CC BY
21
9. Малявко, И.В. Биологические основы производства, переработки, хранения и стандартизации продукции животноводства/ И.В. Малявко, Л.Н. Гамко, С.И. Шепелев// Учебное пособие для студентов высших учебных заведений экономических специальностей / Брянск, 2000. - 229С.
10. Малявко, В.А. Значение кормовой базы в повышении продуктивности коров/ В.А. Малявко, И.В. Малявко// В сборнике: Актуальные проблемы ветеринарии и интенсивного животноводства сборник научных трудов. факультет ветеринарной медицины и биотехнологии; Л.Н. Гамко (ответственный редактор). 2013.С. 185-189.
11. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: Справочное пособие/Под ред. акад. ВАСХНИЛ А.П. Калашникова, член-корр. ВАСХНИЛ Н.И. Клеймёнова. - М.: Агропромиз-дат, 1985. - 352с.
12. Нормы и рационы кормления с.-х. животных. / Справочное пособие. Издание перераб. и доп. под ред. Калашникова А.П. Фисинина В.И., Щеглова В.В. и др. Москва, 2003. 456с.
13. Плохинский, Н.А. Биометрия/ Н.А. Плохинский //Изд-во Сибирского отделения АН СССР, Новосибирск, 1961. - 362с.
References
1. Brody S. Bioenergetics and Growth. NY.,1945. 1023p.
2. Omnigennaya ekologiya. T.2. Metodicheskie aspekty ekologii. Bryansk, 1996. 485s
3. Gamko L.N., Malyavko I.V. Vliyanie avansirovannogo kormleniya stel'nyh korov na ih fiziolo-gicheskoe sostoyanie //Kormlenie sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh i kormoproizvodstvo. 2011. №9. S.3-6.
4. Gamko L.N,. Malyavko V.A., Malyavko I.V. Effektivnost' avansirovannogo kormleniya korov i ne-telej Kormlenie sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh i kormoproizvodstvo. 2012. №9. S.32-33.
5. Gamko L.N., Malyavko I.V. Osnovy nauchnyh issledovanij v zhivotnovodstve: uchebnoe posobie. Bryansk. Iz-vo BGSKHA, 1998. 127 s.
6. Molochnoe i myasnoe skotovodstvo: Uchebnoe posobie/Pod obshchej redakciej Y.A. Lebed'ko. Bryansk: Iz-vo BGSKHA, 2004. - 268s.
7. Malyavko V.A, Malyavko I.V., Gamko L.N. Izmenenie zhivoj massy korov pod vliyaniem avansirovannogo kormleniyaza 21 den'do otyola i v pervuyu fazu laktacii / Vestnik Orel GAU, 2011. №6 (33). S. 89-91.
8. Tekhnologiya proizvodstva i pererabotki zhivotnovodcheskoj produkcii: uchebnoe posobie / I.V. Malyavko, V.A. Malyavko, L.N. Gamko, S.I. SHepelev, V.A. Strel'cov. Bryansk: izd-vo BGSKHA, 2010. - 417s.
9. Malyavko I.V.,. Gamko L.N, SHepelev S.I. Biologicheskie osnovy proizvodstva, pererabotki, hraneniya i standartizacii produkcii zhivotnovodstva: uchebnoe posobie. Bryansk, 2000. - 229s.
10. Malyavko V.A., Malyavko I.V. Znachenie kormovoj bazy v povyshenii produktivnosti korov/ Aktu-al'nyeproblemy veterinarii i intensivnogo zhivotnovodstva: sbornik nauchnyh trudov Bryansk, 2013. S. 185-189.
11. Normy i raciony kormleniya sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh: Spravochnoe posobie/Pod red. akad. VASKHNIL A.P. Kalashnikova, chlen-korr. VASKHNIL N.I. Klejmyonova. - M. : Agropromizdat, 1985. - 352s.
12. Normy i raciony kormleniya s.-h. zhivotnyh: spravochnoe posobie, pererabotannoe i dopol-nennoe / pod red. Kalashnikova A.P. Fisinina V.I., SHCHeglova V.V. i dr. Moskva, 2003. 456 s.
