельной ТА прошла производственную проверку в 1972-75 гг в цехе ремонта ТА БаксаискогЬ РОСХТ ПО ремонту тракторных дизелей и внедрена на ремонтно-обслуживающих предприятиях (1-ая редакция РТМ, 70.0001.044-75. Ремонт дизельной топливной аппаратуры. Система эталонирования; 2-ая редакция 1985 г.; 3-я редакция 1990 г.; 1-я редакция 1995 г.). Методика отбора и поверки эталонов дизельной ТА и технические требования к стендам и приборам участка эталонирования внедре-швГОСНИТИ.
Параметры стендовых форсунок и топливопроводов включены В РТМ "ОСНИТИ по испытанию и регулировке топливных насосов высокого давления ТНВД) на ремонтно-обслуживающих предприятиях. '
При этом равномерность и стабильность подачи топлива улучшилась в 2...3 раза, что обеспечило повышение мощности дизеля в среднем на 8,2 % и уменьшение удельного расхода топлива на 5,8 %.
На основе разработанной автором конструкции приставки к регулировочному стенду для определения гидравлической характеристики элементов ТСВД выпускается приставка КИ-15713 к стендам типа КИ-921М, КИ-22205 для использования на ремонтно-обслуживаюших предприятиях.
Разработанная, с участием автора, конструкция форсунки-калибра КИ-28015 для контрольно-регулировочных стендов принята к серийному производству.
На конструкцию модернизированной форсунки повышенной надежности получено авторское свидетельство (№1321985, 1987).
Объем диссертации. Диссертация содержит 310 страниц машинописного текста, 80 рисунков, 16 таблиц и состоит из введения, 6 разделов, общих выводов, списка использованной литературы, воючающего 280 наименование и приложения. Работа выполнена на кафедре «Тракторы и автомобили» Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии.
На защиту выносятся следующие научные положения и основные результаты исследований:
-
Комплекс многофакторных MateMaranecKHX моделей описывающих зависимости параметров топливоподачи (цикловой подачи топлива, продолжительности и давления впрыскивания, угла запаздывания впрыскивания топлива) от технического состояния элементов ТСВД (плунжерной пары, нагнетательного клапана, топливопровода высокого давления, распылителя форсунки);
-
Комплекс многофакторных математических моделей, описывающих зависимости показателей работы дизеля (индикаторного коэффициента полезного действия (КПД), мощности, удельного расхода топлива и давления, температуры и давления газов в цилиндре и жесткости работы) от параметров топливоподачи;
-
Система эталонирования дизельной топливной аппаратуры для ремонтно-обслуживающих предприятий;
-
Результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований параметров топливоподачи и показателей работы дизеля при реализации системы эталонирования ДТА.
