ПРОВЕРКА СИСТЕМЫ НАДДУВА НЕПОСРЕДСТВЕННО НА ДВИГАТЕЛЕ В СБОРЕ БЕЗ ЗАПУСКА ДВС Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

urozhajnosti odnoletnih trav [Tekst] / N.A. Ivannikova, K.N. Evsenkin, S.V Peregudov, A.V. Nefedov // Melioraciya i vodnoe hozyajstvo, 2015. - № 4. - S. 2-5.

3. Kreshtanova, V.N. Geneticheskie osobennosti i ocenka plodorodiya vyrabotannyh torfyanikov Rossii [Tekst]/V.N. Kreshtanova//Povyshenie ehffektivnostimelioraciisel'skohozyajstvennyh zemel'. Dokl. Mezhd. nauchn.-prakt. konfer. - Minsk, 2005. - S. 178-179.

4. Musaev, F.A., Ocenka zagryazneniya melioriruemogo agrolandshafta azotosoderzhashchimi veshchestvami i metody ih snizheniya [Tekst]/ F.A. Musaev, K.N. Evsenkin, YU.P. Dobrachev, O.A. Zaharova.

- Ryazan': RGATU, 2014. - 158 s.

5. Zaharova, O. A. Mikrobocenoz pochvy pri raznyh urovnyah antropogennogo vozdejstviya [Tekst] / O.A. Zaharova, L. V. Kirejcheva, YU. A. Mazhajskij. - Ryazan': RGSKHA, 2004. - 159 s.

6. Zaharova, O.A. Rezhim organicheskogo veshchestva v meliorirovannoj pochve [Tekst] / O.A. Zaharova, YA.V. Kostin. - Ryazan': RGATU, 2013. - 116 s.

7. Vollenweider, R. A. Assessment of mass balance // Principles of lake management / S.E. Jorgensen and R.A. Vollenweider, eds.). (Guidelines of lake management Vol. 1.) Shiga, Japan: ILEC/UNEP Publ., 1989.

- P. 53-69.

УДК 62-799

ПРОВЕРКА СИСТЕМЫ НАДДУВА НЕПОСРЕДСТВЕННО НА ДВИГАТЕЛЕ В СБОРЕ БЕЗ ЗАПУСКА ДВС

ИНШАКОВ Александр Павлович, д-р техн. наук, профессор кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина, [email protected]

КУРБАКОВ Иван Иванович, канд. техн. наук, доцент кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина, [email protected]

КУРБАКОВА Мария Сергеевна, аспирант кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина, [email protected]

ЛАДИКОВ Сергей Александрович, аспирант кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А.И. Лещанкина, [email protected] ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск ПОНОМАРЕВ Андрей Григорьевич, вед. научн. сотрудник, [email protected] ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва

Цель исследований - диагностирование системы наддува автотракторного двигателя - представляет непростую задачу в первую очередь из-за того, что выполнение процесса диагностирования на специализированных стендах из-за конструктивных особенностей системы в сборе провести не представляется возможным, при этом оценить техническое состояние с невысокой достоверностью можно на функционирующем двигателе. В связи с этим авторами статьи поставлена цель совместить преимущества стендовой оценки с моторными испытаниями. В качестве объекта исследования был выбран турбокомпрессор ТКР-6.1, установленный на двигателе Д-245. Предлагается осуществлять проверку системы наддува по представленному алгоритму с использованием разработанного устройства для раскрутки ТКР в автономном режиме. Реализация алгоритма и использование предложенных средств для его осуществления в итоге позволит исключить случаи демонтажа исправного ТКР с двигателя, провести проверку линии впуска и выпуска на герметичность, что в совокупности приведёт к снижению затрат и времени устранения неисправности.

Ключевые слова: дизельный двигатель, турбокомпрессор, впуск, выпуск, турбокомпрессор, диагностирование.

Введение

В практике поиска неисправностей наиболее широко применяется метод безразборного диагностирования системы наддува, основанный на измерении давления наддува. Этот метод позволяет отслеживать эффективность функционирования турбонаддува непосредственно в процессе эксплуатации дизеля, т. е под нагрузкой. В большинстве предложенных методик диагноз базируется на сравнении измеренной информации

с эталонной, и делается заключение об исправности или неисправности системы. Снижение же давления наддува может быть следствием многих неисправностей, таких как засорение воздухоочистителя, наличие гидравлических утечек воздуха после компрессора, прорыв газов перед турбиной, противодавление на выпуске и т.д.

