CC BY
286
УДК 621.43.038
МАЛОГАБАРИТНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ АВТОТРАКТОРНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
И.И. ГАБИТОВ, доктор технических наук, профессор
Р.В. ЯГОДИН, инженер
A.Ф. АХМЕТОВ, инженер
B.А. ИЛЬИН, кандидат технических наук, ассистент Башкирский ГАУ
E-mail: yagodin_ruslan@mail.ru
Резюме. Разработан малогабаритный стенд для испытания топливных насосов высокого давления ди-зильных двигателей. В статье приведены результаты исследований трудоемкости регулировочных работ. Проводился хронометраж при испытании ТНВД на стационарных стендах с многоканальной (КИ-15711М) и одноканальной (КИ-354М) системой измерения. Определены затраты труда на регулировку ТНВД различных серий (ТН, УТН, НД, ЯМЗ, КамАЗ). Установлено, что при регулировке ТНВД на стенде КИ-354М, в сравнении со стационарным стендом КИ-15711М, затраты времени увеличиваются до 20 %. Трудоемкость настроечно-регулировочных работ на стенде КИ-354М повышается с ростом числа секций ТНВД.
Ключевые слова: малогабаритный стенд, трудоемкость, регулировка ТНВД.
Качество работы топливоподающей системы (ТПС) в основном определяет топливно-экономические и экологические показатели дизелей. В течение периода эксплуатации возникает необходимость в проверке и регулировке отдельных элементов ТПС, в частности, топливных насосов высокого давления (ТНВД) [1].
Основные производители современных стендов для испытания ТНВД сегодня - Красноуфимский ОЭЗ, ОАО «Мопаз», ООО «Бонус», фирмы BOSCH, RABOTTI, Hartridge и др. Их стенды, как правило, предназначены для стационарной работы в условиях производственных участков и цехов по испытанию топливной аппаратуры. При достаточно хорошей производительности они характеризуются высокими массогабарит-
ными параметрами и стоимостью, необходимостью питания от трехфазной сети и высокой потребной мощностью электропривода.
В передвижных специализированных мастерских мобильных сервисных служб, работающих в соответствии с планово-предупредительной стратегией ТО и ремонта, экономически эффективным может быть применение малогабаритного стенда для испытания ТНВД.
С учетом изложенного, мы совместно с Рязанским ЦОПКТБ (филиал ГОСНИТИ) разработали одноканальный стенд для проверки и регулировки ТНВД. Он отличается маломощным приводом, значительно меньшей массой, габаритами и стоимостью, по сравнению со стендом, имеющим аналогичные характеристики по точности измерений, но проводящим определение параметров всех секций одновременно.
Основные составляющие этого стенда - система, управляющая частотой вращения привода ТНВД, узел измерения объемной подачи топлива насосом и линия низкого давления, организующая подачу топлива к ТНВД. В качестве привода стенда можно использовать различные приводы с необходимым диапазоном регулирования частоты вращения, в том числе механический, гидравлический, электрический или их комбинации.
Эксплуатационные испытания нового стенда в производственных условиях НПФ «Башдизель» выявили ряд недостатков. Одноканальная система измерения увеличивает трудоемкость регулировочных работ в связи с затратами времени на переподключение трубопроводов высокого давления, к тому же сложно оценить межсекционную неравномерность из-за не-идентичности условий испытаний, а при переключении секции ТНВД необходимо останавливать привод стенда. В связи с этим цель наших исследований -модернизация малогабаритного стенда для передвижных специализированных мастерских мобильных сервисных служб и проверка трудоемкости регулировочных работ при его использовании.
Таблица. Технологический процесс регулировки ТНВД серии 4УТНИ-1111105 дизеля Д245-12 на одноканальном стенде КИ-354М и стенде для испытания и регулировки КИ-15711М
Трудоемкость на стенде, нормо-час
Наименование КИ- КИ-354М
15711М 1 2 | 3 4 ?
Проверка герметичности и давления открытия нагнетательных кла- 0,03 0,03 0,03
панов.
