Научная статья на тему 'Повышение эффективности работы дизелей в особых условиях эксплуатации'

Повышение эффективности работы дизелей в особых условиях эксплуатации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
226
62
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДВИГАТЕЛЬ / НИЗКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ / НАДДУВОЧНЫЙ ВОЗДУХ / ТУРБОКОМПРЕССОР / MOTOR / LOW TEMPERATURES / AND CHARGING AIR / TURBOCHARGER

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Смирнов Антон Михайлович, Шабалин Денис Викторович, Перов Сергей Анатольевич, Дадаян Сергей Эдуардович

Специфические требования к двигателям армейских машин вытекают из той роли, которая отводится объектам ВАТ в условиях ведения боевых действий. Традиционной задачей военного двигателестроения является обеспечение устойчивой работы силовой установки в особых условиях эксплуатации. Под особыми условиями эксплуатации следует понимать экстремальные климатические условия, а также условия повышенной запыленности, высокогорья и т.д.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Смирнов Антон Михайлович, Шабалин Денис Викторович, Перов Сергей Анатольевич, Дадаян Сергей Эдуардович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The efficiency of diesel engines in special conditions

Specific requirements for engines of army vehicles derived from the role played by the interest of BAT under conditions of warfare. The traditional task of the military engine is to ensure the stable operation of the power plant in the special conditions. Under special conditions, you should understand the extreme climatic conditions of the raised dust content, high mountains, etc.

Текст научной работы на тему «Повышение эффективности работы дизелей в особых условиях эксплуатации»

зволяет проводить оценку проводимых изменении конструкции топливного насоса высокого давления с точки зрения их эффективности, значительно сокращая затраты времени и материалов на проведение диагностирования топливнои аппаратуры высокого давления.

Библиографический список

1. Ждановский, Н. С. Надежность и долговечность автотракторных дизелей [Текст] / Н. С. Ждановский, А. В. Нико-лаенко. — Л. : Колос, 1981. — 296 с.

2. Ковалевский, Б. Г. Влияние износов прецизионных пар на показатели работы топливного насоса в режимах неустановившихся нагрузок [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : защищена 18.04.1984 : утв. 25.10.1984 / Б. Г. Ковалевский. — М., 1984. — 191 с.

3. Гольверк, О. А. Исследование эксплуатационной надежности топливной аппаратуры тракторов Т-74 [Текст] / О. А. Гольверк, В. Д. Бойко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1991. — Вып. № 15. — С. 55 — 60.

4. Прокопенко, Н. И. Разработка внешних средств диагностирования технического состояния танков и БМП [Текст] / Н. И. Прокопенко, В. И. Денисенко, С. Э. Дадаян // Вестник

академии военных наук. — М. : Воениздат, 2010. — № 3 (32). — С. 300-303.

5. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей [Текст] / Под ред. А. С. Орли-на. — М. : Машиностроение, 1998. — 455 с.

6. Ждановский, Н. С. Диагностика автотракторных двигателей [Текст] / Н. С. Ждановский. — Л. : Колос, 1977. — 264 с.

СМИРНОВ Антон Михайлович, адъюнкт кафедры двигателей.

РОСЛОВ Сергей Валерьевич, адъюнкт кафедры двигателей.

ТЕРЕЩЕНКО Евгений Сергеевич, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры двигателей.

ШАБАЛИН Денис Викторович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры двигателей.

Адрес для переписки: smirnoff287sam@mail.ru

Статья поступила в редакцию 28.04.2014 г. © А. М. Смирнов, С. В. Рослов, Е. С. Терещенко, Д. В. Шабалин

УДК 62143 068 А. М. СМИРНОВ

Д. В. ШАБАЛИН С. А. ПЕРОВ С. Э. ДАДАЯН

Омский автобронетанковый инженерный институт

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЕЙ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специфические требования к двигателям армейских машин вытекают из той роли, которая отводится объектам ВАТ в условиях ведения боевых действий. Традиционной задачей военного двигателестроения является обеспечение устойчивой работы силовой установки в особых условиях эксплуатации. Под особыми условиями эксплуатации следует понимать экстремальные климатические условия, а также условия повышенной запыленности, высокогорья и т.д. Ключевые слова: двигатель, низкие температуры, наддувочный воздух, турбо -компре ссор.

Наибольший научный интерес представляет ра-босвкомбиниронанного ддселя в условиях вкстре-молвно нсскии семпооатур Крайнело Оевера.