13. Plohinskij N.A. Biometriya. Novosibirsk: Iz-vo Sibirskogo otdeleniya ANSSSR, , 1961. 362s.
УДК 621.436
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ
Theoretical Research on Improvement the Process of Diesel Engines Diagnosis
1Будко С.И., канд. техн. наук, доцент, 1Козарез И.В., канд. техн. наук, доцент,
2Козлов С.И., канд. техн. наук, доцент, 1Киселева Л.С., ст. преподаватель, 1Агеенко А.Н., 1Горбов А.Н., магистранты Budko S.I., Kozarez I.V., Kozlov S.I., Kiseleva L.S., Ageenko A.N., Gorbov A. N.
1ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University 2УО «Белорусская сельскохояйственная академия» Belarusian Agricultural Academy
Реферат. Одной из основ развития агропромышленного комплекса является оснащение его энергонасыщенными тракторами. На современных тракторах все большее распространение получает топливная система Common Rail или система насос с форсунками. В этих условиях большую роль
играет надежность техники и работы по поддержанию ее в работоспособном состоянии, так как простои техники в период активных полевых работ могут обернуться непоправимыми потерями [1]. Применение методики оценки двигателя по показаниям датчиков частоты вращения коленчатого вала и давления в цилиндре дает возможность провести его диагностирование с помощью мотор-тестера без разборки, а также значительно снизить трудоемкость данных работ. Представлены теоретические исследования по совершенствованию процесса испытания насос-форсунок и системы Common Rail. Описана предлагаемая методика диагностирования дизелей с электронным управлением путем снятия осциллограмм с датчиков давления в цилиндре и положения коленчатого вала [2].
Abstract. One of the cornerstones of the development of the agro-industrial complex is to equip it with energy-efficient tractors. The Common Rail fuel system or the pump system with injectors is applied more frequently on modern tractors. In this situation, the reliability of equipment and its maintenance in the working condition are of primary importance, since the equipment downtime during active work in the fields can result in irreparable losses [1]. The application of the engine evaluation method based on the readings of the crankshaft speed and cylinder pressure sensors makes it possible to diagnose it using a motor tester without disassembly, as well as significantly reduce the labour intensity of these works. Theoretical studies on improving the testing process of pump-injectors and Common Rail systems are presented. The proposed method of diesels diagnostics with electronic controlling by registration of oscillograms of pressure sensors in the cylinder and the position of the crankshaft is described [2].
Ключевые слова: диагностирование; дизельный двигатель; Common Rail; насос-форсунка; топливная система.
Key words: diagnostics; diesel engine; Common Rail; pump-injector unit; fuel system.
Определение задачи.
Рост уровня механизации сельскохозяйственного производства, переоснащение хозяйств новой высокопроизводительной энергонасыщенной техникой вызывают необходимость совершенствования форм и методов ее использования. Для обоснования новых методов управления техническим состоянием машин следует получить математическую модель, которая будет адекватно описывать техническое состояние сельскохозяйственной техники. Для этого следует обосновать критерии, описывающие техническое состояние машинно-тракторного парка.
Программа теоретических исследований основана на необходимости решения поставленных задач и состоит из следующих пунктов:
- обоснование последовательности выполнения операций в соответствии с принципами проектирования технологии диагностирования;
- совершенствование существующей методики диагностирования и разработка на ее основе метода диагностики дизельного двигателя;
- обоснование структуры и комплектование диагностического комплекса.
Постановка эксперимента.
При диагностировании дизелей предпочтительнее использование универсальных приборов и комплексов, позволяющих осуществлять комплексное диагностирование двигателей и их систем.
Наибольший интерес представляет методика диагностирования технического состояния дизельных двигателей, основанная на оценке их динамических качеств, однако для дифференцирования возможных неисправностей, она требует совершенствования и разработки дополнительных методик и средств их реализующих [3].
Основными факторами, оказывающими влияние на стоимость диагностирования, являются продолжительность или трудоемкость этого процесса, балансовая стоимость технических средств, а также их годовой фонд рабочего времени [4, 5].
