Результаты исследования технического состояния двигателей внутреннего сгорания пожарных автомобилей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

М. А. САВИН, канд. техн. наук, доцент, профессор Уральского института ГПС МЧС РФ, г. Екатеринбург, Россия

УДК 614.846.6:621.43.016

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Приведены результаты исследований технического состояния цилиндропоршневой группы силовых агрегатов пожарных автомобилей в холодном и прогретом до оптимальных температур состоянии. Экспериментально установлено, что компрессия двигателей как в их "холодном", так и в "горячем" состоянии уменьшается с увеличением степени их изношенности. По мере износа двигателей падает также среднее значение отношения величин их компрессии в "холодном" и "горячем" состоянии. Для обеспечения высокой динамики следования пожарных автомобилей по вызову необходимо обеспечить подогрев средне- и сильно изношенных двигателей в течение всего периода нахождения автомобиля в пожарном депо либо существенно уменьшить темп их охлаждения.

Ключевые слова: пожарный автомобиль; двигатель внутреннего сгорания; "горячее" состояние; "холодное" состояние; компрессия.

Материальной основой оперативных действий подразделений пожарной охраны являются пожарные автомобили (ПА). Модели ПА, составляющие основу парка страны, устарели морально, обладают недостаточными динамическими показателями и недопустимо низким ресурсом. Так, в 2001 г. на вооружении государственной противопожарной службы находилось 8835 ПА со сроками эксплуатации, превышающими нормативные в 1,1___2 раза, или 51 %

от имеющихся в наличии ПА. Сверх нормативных сроков эксплуатировались 7365 ед., или 51,8 % основных ПА; 1469 ед., или 47,3 % специальных ПА. При существующем объеме финансирования прогнозировалось [1], что к 2010 г. до 88 % основных и 98 % специальных пожарных автомобилей, содержащихся за счет федерального бюджета, израсходуют нормативный ресурс. Таким образом, парк пожарных автомобилей интенсивно стареет и столь же интенсивно снижается его надежность.

В такой ситуации поддержание оперативных возможностей и ресурса парка ПА становится одной из актуальных задач пожарной охраны.

Эксплуатация пожарных автомобилей весьма специфична и заключается в неопределенной частоте и продолжительности выездов, форсированных скоростных и нагрузочных режимах работы основных агрегатов, их неоптимальном тепловом состоянии.

Динамические характеристики ПА во многом определяются такими показателями, как номинальная мощность двигателя (ДВС) базового шасси, тепловой режим работы и величина его остаточного ресурса. Следствием снижения тягово-скоростных ка-

честв пожарных автомобилей является ухудшение их оперативной подвижности, увеличение времени следования оперативных расчетов к месту вызова и, соответственно, возрастание количества жертв и материальных потерь при пожарах и других ЧС [2].

Достаточно объективной характеристикой технического состояния ДВС является такой показатель, как компрессия. Компрессия прямо влияет на величину эффективной мощности, развиваемой ДВС, и тягово-скоростные качества ПА.

В то же время известно, что эффективная мощность, развиваемая непрогретыми ДВС различных марок в первый период после пуска, составляет порядка 60_80 % от номинальной [3].

Для установления количественной зависимости между пробегом ПА и компрессией их двигателей был проведен специальный эксперимент. Цель эксперимента— повысить уровень пожарной безопасности населения и объектов защиты, задача — наметить меры по обеспечению высоких скоростных качеств ПА, обладающих небольшим остаточным ресурсом, при их следовании к месту вызова для выполнения действующих нормативных требований [4].

Объектами лабораторных исследований являлись У-образные бензиновые двигатели 8Ч 10/9,5 марки ЗиЛ-508.10 основных ПА. В рамках эксперимента измеряли компрессию в цилиндрах "холодных" и прогретых до оптимальных температур двигателей ЗиЛ-508.10 базовых шасси. Их системы смазки были заправлены моторным маслом М-8В1.