Определение и регулирование угла геометрического начала подачи топлива. 0,34 0,34 0,34
Регулирование хода рейки. Настройка или проверка начала действия регулятора. 0,03 0,05 0,03 0,03 0,008 0,008 0,008 0,03 0,062
Настройка или проверка полного прекращения подачи топлива. 0,12 0,10 0,008 0,008 0,008 0,132
Регулирование подачи топлива и ее равномерности на номинальном скоростном режиме. 0,6 0,13 0,13 0,13 0,13 0,52
Проверка и регулировка работы корректора. Установка и регулировка пневмокорректора. Установка винтов упора и ограничения выключения подачи. 0,26 0,17 0,05 0,2 0,15 0,05 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,232 0,182 0,05
Проверка пусковой подачи. Переключение измерительного канала на следующую секцию ТНВД. Итого 0,05 1,7 0,008 0,07 0,008 0,008 0,07 0,07 1,89 0,008 0,07 0,032 0,28
Условия, материалы и методы. Сравнительные испытания эффективности использования модернизированного стенда проводили в НПФ «Башдизель» с ТНВД моделей 4УТНИ-Т-111105 (дизель Д-245-12С); 221.1111003-40 (дизель СМД-64); 60.5-30 (дизель ЯМЗ-236Д); 334 серии КамАЗ (дизель КамАЗ-7403.10); 805.7-21 (дизель 238НД) и 90.8-20 (дизель 240М2). Параметры топливного насоса высокого давления серии 334 дизеля КамАЗ-7403.10 производства Ярославского завода топливной аппаратуры: диаметр плунжеров 6=9 мм; ход плунжера ^=10 мм; число секций - 8, расположение ^-образное; порядок работы секций 8-4-5-7-3-6-2-1; геометрический угол начала нагнетания 42,5°; допустимая неравномерность топли-воподачи по секциям на номинале, коррекции и антикоррекции ±5; ±6 и ±10 % соответственно. Размеры топливопровода (внутреннийхнаружный диаметрхдлина), 2x7x475 мм. Данные для других испытываемых ТНВД представлены в [4].
Испытания проводили на стендах КИ-15711М согласно методике [3] и КИ-354М в соответствии с предварительно разработанной технологией проверки и регулировки различных насосов на модернизированном стенде с набором стендовых форсунок и трубопроводов высокого давления с регистрацией времени затраченного на операцию. Измерения проводили не менее 10 раз, затем рассчитывали усредненные значения.
Результаты и обсуждение.
Функционально модернизированный стенд (рис. 1) [2] скомпонован из трех легкоразборных модулей (электронный блок, универсальный привод и гидросистема), что значительно повысило его компактность при транспортировке. Конструкцию стенда дополнили распределительным устройством (рис. 2), позволяющим переключать измерительный канал между секциями ТНВД. Работает распределитель следующим образом. После того как оператор задает номер нагнетательной секции ТНВД, блок управления посредством исполнительного механизма устанавливает золотник распределителя так, чтобы входной канал выбранной секции совместился с центральным каналом золотника. При этом топливо под высоким давлением по центральному каналу поступает через выходной канал к эталонной форсунке. Остальные нагнетательные секции в это время через «и»-образный паз на золотнике соединены со сливом в бак и не создают сопротивления вращению привода. После завершения измерения, золотник поворачивается, переключая измерительный канал на другую секцию ТНВД не меняя скоростного режима привода насоса.
Хронометраж показал, что время регулировки ТНВД 4УТНИ-Т-111105 дизеля Д245-12С на стенде КИ-354М увеличивается из-за переключения каналов (см. табл.) и снижается благодаря ускорению получения результатов измерения в режиме реального времени, исключаются дополнительные затраты времени на наполнение и слив мензурок, оседание пены. Хотя в целом процесс регулировки на стенде КИ-15711М занимает на 10...15 % меньше времени.
1 - станина; 2 - система топливоподачи; 3 - измерительный канал; 4 - ТНВД; 5 - распределитель; 6 - блок управления; 7 - привод ТНВД.
Трудоемкости регулировочных работ при обслуживании топливного насоса КамАЗ на стенде КИ-15711М составила 3,72 нормо-часа, КИ-354М - 4,28 нормо-часа; насоса марки ТН - 2,0 и 2,2 нормо-часа соответственно; НД - 2,66 и 2,81; ЯМЗ 236 - 1,5 и 1,68; ЯМЗ 238 - 3,09 и 3,55; ЯМЗ 240 - 2,84 и 3,41 нормо-часа.
По полученным результатам были построены зависимости (рис. 3), анализ которых показал увеличение трудоемкости регулировочных работ в случае роста числа испытываемых секций ТНВД. Это происхо-
топлийа
тельному | \ ,
дН каналу
Рис. 2. Распределительное устройство: 1 - корпус распределителя; 2 - центральный канал; 3 - золотник; 4,5 - входной и выходной каналы соответственно.
дит из-за увеличения времени на переключение измерительного канала с одной секции на другую.
Выводы. В конструкцию малогабаритного стенда для передвижных специализированных мастерских мобильных сервисных служб внесено распредели-
Рис. 3. Зависимость затрат времени регулировки от числа секций ТНВД: 1 - стенд КИ-15711М, 2 - стенд КИ-354М.
тельное устройство, позволяющее переключать изме- нии со стационарным стендом КИ-15711М, затраты
рительный канал между секциями ТНВД, что приво- времени увеличиваются до 20 %. Трудоемкость настро-
дит к снижению трудоемкости регулировочных работ. ечно-регулировочных работ на стенде КИ-354М поПри регулировке ТНВД на стенде КИ-354М, в сравне- вышается с ростом числа секций ТНВД.
Литература.