Совершенство рабочего процсивли дизеле оценивается индикаторным КПД, обобщенное выражение которохо ямеееиид

л, =црава |1 - — МхПрТр

(1)

где Цравн — коэффициент равномеряости, улядытв-ющий изменение ц. вследствие изменениястрпе-ни равномерности распределения топлива пообъ-ему КС, ц — коэффициент состава смеси, учиты-

вающий изменение ц. при переходе от теоретически нес йтодимиао -^о^1^£^наст^^^1тялюбсму другомп, ц — коэффициент динамичности цикла, учитвша-ющян язмоненил я с итменением степени повышения давления газов при сгорании, цр — коэффициент пспянотся, учивыввющий измнянние о- вследствие изменения плотности воздуха, поступающего в двигатель, — относительное изменение ц вследствие перехода с оптимального скоростного режима,обеспечивающего Ц1гтх, к любому другому скоростному режиму, е — степеньсжатия дизеля, а — коэффициент избытка воздуха. Среди приведенных параметров наибольшее влияние на индика-

100

50

0 Як 2,0

1,8 1,6

и N

\

Рк

I, \

Рк. МПа

0,18 0,16

-40 -20 0 20 40 Ц°С

Рис.1.Влияниетемпературыокружающей среды на параметры наддувочного воздуха

торный КПД современного быстроходного дизеля оказывают коэффициент избытка воздуха, равномерность распределения топлива по объему камеры сгорания, степень сжатия, степень повышения давления газов при сгорании и, в меньшей степени — плотность поступающего в двигатель воздуха [1—3]. Поэтому для достижения максимальных значений ц. на каждом эксплуатационном режиме работы дизеля необходимо стремиться к соответствующему изменению перечисленных параметров. Причем эти изменения могут быть связаны не только с совершенствованием конструкции самого двигателя, но и с соответствующей организацией системы возду-хоснабжением, что в данном случае представтшет наибольший млтерес.

Наиболее сильное влияние на полноту сгорания подасаемого в цилиедрыдвигатемя топлимх и, сме-дсматсвьно, на индскаторныйКПД сизеля оказывает состав смеси в КС, характеризуемый коэффици-еасомиз бытка воздемл

£

а = 77^-, (2)

топл

где Од — расходвоздуха через двигатель, Сшопл — расход топлива, Ьд =14,3 — теоретически необходимое количества воздуха для сгорания 1 кг дизельного топлива.

Следует заметить, что уровень температуры наддувочного воздуха связан не только с величиной развиваемого компрессором давления (т. е. со степенью повышения давления в компрессоре пк), но и с температурой окружающего воздуха 1д (рис. 1). Из рисунка видно,чтоувеличение 1д на 100 0Спри-водит к росту ^ более чем на 150 0С со всеми выте-кающимиизэтогорассмотренными ранее последствиями.

Со снижением средней температуры рабочего телапонижается и температура носка распылителя форсунки идеталей, образующихвнутрицилиндро-вое пространство. В этих условиях происходит интенсивное накопление «низкотемпературных» отложений, в основе своей представляющихвторич-ные нефтяные смолы, образующиеся в процессах окисления нефтепродуктов или в процессах полимеризации их ненасыщенныхсоединений.Приот-носительно низкой температуре наддувочного воздуха увеличиваются максимальное давление в ци-линдреи жесткость,повышаютсяударные механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма.

В условиях низкой температуры окружающего воздуха проблемы работы двигателей на частичных нагрузках и холостом ходу особенно обостряются [2]. Могут иметь место пропуски воспламенений в отдельных циклах, что способствует интенсивному появлению промежуточных продуктов химических реакций окисления с образованием смолистых веществ во впрыснутом топливе и их отложений на поверхности выпускного тракта, выпускных клапанах, на стенках соплового венца и турбинного колеса турбокомпрессора [1]. Затвердевание смолистых отложений при остывании остановленного двигателя в случае его повторного пуска может приводить к зависанию клапанов и, как следствие, выходу из строя деталей механизма газораспределения.

Особо остро вопрос снижения температуры воздушного заряда встает в случае применения нетрадиционных (альтернативных) топлив, особенностью которых, как правило, являются пониженная воспламеняемость, повышенная вязкость.

Считается [1—4 и др.], что наиболее эффективным средством улучшения рабочего процесса ДВС на режимах холостого хода и малых нагрузок является отключение части цилиндров. В работе [2] отмечается, что область смолообразования для двигателей Д-108, Д-130 и Д-160 лежит в поле индикаторных давлений рК0,30 — 0,42 МПа и температуры выпускных газов перед турбиной 1;тг<400 0С. При р.>0,42 МПа, которое достигалось отключением двух цилиндров из четырех, даже при низких температурах окружающего воздуха обеспечивается удовлетворительный процесс сгорания, при котором на выпускных клапанах и в выпускном тракте смолистых отложений не обнаруживается.

Вработе [1, 2] отмечается, что холостой ход прогретого двигателя ЯМЗ-238 может быть обеспечен работой четырех или двух цилиндров из восьми, что приводит к улучшению ситуации в плане среднего эффективного давления и температур деталей двигателя (табл. 1).

