CC BY
2
АНАЛИЗ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГИДРОНАСОСОВ СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДВС
С.В. Пьянзов, канд. техн. наук, доцент Д.А. Максимов, студент
Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва (Россия, г. Саранск)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-10-5-42-46
Исследование выполнено при финансовой поддержке внутривузовского научного гранта в области гуманитарных, естественных и инженерно-технических наук ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва».
Аннотация. Статья посвящена средствам контроля технического состояния гидронасосов системы смазки двигателей внутреннего сгорания современных транспортно-технологических машин. Проанализированы имеющиеся отечественные и зарубежные средства для контроля технического состояния гидронасосов для условий ремонтных предприятий и сервисных центров, представлены основные технические характеристики переносных и стационарных средств диагностики, определены их достоинства и недостатки.
Ключевые слова: гидронасос, система смазки, двигатель внутреннего сгорания, контроль технического состояния, гидротестер, стенд.
В настоящее время в различных отраслях экономики Республики Мордовия и Российской Федерации в целом широко применяют энергонасыщенную и высокопроизводительную технику отечественного и зарубежного производства, в конструктивное исполнение которой входят сложные и дорогостоящие агрегаты, в том числе гидронасосы системы смазки двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Данная система обеспечивает циркуляцию масла внутри ДВС с целью отвода тепла от движущих элементов, защиты от коррозии и удаления продуктов износа, поэтому от технического состояния гидронасоса во многом зависят надежность и эксплуатационные показатели ДВС.
Заводы-изготовители: Kolbenschmidt, Hans Pries (Германия); Freccia, (Италия); LUZAR (Китай); AISIN (Япония); ЗАО «Тольяттин-ский завод автоагрегатов», PEKAR (Россия) при приемо-сдаточных испытаниях контроль технического состояния (техническое диагностирование) гидронасосов системы смазки ДВС осуществляют по собственным методикам на специализированных стендах.
В условиях ремонтных предприятий и сервисных центров практически отсутствуют стенды для реализации методик заводов-изготовителей гидронасосов системы смазки ДВС. Большинство ремонтных предприятий вынуждены испытывать гидронасосы по соб-
ственным методикам диагностирования (без привязки к техническим требованиям заводов-изготовителей), что дает косвенную оценку технического состояния испытуемого гидронасоса, по которой невозможно достоверно определить наиболее важный параметр диагностирования - объемный КПД. Поэтому актуальной задачей является разработка устройства (стенда) для контроля технического состояния гидронасосов системы смазки ДВС отечественной и зарубежной техники, способного реализовать методики испытаний заводов-изготовителей в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров.
Проведенный ранее анализ основных технических характеристик гидронасосов системы ДВС современных транспортно-технологических машин [1], позволил установить диапазоны контролируемых параметров (параметров диагностирования) в соответствии с требованиями заводов-изготовителей и предъявить требования к средствам для контроля их технического состояния. Поэтому анализировать средства для диагностирования наиболее распространенных гидронасосов системы смазки ДВС будем исходя из их технических характеристик.
Заводы-изготовители гидронасосов системы смазки ДВС отечественного и зарубежного производства для достоверного диагностирования рекомендуют, определять следующие
технические характеристики: подачу рабочей жидкости; частоту вращения приводного вала; мощность и развиваемый приводной крутящий момент при номинальном давлении и постоянной температуре рабочей жидкости, коэффициент полезного действия гидропривода (КПД).
В настоящее время для контроля технического состояния гидронасосов системы смазки ДВС используются переносные и стационарные средства (см. рис. 1).
Ремонтные предприятия и сервисные центры для определения величины развиваемого давления в системе смазки ДВС на самой транспортно-технологической машине используют переносные средства диагностирования. К ним относят: испытательные наборы РТ100 и РТ200 (см. рис. 1а и 1б).
Испытательный набор РТ100 (см. рис. 1а) и РТ200 (см. рис. 1б) предназначены для настройки и проверки работоспособности гидронасоса системы смазки ДВС путем измерения развиваемого давления (максимальный диапазон давления до 40 МПа) [2]. Испытательный набор РТ100 имеет стальной корпус, в котором размещены четыре виброустойчивых манометра, набор переходников и гидропроводов для соединения с контроль-
ными точками системы смазки. Испытательный набор РТ200 имеет пластиковый корпус, в котором находятся восемь виброустойчивых манометров, набор переходников и гидропроводов для соединения с контрольными точками системы смазки.
Достоинствами испытательных наборов РТ100 и РТ200 являются: простота подключения; возможность проверки большой номенклатуры гидронасосов системы смазки ДВС; невысокая стоимость. Недостатки: не предоставляется возможность определения важных параметров диагностирования - подачи и температуры рабочей жидкости, приводного крутящего момента и КПД гидронасоса системы смазки ДВС.