По исследованиям, проведенным авторами статьи, отмечается, что наибольшее влияние на качество работы системы наддува влияет на-

© Иншаков А. П., Курбаков И. И., Курбакова М. С., Ладиков С. А., Пономарев А. Г., 2018 г

рушение герметичности соединении входящих в неё элементов. В качестве примера на рисунках 1,2 приведён сравнительный анализ показателей работы двигателя с наддувом при наличии утечек

различного рода с исправным состоянием, полученных на модернизированном тормозном стенде КИ 5543 ГОСНИТИ.

гт,-. 4члетцЯйми

Апатит ■— чгиядав

— \\

N

№к яы ;т ¿'и

Рис.1 - Показатели функционирования ТКР-6.1 в условиях регуляторной характеристики

двигателя (неисправность линии впуска - утечки воздуха после компрессора)

Из характеристик видно, что наличие данного рода неисправностей сильно снижает эффективность работы системы наддува, происходит снижение мощностных показателей, увеличение расхода топлива, ухудшение экологических показателей. В свою очередь выявление утечек из-за конструктивных особенностей и плотной компоновки современных ДВС сильно усложняется.

В связи с этим целью исследования является разработка эффективного метода диагностирования системы наддува на наличие утечек на линии впуска и выпуска.

Задача исследования - разработка оборудования и способа, позволяющих проводить проверку системы наддува непосредственно на двигателе в сборе без запуска ДВС и разработка методики его применения.

Материалы и методы исследования

В качестве объекта исследования был выбран турбокомпрессор ТКР-6.1, установленный на двигателе Д-245.

Для выполнения поставленных целей и задач предлагается использовать разработанное устройство для раскрутки ТКР в автономном режиме. Принципиальная схема устройства представлена на рисунке 3.

Устройство включает в себя блок подачи газа 4; устройство, обеспечивающее отжатие клапанов 1 с целью открытия газовой связи и объединения линии впуска и выпуска двигателя; устройство обеспечения автономной системы смазки при диагностировании 3; датчик частоты вращения 2; устройство регистрации (плата АЦП) 5; персональный компьютер 6 и программное обеспечение PowerGraph 7.

Результаты исследований

При диагностировании системы наддува параметры двигателя влияют на параметры ТКР. С целью исключения данного факта нами предлага-

Рис. 2 - Показатели функционирования ТКР-6.1 в условиях регуляторной характеристики двигателя (неисправность линии выпуска - утечки газа перед турбиной)

ется проведение диагностирования осуществлять по следующему алгоритму (рис. 4).

Предлагаемый алгоритм позволяет установить уровень работоспособности системы наддува без запуска ДВС в сборе. Для осуществления алгоритма необходимо произвести ряд операций с использованием специально разработанного оборудования.

Рис. 3 - Схема устройства раскрутки 1 - устройство отжатия клапанов;

2 - датчик частоты вращения;

3 - блок автономной системы смазки;

4 - блок подачи газа; 5 - плата АЦП;

6 - персональный компьютер;

7 - программное обеспечение PowerGraph

Предложенный алгоритм диагностирования включает в себя возможность как моторных, так и стендовых испытаний. Изначально процесс диагностирования основывается на первичной информации, полученной в сервисной службе.

Обычно причиной обращения в сервисную службу является снижение мощностных показателей, увеличение расхода топлива, ухудшение экологических показателей, посторонние шумы. Первоначально в таких ситуациях производится общая диагностика двигателя с целью исключения влияния различных систем двигателя: топли-воподачи, управления, охлаждения, масленой и др. При их исправном состоянии задача мастера-диагноста состоит в определении параметров

турбокомпрессора. Если в процессе нахождения неисправности на каком-то этапе был демонтирован ТКР с двигателя, наилучшим последующим шагом будет проверка его на специализированных стендах. При не обнаружении различного рода неисправности в стендовых условиях или при обнаружении параметров в допуске, ТКР можно в дальнейшем эксплуатировать, при этом особое внимание уделяется установке его на двигатель.