© Савин М. А., 2012

{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №6

55

Таблица 1. Компрессия двигателей ЗиЛ-508.10 в "холодном" и "горячем" состоянии

Состояние двигателя ПА Компрессия, МПа, цилиндра Среднее значение

1 2 3 4 5 6 7 8 отношения компрессии ДВС в "холодном" и "горячем" состоянии

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Пожарная автоцистерна АЦ-40(130), гос. № 96-13; пробег, км: по спидометру — 11496, приведенный — 47688

0,750 0,800 0,600 0.760 0,750 0,790 0,800 0,820

"Холодное" 0,800 0,780 0,820 0,850 0,620 0,650 0,760 0,770 0,800 0,810 0,800 0,800 0,820 0,810 0,800 0,820

0,810 0,860 0,610 0,750 0,810 0,810 0,850 0,860

Среднее значение 0,785 0,833 0,620 0,760 0,793 0,800 0,820 0,825

0,820 0,860 0,660 0,800 0,835 0,850 0,850 0,870

"Горячее" 0,840 0,870 0,680 0,780 0,830 0,870 0,840 0,860

0,830 0,860 0,670 0,760 0,840 0,860 0,860 0,865

Среднее значение 0,830 0,863 0,670 0,785 0,835 0,860 0,850 0,865

Отношение 0,950 0,970 0,930 0,970 0,950 0,930 0,960 0,950 0,950

Пожарная автоцистерна АЦ-40(131), гос. № В 561 АМ; пробег, км: по спидометру — 13640, приведенный — 55168

"Холодное" 0,750 0,730 0,800 0,800 0,780 0,800 0,780 0,740 0,800 0,810 0,780 0,760 0,790 0,780 0,750 0,800

Среднее значение 0,740 0,800 0,790 0,760 0,805 0,770 0,785 0,775

"Горячее" 0,760 0,820 0,840 0,860 0,850 0,860 0,800 0,800 0,800 0,830 0,850 0,790 0,810 0,840 0,840 0,870

Среднее значение 0,790 0,850 0,855 0,800 0,815 0,820 0,825 0,855

Отношение 0,940 0,940 0,920 0,920 0,990 0,940 0,950 0,910 0,938

Пожарная автоцистерна АЦ-40(130), гос. № 84-08; пробег, км: по спидометру — 16790, приведенный — 64245

0,680 0,700 0,850 0,640 0,700 0,760 0,680 0,700

"Холодное" 0,660 0,650 0,790 0,700 0,700 0,750 0,690 0,740

0,600 0,710 0,860 0,560 0,750 0,800 0,650 0,760

Среднее значение 0,646 0,686 0,833 0,630 0,716 0,770 0,673 0,753

0,730 0,760 0,895 0,710 0,805 0,890 0,845 0,840

"Горячее" 0,735 0,750 0,890 0,740 0,805 0,860 0,840 0,860

0,740 0,755 0,900 0,720 0,805 0,890 0,850 0,860

Среднее значение 0,735 0,755 0,895 0,723 0,805 0,880 0,845 0,853

Отношение 0,880 0,910 0,930 0,860 0,880 0,880 0,800 0,880 0,877

0,922 (за 3 ДВС)

Температура воздуха в пожарном депо составляла 18+1 °С (291+1 К).

Измерение компрессии в цилиндрах ДВС, т. е. максимального давления газов в такте сжатия в режиме прокрутки стартером, проводилось по известной методике [5]. Для этого использовался образцовый стрелочный манометр МТИ с диапазоном измерений 0___1,0 МПа (0.. .10 кгс/см2) и классом точности 0,6.

Инструментальные исследования проводились на двигателях ЗиЛ-508.10 трех пожарных автомо-

билей (табл. 1), имевших различные общие и приведенные пробеги*. При этом степень расхода ресурса ДВС была определена сопоставлением приведенных пробегов исследуемых ПА с нормативным ресурсом [6, прил. 21]. Результаты расчетов представлены в табл. 2.

* Посредством приведенных пробегов в пожарной охране учитывается расход ресурса двигателя при его работе на привод спецагрегата на месте пожара из расчета: 1 ч работы ДВС приравнивается к 50 км пробега ПА [6].

56

{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №6

Таблица 2. Определение расхода ресурса двигателей пожарных автомобилей

Анализ полученных экспериментальных данных (см. табл. 1) позволяет сделать следующие выводы.

1. Абсолютные величины компрессии двигателей как в "холодном", так и в "горячем" состоянии уменьшаются с возрастанием приведенного пробега пожарных автомобилей.

2. По мере износа двигателей снижается отношение величин их компрессии в "холодном" и "горячем" состоянии.

3. Компрессия "холодных" двигателей меньше, чем у тех же ДВС, прогретых до оптимальных температур, и находится в прямой зависимости от величины приведенного пробега пожарных автомобилей. Так, она ниже, чем у прогретого ДВС, всего лишь на 5 % у двигателя, обладающего минимальным расходом ресурса из числа исследованных (см. колонку 10 табл. 1), и на 12 % — у двигателя пожарного автомобиля, имеющего самый большой пробег.