Рассматриваемый диагностический комплекс CRST-100 предназначен для проверки современных топливных систем дизельных двигателей, данный набор позволяет диагностировать их элементы без их снятия с машины [6].
Результаты.
В качестве предложения по модернизации рассматриваемого комплекса для испытания современных топливных систем без снятия узлов с машины дополнен автосканером, который совместно с ним поможет получать дополнительные данные от блока управления двигателем в режиме реального времени, в виде диаграмм и графиков, данный прибор позволит проводить испытания и блока управления двигателем, так как зачастую диагностирование топливной системы выполняется из-за появления, каких-либо неисправностей на бортовом компьютере машины так называемых ошибок.
Данное устройство использует систему режима реального времени для создания программной
среды компьютера, основанной на принципе сокращенного набора команд и предлагает чрезвычайно быстрые измерительные функции.
Данный прибор может работать с операционной система Windows поэтому возможно совместить работу данного прибора с компьютером и уже на его выводить диаграммы и графики, полученные в процессе диагностирования.
Целью экспериментальных исследований является проверка работоспособности разработанной методики и комплекса, ее реализующего, для диагностирования дизелей.
Системный подход подразумевает строгую последовательность в разработке технологии диагностирования. Последовательность операций выбирается из принципа минимума затрат времени на установление причины неисправности.
Применение модернизированного комплекса позволит оценивать эффективность работы дизельного двигателя условно. Она измеряется по ускорению коленчатого вала после воспламенения смеси, с использованием сигнала датчиков положения коленчатого вала или вращения, после чего строится график эффективности работы каждого цилиндра, каждая точка - это мгновенная эффективность или характеристика того, как отработал данный цилиндр в определенный момент. График представляет собой некую ломаную линию (рисунок 1).
Графики эффективности работы цилиндров
■ Линия нуля
График частоты вращения двигателя
Рисунок 1 - График эффективности работы двигателя
Если цилиндр в момент тестирования отработал стандартно, то соответствующая точка диаграммы будет располагаться выше уровня нуля, в противном случае график окажется ниже этого уровня. Количество графиков соответствует числу цилиндров, и это дает возможность оценить работу двигателя визуально и делать соответствующие выводы, график частоты вращения коленчатого вала двигателя нужна для удобства анализа.
Имеющиеся дефекты того или иного рода проявляются на графике по-разному.
Если двигатель исправен то все построенные графики должны быть достаточно близкими друг к другу на всех этапах тестирования, при наличии проблем в системе топливоподачи (различная производительность форсунок вследствие их неисправности или разрегулирования), диаграмма проблемного цилиндра (или цилиндров) окажется ниже остальных, вследствие более низкой эффективности работы из-за неоптимального состава смеси.
Графики оставшихся цилиндров, наоборот, поднимутся в результате возросшей нагрузки на эти цилиндры, диаграмма работы дефектного цилиндра будет стабильна, без провалов ниже нуля.
Для считывания информации о частоте вращения коленчатого вала необходимо подключить мотортестер к датчику вращения, которым может служить датчик положения коленчатого вала двигателя. Точность измерения зависит от количества зубьев задающего диска: чем их больше, тем точнее измерение. Для измерения не подходит датчик на эффекте Холла, так как число импульсов на оборот коленчатого вала в большинстве систем с такими датчиками будет недостаточным [5].
При отсутствии необходимого датчика вращения, можно использовать любой индуктивный измеритель, поднесенный к венцу маховика, с которым при запуске двигателя контактирует стартер. Маховик, с которого считывается частота вращения, должен быть жестко установлен на коленчатом валу. Распределительный и промежуточный валы в качестве источника информации не годятся, так как не имеют жесткой связи с коленчатым валом и соответственно, в осциллограмму будут внесены искажения.
Для корректного отображения номеров цилиндров необходима привязка к первому цилиндру, а также информация об угле импульса привязки относительно ВМТ. Импульс форсунки или датчика положения распределительного вала можно использовать как источник информации о номере цилиндра.