Возможна отремонтировать ? ПА

НЕТ

Замена аспрабным агрегатом

Рис. 4 - Алгоритм диагностирования

В случае отклонения параметров от допустимых или наличия таких неисправностей, как повышение дисбаланса, утечка масла через уплотнения, повреждение колеса турбины или компрессора, ТКР отправляется в ремонт. При целесообразности ремонта следует его ремонтировать. В противном случае требуется замена агрегата на новый.

В случае, когда ТКР не демонтирован, нами предлагается использовать совокупность

устройств, представленных в статье, для обеспечения раскрутки ТКР без запуска двигателя.

Для осуществления процесса диагностирования необходимо установить коленчатый вал в положение верхней мертвой точки для первого цилиндра и зафиксировать в этом положении. Закрепить устройство отжатия клапанов над клапанами второго и третьего цилиндров, находящихся на тактах выпуска и сжатия (рис. 5).

Рис. 5 - Расположение устройства

Размещается устройство так, чтобы два соос-ных отверстия располагались над впускным и выпускным клапанами (метки должны быть точно по центру коромысел).

Под действием внешней нагрузки, создаваемым посредством устройства, коромысло начинает воздействовать на клапан, тем самым происходит открытие газовой связи между впускным и выпускным трактами двигателя (рис. 6).

Рис. 6- Открытие клапанов

Подключаем автономный источник системы смазки. Для этого отсоединяем масляную трубку, ведущую от фильтра картера до турбокомпрессора, и подключаем блок автономной системы смазки к отверстию в турбокомпрессоре.

Роль резервуара для хранения моторного масла выполняет емкость с нагревательным элементом. Активным элементом системы смазки является насос, обеспечивающий непрерывную циркуляцию рабочей жидкости. В действие он приводится от электродвигателя через муфту. В данной системе смазки применяем насосы шестеренчатого типа. Перепускной клапан позволяет стабилизировать давление; если давление превышает установленную норму, происходит его сброс. Масляный фильтр предназначен для очистки мас-

ла от засорений. Модуль измерения параме(Г4ро^ позволяет контролировать температуру и давление масла.

Затем подключается блок подачи газа и осуществляется проверка системы наддува через образовавшуюся газовую связь. При проверке контролируется частота вращения вала турбокомпрессора, осуществляется проверка системы на герметичность (рис. 7).

Рис. 7 - Подсоединение блока подачи воздуха к впускному коллектору

Утечки газа на линии впуска и выпуска могут быть определены различными методами (например, с применением индикаторов герметичности конструкции ГОСНИТИ, а также обмыливанием доступных соединений, пропусканием дыма или газа, светящегося в различных спектрах света). При отсутствии таких неисправностей следует определить скоростные параметры вала ТКР и сравнить их с таковыми в исправном состоянии. Если параметры находятся в допуске, а неисправность заключается в некорректной регулировке ТКР, то следует устранить неисправность и перейти к эксплуатации. Если параметры не в допуске, то есть частота вращения и время выхода на максимальную скорость снижены и причину устранить не удалось, либо при диагностировании был обнаружен посторонний шум, либо негерметичность подшипника, то следует ТКР демонтировать с двигателя и отравить на ремонтное предприятие.

Заключение

Таким образом, реализация алгоритма и использование предложенных в статье средств для его осуществления в итоге позволят исключить случаи демонтажа исправного ТКР с двигателя, провести проверку линии впуска и выпуска на герметичность, что в совокупности приведёт к снижению затрат и времени устранения неисправности.

Список литературы

1. Определение неисправностей газотурбинного наддува двигателя [Текст] / А. П. Иншаков, А.

H. Кувшинов, И. И. Курбаков, М. С. Курбакова, С. А. Ладиков // Сельский механизатор. - 2018. - №

I. - С. 34-35.

2.Иншаков, А. П. Информационные средства для повышения надежности использования мобильной техники [Текст] / А. П. Иншаков, С. С. Капитонов, В. А. Филин, И. И. Курбаков, А.Н. Кувшинов, М. С. Курбакова // Сельский механизатор. - 2018. - № 1. - С. 41-43

3.Использование динамических характеристик двигателя и турбокомпрессора для диагностирования систем газотурбинного наддува [Текст] / А. П. Иншаков, И. И. Курбаков, М. С. Курбакова // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 3. - С. 34-39

4. Встроенная система диагностирования тур-

бокомпрессоров дизелей [Электронный ресурс] /

B. В. Лянденбурский, А. П. Иншаков, И. И. Курбаков, А. Н. Кувшинов, В. В. Судьев // Науковедение : интернет-журнал. - 2015. - Том 7. - №4 - Режим доступа : http://naukovedenie.ru/PDF/114TVN415. pdf (доступ свободный). - Загл. с экрана.

