CC BY
57
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.
УДК 629.11:621.43 ЕВ. МУРАВЬЕВ
РАЗВИТИЕ БЕЗРАЗБОРНЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ АВТОТРАКТОРНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
В статье рассмотрено современное состояние безразборных методов диагностирования топливной аппаратуры автотракторных дизелей, их место в системе технического обслуживания, а также выявлены пути их дальнейшего развития.
В настоящее время все больше внимания уделяется экономичности и экологичности автотракторных двигателей, так как они являются одними из главных источников загрязнения в сельском хозяйстве. В отработавших газах двигателей внутреннего сгорания находится несколько сотен токсичных составляющих, которые загрязняют атмосферу, почву, сельскохозяйственную продукцию, отрицательно влияют на организм людей, животных.
Топливоподающая система является одной из основных частей автотракторного дизеля, и поэтому от ее состояния в значительной мере зависят экономичность и эффективность работы двигателя в целом. При отклонении параметров состояния топливной системы от номинальных, изменяется рабочий процесс, что приводит к увеличению расхода топлива, снижению мощности двигателя, повышению дымности (см. табл.). По данным различных исследований от 25 до 50% отказов у автотракторных дизелей происходит вследствие неисправностей, возникающих в топливной аппаратуре [1].
В процессе эксплуатации тракторов и сельскохозяйственных машин их техническое состояние постепенно ухудшается, в том числе снижается топливная экономичность, ухудшаются параметры экологической безопасности. Использование совершенных методов и средств диагностирования топливоподающей системы, позволяющих с минимальными затратами средств и труда с высокой точностью определить состояние ее элементов, дает возможность перейти к системе ТО и ремонтов по фактическому состоянию, которая является наиболее прогрессивной из всех существующих. Это позволит снизить количество отказов тракторов из-за неисправностей в топливной системе, уменьшить расход топлива, вредные выбросы и эксплуатационные 42
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
затраты за счет обеспечения стабильности конструктивнорегулировочных параметров и параметров процесса топливоподачи и поддержания их в допустимых пределах, а также более полно использовать ресурс отдельных узлов и деталей.
Структурные и диагностические параметры состояния топливной аппаратуры
Структурный параметр Диагностический параметр Средство диагностирования Влияние на работу топливной аппаратуры
Топливная аппаратура в целом
Угол опережения впрыска топлива Фаза вибросигнала Электронный малогабаритный диагностический прибор ЭМДП Ухудшается процесс сгорания топлива, увеличивается удельный эффективный расход топлива
Неравномерность подачи топлива по цилиндрам Цикловая подача топлива Топливомер КИ-4818 Ухудшается экономичность, работа двигателя становится неустойчивой, повышается шум-ность, увеличивается дымность отработавших газов
Форсунка
Усилие затяжки пружины Общий уровень вибрации Электронный малогабаритный диагностический прибор ЭМДП Понижается давление начала впрыскивания, увеличивается количество впрыскиваемого топлива в цилиндры двигателя и дальнобойность струи топлива, снижает-
43
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.
Структурный параметр Диагностический параметр Средство диагностирования Влияние на работу топливной аппаратуры
ся его дисперсность распылива-ния и замедляется его испарение
Негерметичность по запирающему конусу Падение давления Прибор для проверки прецизионных пар топливных насосов КИ-4802 Происходит неполное сгорание топлива, вследствие чего возрастает нагарообразование в камере сгорания и увеличивается удельный расход топлива
Продолжение таблицы
Структурный параметр Диагностический параметр Средство диагностирования Влияние на работу топливной аппаратуры
Эффективное проходное сечение распылителя Качество распыла Прибор для испытания и регулировки форсунок КИ-562 При закоксовывании отверстий распылителя нарушается равномерность подачи топлива по цилиндрам, дизель начинает работать неравномерно, а его мощность падает. При износе отверстий распылителя ухудшается качество смесеобразования и снижается эффек-
44
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Структурный параметр Диагностический параметр Средство диагностирования Влияние на работу топливной аппаратуры
тивность сгорания, запуск дизеля затрудняется и он работает с дымным выхлопом
Подвижность иглы распылителя Общий уровень вибрации Электронный малогабаритный диагностический прибор ЭМДП При зависании иглы в верхнем положении увеличивается расход топлива, нарушаются процессы смесеобразования и сгорания. Зависание иглы в нижнем положении приводит к непоступлению топлива в цилиндры двигателя, снижению частоты вращения коленчатого вала, а в топливной системе образуются высокие давления, которые могут вызвать появление трещин в деталях топливного насоса
Насосная секция ТНВД
45
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.
Структурный параметр Диагностический параметр Средство диагностирования Влияние на работу топливной аппаратуры
Износ плунжерной пары Максимальное давление, развиваемое парой на пусковых оборотах Прибор для проверки прецизионных пар топливных насосов КИ-4802 Уменьшается цикловая подача топлива, снижается производительность насоса и ухудшаются пусковые качества дизеля, впрыскивание топлива форсункой в цилиндры начинается позднее
Продолжение таблицы
Структурный параметр Диагностический параметр Средство диагностирования Влияние на работу топливной аппаратуры
Нагнетательный клапан
Негерметичность клапана по конусу Продолжительность падения давления над клапаном Прибор для проверки прецизионных пар топливных насосов КИ-4802 Топливо впрыскивается в цилиндры дизеля позднее, количество подаваемого насосной секцией топлива резко уменьшается, а двигатель начинает работать с перебоями
В настоящее время существует множество различных приборов для диагностирования топливных систем тракторных дизелей. Большинство из них требуют частичной разборки элементов топлив-
46
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
ной аппаратуры и вмешательства в их нормальное функционирование, что приводит к снижению ресурса деталей и требует регулировки после проведения диагностирования.