Для достоверного контроля технического состояния гидронасоса системы смазки ДВС с определением всех параметров диагностирования, рекомендуемых отечественными и зарубежными заводами-изготовителями, применяются стационарные средства. К стационарным средствам относятся испытательные стенды следующих марок: КИ-28097М (см. рис. 1в); КИ-28199 (см. рис. 1г); SIM-STER (см. рис. 1д); и Oil pump performance test rig (см. рис. 1е).
г) Д) е)
Рис. 1. Переносные и стационарные средства диагностирования гидронасосов системы смазки
ДВС:
а) испытательный набор РТ100; б) испытательный набор РТ200; в) стенд КИ-28097М; г) стенд КИ-28199; д) стенд SIM-STER; е) Oil pump performance test rig.
Стенд КИ-28097М предназначен для обкатки, испытания и регулировки гидроагрегатов тракторов и самоходных сельскохозяйственных и дорожно-строительных машин (гидронасосов типа НШ, гидрораспределителей, гидроцилиндров, а также для испытания гидрошлангов). Данный стенд в свое конструктивное исполнение включает электродвигатель мощностью 30 кВт обеспечивающий одну частоту (скорость) вращения приводного вала испытуемого гидроагрегата -1245 об/мин, расходомер с диапазоном измерения 8...250 л/мин, манометры позволяющие контролировать давление в диапазонах от 0 до 35 МПа. Максимальное рабочее давление в гидросистеме стенда ограничено предохранительным клапаном и составляет 35 МПа. Температура рабочей жидкости в гидросистеме стенда поддерживается системой терморегуляции (водяное проточное охлаждение) и составляет 55±5 Т [3].
Стенд КИ-28097М обладает следующими достоинствами: позволяет измерить давление, подачу и температуру рабочей жидкости при диагностировании гидронасоса; обладает простотой конструктивного исполнения; имеет эргономичную систему управления; прост в техническом обслуживании. В качестве недостатков следует отметить: невозможность регулирования частоты вращения гидронасоса в процессе испытания; ограниченная номенклатура испытуемых агрегатов; высокая погрешность измерений параметров диагностирования (более 2,5%); нет возможности подключения к персональному компьютеру (ПК).
Стенд КИ-28199 предназначен для испытания, обкатки гидронасосов системы смазки ДВС и применяется в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров, осуществляющих ремонт, диагностику и обслуживание ДВС современных транспортно-
технологических машин. На стенде могут ис-пытываться разные гидронасосы типа НМТТТ Создаваемые с помощью стенда различные режимы испытаний позволяют более качественно и точно контролировать выходные параметры диагностируемого агрегата. Температурный режим рабочей жидкости контролируется автоматически и поддерживается с помощью системы терморегуляции. Данный стенд обеспечивает измерение числа оборотов шпинделя электродвигателя в диапазоне
600.3000 об/мин и в свое конструктивное исполнение включает расходомер с диапазоном измерения 10.130 л/мин и комплект манометров позволяющих контролировать давление в линии нагнетания в диапазонах от 0 до 35 МПа [4].
Стенд КИ-28199 обладает следующими достоинствами: обеспечивает регулировку частоты вращения приводного вала испытуемого гидронасоса; позволяет контролировать давление, подачу и температуру рабочей жидкости испытуемого агрегата; наличие системы терморегуляции рабочей жидкости; позволяет производить обкатку гидронасоса системы смазки ДВС после ремонта; имеет эргономичную систему управления и прост в техническом обслуживании. В качестве недостатков следует отметить: малая мощность приводного электродвигателя; ограниченная номенклатура испытуемых агрегатов (возможно диагностировать только однопоточные гидронасосы мощностью до 2,2 кВт); высокая погрешность измерений параметров диагностирования (более 2,5%); нет возможности подключения к ПК.
Зарубежный стенд SIM-STER предназначен для испытания, послеремонтной обкатки и регулировки гидронасосов, а также для диагностирования предохранительных клапанов системы смазки ДВС. Данный стенд в свое конструктивное исполнение включает электродвигатель мощностью 4,0 кВт обеспечивающий одну частоту (скорость) вращения приводного вала испытуемого гидроагрегата -1400 об/мин, расходомер с диапазоном измерения 2.30 л/мин, манометры позволяющие контролировать давление в диапазонах от 0 до 16 МПа [5].
Стенд SIM-STER обладает следующими достоинствами: позволяет контролировать давление и подачу рабочей жидкости при диагностировании гидронасоса системы смазки ДВС; дополнительно позволяет диагностировать предохранительные клапана системы смазки; обладает простотой конструктивного исполнения; имеет небольшие габаритные размеры. В качестве недостатков следует отметить: малую мощность приводного электродвигателя; невозможность регулирования частоты вращения гидронасоса системы смазки ДВС в процессе диагностирования; ограниченная номенклатура испытуемых агрега-
тов; отсутствие системы терморегуляции рабочей жидкости; нет возможности подключения к ПК.