Однако длительные испытания дизеля Д-130 с 0отключением двух цилиндров на режимах холостого хода показали, что при последующем включении этих цилиндров на переходных режимах создаются весьма благоприятные условия для образования смолистых веществ.

Это связано с более низкой температурой стенок деталей, образующих внутрицилиндровое про-

Таблица 1

Значения среднего эффективного давления и температуры некоторых деталей работающих цилиндров дизеля ЯМЗ-238

Параметр Значение

Выключены 4 цилиндра Выключены 6 цилиндров

Среднееэффективное давление, МПа 0,176 0,557

Температура, 0С:

носка распылителя форсунки 142 126

поверхности камеры сгора- 105 128

ния

стенки цилиндра в районе 118 155

верхнего компрессионного

кольца при положении порш-

нявВМТ

странство (днища поршня, головки цилиндров, тарелок впускного и выпускного клапанов т. п.) в не-работавших цилиндрах [2].

Кроме того, на дизелях с газотурбинным наддувом не исключаются случаи «разноса» турбокомпрессора после включения всех цилиндров на полную подачу топлива (масло, накопившееся ранее в отключенных цилиндрах, при их включении интенсивно выгорает, увеличивая тем самым давление на входе в турбину и, следовательно, частоту вращения ее рабочего колеса) [1].

Приведенные выше материалы позволяют сделать заключение о том, что на работе двигателя отрицательно сказывается и высокая, и низкая температура свежего заряда.

Подводя итог рассмотренным материалам, следует констатировать наличие проблемы существенной зависимости эффективности рабочего процесса и надежности поршневых ДВС от температуры поступающего в цилиндры свежего заряда. При этом как нагрев, так и охлаждение наддувочного воздуха выше или ниже некоторых оптимальных температурных границ ведут к негативным последствиям. Существующие в современной практике двигателестроения способы нейтрализации этих последствий недостаточно эффективны. Проблемы стабилизации параметров воздухоснаб-жения являются актуальными и требуют практического решения.

Библиографический список

1. Берестнев, Г. А. Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора : дис. . канд. техн. наук / Г. А. Берестнев. — Челябинск, 2006. — 138 с.

2. Лазарев, А. А. Улучшение работы двигателя с камерой в поршне на режимах холостого хода и малых нагрузок / А. А. Лазарев // Тракторное и сельскохозяйственное машиностроение. — 1963. — Вып. 2. — С. 22-28.

3. Шабалин, Д. В. Стабилизация температуры наддувочного воздуха : моногр. / Д. Ю. Фадеев, Е. С. Терещенко. — Омск : Омское кн. изд-во, 2013. — 100 с.

4. Шабалин, Д. В. Сокращение времени разгона дизелей с газотурбинным наддувом гусеничных и колёсных машин / Е. С. Терещенко, Д. Ю. Фадеев. — Омск : Омское кн. изд-во, 2013. — 100 с.

УДК 62-503.55:658.51

СМИРНОВ Антон Михайлович, адъюнкт кафедры двигателей.

ШАБАЛИН Денис Викторович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры двигателей. ПЕРОВ Сергей Анатольевич, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры двигателей. ДАДАЯН Сергей Эдуардович, кандидат технических наук, преподаватель кафедры двигателей. Адрес для переписки: smirnoff287sam@mail.ru

Статья поступила в редакцию 27.06.2014 г. © А. М. Смирнов, Д. В. Шабалин, С. А. Перов, С. Э. Дадаян

О. П. СУПЧИНСКИИ М. Ф. КАПУСТЬЯН

Омский государственный университет путей сообщения

КОМПЛЕКСНЫЙ подход ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ И ПЛАНИРОВАНИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И «ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

В статье предложена схема организации производственного процесса, основанная на использовании замкнутого цикла программного обеспечения: программы «Сетевое планирование», стандартных инструментов Microsoft Office Excel и программного средства управления проектами «Битрикс24».

Ключевые слова: сетевое планирование, сетевой график, критический путь, «облачные технологии».

В настоящее время многие предприятия и организации внедряют принципы управления качеством в своей деятельности. Основные цели, которых пытается добиться руководство, это повышение качества продукции, сокращение затрат, снижение времени выполнения работ, а также сокращение такой деятельности предприятия, которая не направлена на выпуск продукции или оказание услуг. В большинстве случаев управление качеством сводится

к внедрению службы качества, которая занимается разработкой внутренних документов, таких как политика и цели в области качества, руководство по качеству, шесть обязательных процедур системы качества. Но разработка вышеперечисленных документов не дает результата без планирования и документирования всех процедур.

При планировании работ по изготовлению той или иной продукции возникают некоторые пробле-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.