Проведенный анализ существующих методов диагностирования показал, что наиболее предпочтительными для проведения безразборного диагностирования элементов топливной системы являются виброаккустический метод и метод, основанный на измерении давления.
В процессе работы топливной аппаратуры, при соударении деталей формируются виброакустические сигналы, анализируя которые можно получить сведения о состоянии отдельных элементов. Амплитуда виброакустического сигнала пропорциональна скорости соударения деталей, которая зависит от величины зазора в кинематической паре.
В настоящее время виброакустический метод используется для определения технического состояния форсунок и элементов топливного насоса высокого давления.
Виброакустический метод позволяет предварительно определить техническое состояние объекта без его разборки. Но в то же время сложность заключается в обработке сигнала, отделении полезной составляющей от помех. Довольно сложно также по форме сигнала, его амплитуде и фазе определить вид неисправности или параметры технического состояния диагностируемого элемента. Выходом может служить обработка полученного сигнала с помощью современной компьютерной техники.
Величина давления, нарастание давления, перепад давления в значительной степени определяют техническое состояние и показатели работы агрегатов и систем машин, и в настоящее время метод, основанный на измерении давления, широко применяется для диагностирования топливной аппаратуры. Но в большинстве случаев используются датчики давления, устанавливаемые в топливопровод, которые требуют разборки элементов топливной системы. Чтобы избавиться от разборочных операций, можно применять накладные датчики давления (в частности фирм AVL и Kistler).
Трудность с применением накладных датчиков давления состоит в том, что они дают только ориентировочные сведения о процессах в топливной системе, а также не фиксируют остаточное давление и его изменение [2]. В то же время на кафедре судовых энергетических
47
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 2004. Вып. 76.
установок МГТУ для исследования процессов в топливной системе успешно используются тензорезисторные мембранные датчики давления топлива [3].
Следует также отметить низкий уровень автоматизации процесса диагностирования, что значительно увеличивает затраты времени и труда, мало внимания уделяется использованию современных электронно-вычислительных средств, которые позволяют сократить время, затрачиваемое на обработку результатов и постановку диагноза. Опыт показал, что применение современных автоматизированных информационно-измерительных комплексов на основе применения микропроцессорных средств и систем, обладающих возможностью одновременного диагностирования множества конструктивнорегулировочных параметров технического состояния объекта и анализа полученных результатов (в частности цифровой диагностический прибор «ВИБРОНАВИГАТОР» на базе карманного компьютера промышленного образца [4], информационно-измерительный диагностический комплекс ИИДК [2]) позволяет значительно ускорить процесс диагностирования и постановки диагноза, повысить достоверность результатов, снизить затраты труда. К сожалению, в настоящее время подобные диагностические системы имеют высокую стоимость, и сельскохозяйственные товаропроизводители не могут позволить себе приобретение данных диагностических средств, но при дальнейшем их развитии и серийном производстве стоимость снизится.
Таким образом, развитие безразборных методов диагностирования топливной аппаратуры тракторных дизелей предусматривает:
- широкое использование накладных датчиков (датчики давления, датчики-акселерометры);
- использование современной микропроцессорной техники для проведения диагностирования и анализа полученных результатов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Черноиванов В.И., Бледных В.В., Северный А.Э. и др. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве /Под ред. В.И. Черноиванова. - Москва - Челябинск: ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2003. - 992 с.
48
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
2. Нигматуллин Ш.Ф. Совершенствование методов и средств диагностирования топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей: Дисс... канд. техн. наук. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2002.
3. Малышев В.С., Злобин А.В., Ходжа М.С. Исследование процессов в системе топливоподачи дизеля 6ЧН12/14. www.vibrotec.ru, МГТУ, 2000.
4. Сидыганов Ю.Н. Методология формирования нормативной базы оснащения машинно-технологических станций средствами механизации процессов в земледелии и обеспечения их технологической и эксплуатационной надежности: Дисс. д-ра техн. наук. -Санкт-Петербург - Пушкин: СПбГАУ, 2003.
Получено 29.03.2004.
УДК 629.11: 621.436: 551.3 М.Ю. НЕКРАШ
УЧЕТ ПОТЕРЬ ОТ НЕПЛАНОВЫХ ОТКАЗОВ КОРМОУБОРОЧНОЙ ТЕХНИКИ
В статье рассмотрено влияние надежности техники на эффективность процесса уборки трав. Приведена методика расчета потерь при внезапных отказах кормоуборочной техники с учетом потерь, связанных с их восстановлением.
Анализ прогрессивных технологий и технических средств для заготовки кормов говорит о том, что комплектование МТП крупных коллективных хозяйств и обслуживающих предприятий (МТС) современными, высокопроизводительными кормоуборочными машинами при эффективном их использовании обеспечивает заготовку кормов в
49