Зарубежный стенд Oil pump performance test rig предназначен для контроля технического состояния широкой номенклатуры гидроагрегатов, в том числе и гидронасосов системы смазки ДВС. Также стенд позволяет реализовать обкатку агрегатов после их ремонта и формировать отчёт о результатах диагностирования, есть возможность подключения к ПК, также есть наличие собственного специализированного программного обеспечения (ПО). Данный стенд производится только под заказ в соответствии с техническими требованиями заказчика. Технические параметры стенда можно варьировать исходя из следующих диапазонов: мощность приводного электродвигателя 75...160 кВт, максимальное рабочее давление 35.40 МПа, максимальный расход рабочей жидкости 300.500 л/мин. Ремонтные предприятия и сервисные центры вправе выбирать необходимые технические параметры стенда под номенклатуру диагностируемых агрегатов [6].
Стенд Oil pump performance test rig обладает следующими достоинствами: обеспечивает плавную регулировку частоты вращения приводного вала испытуемого агрегата; возможность выбора технических параметров стенда под необходимую номенклатуру испытуемых агрегатов; позволяет диагностировать все типы гидронасосов системы смазки ДВС; реализовать обкатку гидронасосов после их ремонта; формировать отчет по результатам диагностики; имеется собственное ПО с возможностью дальнейшего обновления. В качестве недостатков следует отметить: большие габаритные размеры стенда; большие энергозатраты на проведение испытаний; сложность
стоимость стенда (более 5 млн. руб.); сложность доставки и дальнейшей транспортировки на территории Российской Федерации; отсутствие русифицированной версии ПО.
Проведенный анализ существующих средств контроля технического состояния гидронасосов системы смазки ДВС показал, что:
- для определения причин потери работоспособности системы смазки ДВС в условиях эксплуатирующих организаций экономически целесообразнее использовать переносные средства диагностирования, не требующих демонтажа агрегатов;
- наиболее полный контроль технического состояния гидронасоса системы смазки ДВС с определением всех технических характеристик установленных заводами-изготовителями можно реализовать только на зарубежном специализированном стенде Oil pump performance test rig, использование которого в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров экономически невыгодно;
- преобладающее количество проанализированных переносных и стационарных средств диагностирования гидронасосов системы смазки ДВС зарубежного производства, поэтому в условиях сложившихся санкций по отношению к Российской Федерации с покупкой, доставкой и дальнейшим использованием данных средств в ремонтных предприятиях и сервисных центрах возникают сложности.
Таким образом, в настоящее время существует необходимость в разработке нового отечественного оборудования, способного контролировать параметры диагностирования широкой номенклатуры гидронасосов системы смазки ДВС в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров.
настроики и регулировки стенда; высокую
Библиографический список
1. Пьянзов С.В., Максимов Д.А. Анализ применяемости гидронасосов системы смазки ДВС в транспортно-технологических машинах // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2024. - № 9-5 (96). - С. 21-27.
2. Испытательный набор PT100/PT200. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://webtec.bestbreaker.ru/ispytatelnyjnaborpt100pt200?ysclid=m1g80iapaw136628297 (дата обращения: 17.10.2024).
3. Стенд для испытания и регулировки гидроагрегатов КИ-28097М. - [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://vim.ru/product/technics/16/692/ (дата обращения: 19.10.2024).
4. Стенд для испытания масляных насосов и корпуса фильтров ДВС. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.teh-avto.m/catalog/архив-продукции/стенд-для испытания масляных насосов/?ysclid=m2lhi4rlx3237446135 (дата обращения: 21.10.2024).
5. Стенд SIM-STER. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://promsnab.spb.ru/SIMSTER4?ysclid=m2lhnl8efl871097123 (дата обращения: 22.10.2024).
6. Oil pump performance test rig. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.hld-hydrostaticpumps.com/oilpump.html (дата обращения: 23.10.2024).
ANALYSIS OF DIAGNOSTIC TOOLS FOR HYDRAULIC PUMPS OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE LUBRICATION SYSTEM
S.V. Pyanzov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
D.A. Maksimov, Student
National Research Mordovia State University
(Russia, Saransk)
Abstract. The article is devoted to the means of monitoring the technical condition of hydraulic pumps of the lubrication system of internal combustion engines of modern transport and technological machines. The available domestic and foreign means for monitoring the technical condition of hydraulic pumps for repair enterprises and service centers are analyzed, the main technical characteristics of portable and stationary diagnostic tools are presented, their advantages and disadvantages are determined.
Keywords: hydraulic pump, lubrication system, internal combustion engine, technical condition monitoring, hydrotester, stand.