В этом случае нужно точно ввести угол опережения положительного фронта импульса по отношению к ВМТ первого цилиндра. Необходимо задать первоначальный угол опережения впрыска. Здесь не требуется высокая точность, ±10 градусов вполне достаточно.
Необходима информация о количестве и порядке работы цилиндров. Она вводится диагностом вручную (рисунок 2).
Введите значения [ 9
Канал датчика коленвала: 1
Канал датчика синхронизации: 2
Синхро по цилиндру: 1
Порядок работы цилиндров: 1342
Начальное опережение: 10
[ По умолчанию I I
Отмена
Рисунок 2 - Запрос на синхронизацию относительно ВМТ
Для выполнения теста необходимо подключить датчик положения коленчатого вала к первому каналу мотортестера, затем установить датчик синхронизации по первому цилиндру.
Запустить двигатель, плавно поднять частоту вращения примерно до 3000 об/мин и отпустить педаль. Затем резко нажать педаль и, когда частота вращения достигнет 3000-4000 об/мин, отключить подачу топлива.
После проведения теста остановить запись данных и выполнить скрипт нажатием на соответствующую кнопку панели инструментов. Первая вкладка, которая возникнет в результате расчетов скрипта, это вкладка Report (рисунок 3).
Файл Управление Операции Закладки Анализ Отображать Утилиты Помощь
£ V
Report Эффективность Сжатие Опережение отн. ВМТ 1 Зубчатый диск отн. ВМТ 1
Скрипт CSS, версия 1.17
Количество цилиндров: 4
Количество зубьев на оборот коленвала: 60-2
ВМТ цилиндра 1 совпадает с зубом номер 19 ( 19 04 )
Рисунок 3 - Результат расчетов
Она отображает рассчитанную скриптом формулу задающего диска и зуб ВМТ первого цилиндра.
Следующая вкладка - «Эффективность», представляет графики эффективности.
Вкладка «Сжатие» служит для оценки состояния дизельных двигателей, а «Опережение относительно ВМТ» характеризует угол опережения впрыска относительно верхней мертвой точки.
Вкладка «Зубчатый диск» позволяет оценить состояние задающего зубчатого венца двигателя. Зеленый график отражает размах сигнала ДПКВ, зависящий в основном от зазора между датчиком и венцом. Красный график - форма зубчатого венца (рисунок 4).
Рисунок 4 - График работы зубчатого колеса 53
Венец может иметь дефекты, к которым можно отнести погнутые либо выбитые зубья, радиальное биение диска, слишком большой зазор между венцом и ДПКВ.
Если красный график укладывается в обозначенный двумя розовыми окружностями допуск, то задающий диск считается годным. При выходе за пределы допуска возможны сбои в синхронизации (рисунок 5).
Характеристика зубчатого венца
^Снпа сигнала VОтклонение шага зубьев у/Пропуски зубьев
График отображает размах сигнала ДПКВ или попросту зазор между ДПКВ и диском
Рисунок 5 - Пример правильной работы зубчатого колеса
По полученной осциллограмме датчика положения коленчатого вала, рассчитывается форма зубчатого венца и определяется его формула.
К недостаткам описанного метода диагностирования можно отнести:
- не все зубчатые венцы обрабатываются программой достаточно корректно, для наилучшего отображения необходимо, чтобы зубчатый венец имел как можно больше зубьев (идеальный вариант - венец маховика, с которым работает стартер);
- невозможность работы с двигателями, имеющими длинный коленчатый вал, в этом случае за счет упругих деформаций коленчатого вала возникает несоответствие толчка от цилиндра скорости зубчатого венца ДПКВ, что вносит в измерения значительную погрешность (эффективность цилиндра, находящегося ближе всех к венцу, отображается корректно, а самого дальнего от венца - отображается так, как будто она ниже, чем есть на самом деле).
Выводы:
Существующая методика диагностирования требует частичной разборки двигателя, т.к. необходимо снимать форсунки. На некоторых моделях двигателей эта операция является трудоемкой и может привести к повреждению форсунок, следовательно появилась необходимость выполнять операции диагностирования без частичной разборки двигателя с использованием сканера и мотор-тестера.