5. Иншаков, А. П. Способ диагностирования системы воздухопадачи тракторного дизеля [Текст] / А. П. Иншаков, И. И. Курбаков, А. Н. Кувшинов // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - № 3. -

C. 67-71.

CHECK SYSTEM BOOST DIRECTLY ON THE ENGINE ASSEMBLY WITHOUT RUNNING THE ENGINE

Inshakov Alexander P., doctor of technical sciences, professor department of Mobile Energy Means and Agricultural Machines named after Professor A.I. Leshankina, [email protected]

Kurbakov Ivan I., Ph.D., Associate Professor of the Department of Mobile Power Means and Agricultural Machines named after Professor A.I. Leshankina, [email protected]

Kurbakova Maria S., post-graduate student of the Department of Mobile Energy Facilities and Agricultural Machines named after Professor A.I. Leshankina, [email protected]

Ladikov Sergey A., post-graduate student of the Department of Mobile Energy Facilities and Agri-cultural Machines named after Professor A.I. Leshankina, [email protected] Ogarev Mordovia State University, Saransk

Ponomarev Andrey G., leading researcher exercising the scientific, Federal Research Agro-engineering Center VIM, [email protected]

The purpose of the research is to diagnose the supercharging system of the motor-tractor engine presents a difficult task in the first place due to the fact that the implementation of the diagnosis process on specialized stands because of its design features in the Assembly is not possible, while it is possible to assess the technical condition with low reliability on a functioning engine. In this regard, the authors aim to combine the advantages of bench evaluation with motor tests. As the object of study was chosen turbocharger TKP-6.1, mounted on the engine D-245. It is proposed to test the boost system according to the presented algorithm with the use of the developed device for the promotion of the TCR in offline mode. The implementation of the algorithm and the use of the proposed means for its implementation will eventually allow to eliminate the cases of dismantling the serviceable TKR from the engine, to check the intake and exhaust lines for tightness, which together will lead to a reduction in costs and time to eliminate the malfunction. Key words: diesel engine, turbocharger, intake, output, turbocharger, diagnosis.

Literatu^

l.Inshakov A.P. Opredelenie neispravnostej gazoturbinnogo nadduva dvigatelja / A. P. Inshakov, A. N. Kuvshinov, I. I. Kurbakov, M. S. Kurbakova, S. A. Ladikov// Sel'skij mehanizator. - 2018. - № 1. - S. 34-35.

2.Inshakov A.P. Informacionnye sredstva dlja povyshenija nadezhnosti ispol'zovanija mobil'noj tehniki/A. P. Inshakov, S. S. Kapitonov, V. A. Filin, 1.1. Kurbakov, A.N. Kuvshinov, M. S. Kurbakova //Sel'skij mehanizator.

- 2018. - № 1. - S. 41-43

3.Ispol'zovanie dinamicheskih harakteristik dvigatelja i turbokompressora dlja diagnostirovanija sistem gazoturbinnogo nadduva Inshakov A.P., Kurbakov I.I., Kurbakova M.S. Izvestija Samarskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. 2017. № 3. S. 34-39

4.Ljandenburskij V.V. Vstroennaja sistema diagnostirovanija turbokompressorov dizelej/V. V. Ljandenburskij, A. P. Inshakov, I. I. Kurbakov, A. N. Kuvshinov, V. V. Sud'ev // Internet-zhurnal «NAUKOVEDENIE» Tom 7, №4 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/114TVN415.pdf (dostup svobodnyj). Zagl. s jekrana. JAz. rus., angl. DOI:10.15862/114TVN415

5. Inshakov A. P. Sposob diagnostirovanija sistemy vozduhopadachi traktornogo dizelja /A. P. Inshakov, 1.1. Kurbakov, A. N. Kuvshinov//Izvestija Samarskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. - 2014.

- № 3. - S. 67-71.