Таким образом, для обеспечения высокой динамики следования пожарных автомобилей по вызову необходимо обеспечить подогрев средне- и сильно изношенных двигателей в течение всего периода нахождения автомобиля в пожарном депо либо существенно уменьшить темп их охлаждения.

№ п/п Марка ПА, государственный номерной знак Нормативный ресурс двигателя, тыс. км Приведенный пробег ПА, тыс. км Расход ресурса двигателя

1 АЦ-40(130) гос. № 96-13 170 47688 0,2805

2 АЦ-40(131) гос. № В 561 АМ 170 55168 0,3245

3 АЦ-40(130) гос. № 84-08 170 64245 0,3779

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Яковенко Ю. Ф. Россия: пожарная охрана на рубеже веков. — Тверь : Сивер, 2004. — 208 с.

2. Савин М.А., Боровских А. М., Кокшаров Е. В., Крудышев В. В. О влиянии оперативно-динамических качеств пожарных автомобилей на размеры ущерба от пожаров // Пожаровзрывобезопас-ность. — 2009. — Т. 18, № 2. — С. 49-50.

3. Пасечников Н. С., БолговИ. В. Эксплуатация тракторов в зимнее время. —М.: Россельхозиздат, 1972. — 144 с.

4. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федер. закон от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ; принят Гос. Думой 04.07.2008 г.; одобр. Сов. Федерации 11.07.2008 г. — Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2008. — 144 с.

5. Пильщиков Л. М. Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка. — М.: Колос, 1976. — 271 с.

6. Наставление по технической службе Государственной противопожарной службы Министерства внутренних дел Российской Федерации : приказ МВД России от 24.01.96 г. № 34. — М., 1996.

Материал поступил в редакцию 5 марта 2012 г.

Электронный адрес автора: [email protected].

Из пожарно-технического энциклопедического словаря

ПОЖАРНЫЙ АВТОМОБИЛЬ — автомобиль на колесном шасси, оборудованный техническими средствами и агрегатами для хранения и подачи огнетушащих средств, выполнения специальных работ на пожаре и предназначенный для доставки к месту пожара личного состава, пожарно-технического вооружения и оборудования, проведения боевых действий по тушению пожаров в соответствии с его функциональным назначением.

Пожарные автомобили в зависимости от направления оперативной деятельности делятся на две группы: основные пожарные автомобили; специальные пожарные автомобили.

ПОЖАРНОЕ ДЕПО — объект пожарной охраны, в котором расположены помещения для хранения пожарной техники и размещения ее технического обслуживания, служебные помещения для размещения личного состава, помещение для приема сообщений о пожаре, технические и вспомогательные помещения, необходимые для выполнения задач, возложенных на пожарную охрану.

!ББМ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №6

57

¿irx-^m&ss&mu

«м mm

стшарюувшния

Технос

Комплексные системы безопасности

■

СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВО

ПОСТГАРАНТИЙНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ООО «Технос-М+» серийно выпускает мсщули га зове пожаротушения «Атака». «Атака-1» и батареи на их ^

основе,

МГП «Атака» и «Атака-1 я используются для хранения

и выпуска а защищаемые помещения всех разрешенных к применению на территории РФ газовых огнетушзщих веществ; азота, аргона, смесей инертны* газов, двуокиси" углерода (С02), хладона 125ХП хладона 310Ц, хладона 227еа, хладона 31-Ю. Оригинальная разработка «Технос-М+» - углекислотные МГП «Атака-2» с барометрическим методом контроля массы ГОТВ Гидравлический расчет установки предоставляется бесплатно

МГП «Атака» (6ÍKA-32) емкостью от 60 до 100 литров. . МГП «Атака-1» и «Атака-2» (150-А-151 емкостью от до 100 литров.

* гарантия на модули 5 лет

* оптимальное соотношение цена ■ качество

* надежное ЗЛУ с возможностью эляктричесхого, ручного и пневматического пуска

* вертикальное и горизонтальное исполнение

* комплектация необходимым дополнительным оборудованием MÍ ; Ц

Sí

СЕРТИФИЦИРОВАНА I5Q 9001:Z00B Q) £

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫ!/! МОНТАЖ

Нижнии Новгород, ул, Родионоваг1б9 к Тел/факс (831) 434-83-84, 434-94-76 www.technos-m.ru,[email protected]

Лучшая защита- это Атака!