1. Габитов И.И., Грехов Л.В., Неговора А.В.. Техническое обслуживание и диагностика топливной аппаратуры автотракторных дизелей: Учебное пособие. - Уфа: Изд-во БГАУ, 2008 - 240 с.
2. Патент №2372517, F02M65/00. Стенд для испытания дизельной топливной аппаратуры. Габитов И.И., Неговора А.В., Нигматуллин Ш.Ф., Габбасов А.Г., Ильин В.А., Ягодин Р.В заявлено 04.06.2008, опубликовано 10.11.2009.
3. Технологические карты на ремонт дизельной топливной аппаратуры двигателей Д-245, Д-245.1,-2,-3,-4,-5,-10,-12С, Д-245Л-83/ Н.И. Бахтиаров, И.Н. Федосов, В.К. Смирнов, И.И. Лихачев, А.С. Процеров, А.П. Столяров, Г.Н. Саморукова. - М., 1974. - 208 с.
4. Габитов И.И., Грехов Л.В., Неговора А.В.. Техническое обслуживание и диагностика топливной аппаратуры автотракторных дизелей: Учебное пособие. - Уфа: Изд-во БГАУ, 2008. - 232 с.
COMPACT BENCH FOR TESTING OF FUEL HIGH PRESSURE PUMPS OF MOTOR AND TRACTOR
DIESEL INGINE I.I. Gabitov, V.A. Ilyin, R.V. Yagodin, A.F. Ahmetov
Summary. Was designed the compact bench. This article describes results of labor intensiveness of adjustment works. We did time-keeping of testing high pressure fuel pumps on the multi-channel stationary bench (KI-15711M) and on the single channel stationary bench, and measured labor intensiveness of testing high pressure fuel pumps of different series. (TN, UTN, ND, YAMZ, KAMAZ).
Key words: compact bench, labor intensiveness, adjustment of high pressure fuel pump.
УДК 629.114.6
ДИНАМИЧЕСКАЯ НАГРУЖЕННОСТЬ ХОДОВОГО АППАРАТА ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Е.И. БЕРДОВ, кандидат технических наук, доцент
Челябинская ГАА
E-mail: cat@agroun.urc.ac.ru
Резюме. В статье приведен анализ работы гусеничного движителя трактора двойного назначения при его работе с энергоемкими орудиями; рассмотрена взаимосвязь кинематического рассогласования системы «зуб звездочки - цевка» с крутящими моментами на валах трансмиссии и тяговыми усилиями трактора. Установлено, что при уточненном анализе динамики гусеничных машин следует учитывать относительное положение зубьев ведущих колес.
Ключевые слова: гусеничный движитель, цевка, трактор двойного назначения, динамическая нагружен-ность, синхронность вращения ведущих колес.
Экономическая ситуация предкризисного периода в РФ характеризовалась, в числе прочего, неоправданно завышенными ценами на металл и металлопродукцию, что, с одной стороны, резко повысило рентабельность металлургической отрасли, а, с другой, привело к деградации предприятий машиностроения, в частности, ведущих тракторных заводов.
Для тракторной отрасли это имело и такие неожиданные последствия как снижение выпуска гусеничных машин и их замещение колесными. Это объясняется, помимо выросшей цены, тем обстоятельством, что средний срок службы гусеничного обвода при выполнении трактором наиболее вероятных сельскохозяйственных операций составляет около 4000 моточасов (то есть приблизительно два сезона), в то время как колесный дви-Достижения науки и техники АПК, №02-2010 __
житель служит в 1,5-2 раза дольше [1]. Таким образом, несмотря на несколько более высокую стоимость приобретения или замены комплекта шин для колесного трактора, в итоге прогнозировалось существенное снижение эксплуатационных затрат
Сегодня цены на металл и, как следствие, на металлопродукцию, резко упали, стабилизировавшись на приемлемом уровне. По прогнозам экономистов в ближайшей перспективе не просматриваются факторы, которые могли бы спровоцировать новый их рост, и это дает основания рассчитывать на восстановление объемов выпуска сельскохозяйственной техники с гусеничным движителем.
Известно, что трактор с гусеничным движителем имеет ряд существенных преимуществ пред колесным (в том числе с полным приводом):
весьма низкое удельное давление на почву (в 2-3 раза меньше, чем у машины с колесным движителем), что обеспечивает повышенную проходимость трактора, возможность работы на переувлажненных почвах с низкой несущей способностью и меньшее уплотнение пахотного и подпахотного горизонтов, что, в свою очередь, способствует росту урожайности возделываемых культур, снижению тягового сопротивления орудий при последующих обработках, а также уменьшению эрозии почвы;
более высокий тяговый КПД (на 10...20 %) при работе с номинальным тяговым усилием и соответственно пониженный удельный (крюковой) расход топлива;
пониженное буксование при работе с номинальным тяговым усилием: у колесного трактора с формулой 4К2 средневзвешенное буксование при Ртном превышает 15 %, 4К4 составляет около 10 %, а у гусе-------------------------------------------- 59