Диагностирование двигателя можно осуществить на основании информации, получаемой от датчика положения коленчатого вала и датчика давления в цилиндре. Для выполнения теста необходимо снять осциллограмму датчиков.
Равномерность работы цилиндров двигателя обеспечивается за счет определения начального момента процесса сгорания в цилиндре, сравнении его с заданным значением и изменении начального момента впрыска топлива в цилиндры, если определенный начальный момент процесса сгорания отличается от заданного значения.
Дальнейшие исследования данной темы должны быть направлены на автоматизацию разработанных методик, написание компьютерных программ, позволяющих на выходе получать готовые графики, таблицы с результатами диагностируемых параметров и рекомендации.
Библиографический список
1. Белоус Н.М., Ториков В.Е. Стратегия инновационного развития научных исследований в Брянской государственной сельскохозяйственной академии // Вестник Брянской ГСХА. 2010. № 2. С. 4-16.
2. Бардадын Н.А. Восстановление и упрочнение прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры диффузионным бороникелированием: дис. ... канд. тех. наук. М., 1994. 278 с.
3. Диагностика и техническое обслуживание машин: учебник для студентов высш. учеб. заведений / А.Д. Ананьин, В.М. Михлин, И.И. Габитов и др. М.: Академия, 2008. 432 с.
4. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: учебник для вузов. М.: Легион-Автодат, 2015. 344 с.
5. Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту топливной аппаратуры. М.: Академия, 2012. 240 с.
6. Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и диагностика двигателя внутреннего сгорания: учеб. пособие. М.: Академия, 2015. 80 с.
References
1. Belous N.M., Torikov V.E. Strategy of innovative development of scientific research in the Bryansk State Agricultural Academy // Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2010. № 2. P. 4-16.
2. Bardadyn N.A. Restoration and strengthening of precision parts of diesel fuel equipment by diffusion boronikeling: Dis. ... Cand. of Tech. Sci. Moscow, 1994. 278 p.
3. Ananjin A.D., Mikhlin V.M., Gabitov I.I et al. Diagnostics and technical maintenance of machines. Moscow: Akademiya, 2008. 432p.
4. Grekhov L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Fuel equipment and diesel control systems. Moscow: Legion-Avtodat, 2015. 344 p.
5. Kuznetsov A.S. Service Technician of fuel equipment. Moscow: Akademiya, 2012. 240p.
6. Kuznetsov A.S. Maintenance and diagnostics of the internal combustion engine. Moscow: Akademiya, 2015. 80 p.
УДК 620.193:678.026.3
ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ ДИСПЕРСНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Substantiation of the Method for Determining the Hardness ofPolymer Dispersed Composite Materials
Михальченков А.М., д-р техн. наук, профессор, Тюрева А.А., канд. техн. наук, Филин Ю.И., инженер, Панова Е.И., магистрант Mikhalchenkov А.М., Tyureva A.A., Filin Yu.I., Panova E.I.
ФГБОУ ВО «Брянский аграрный государственный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Наиболее широко распространенной характеристикой механических свойств твердых тел является твердость. До настоящего времени не существует единого мнения о природе данного показателя, что нередко приводит к получению ошибочных результатов. Особенно это сказывается при измерениях полимерных композиционных материалов в силу специфики их строения. Как правило, наиболее распространенные методы (по Бринеллю и по Роквеллу), в данном случае не приемлемы из-за создания в зоне контакта высокого уровня остаточных напряжений и резко отличающегося уровня пластической деформации компонентов композита. Поэтому авторы, на основании многолетнего опыта исследований твердости, пришли к выводу о необходимости измерений по отскоку шарового индентора, так как в этом случае оказывается минимальное силовое воздействие на структурные составляющие. В связи с этим на основании особенностей строения композиционных материалов в качестве метода исследования твердости принят метод Шора. Практически твердость определялась на образцах после проведения испытаний на изнашивание, что позволило избежать их предварительной механической обработки для придания нужной шероховатости и формы твердомером ТЭМП - 4.4271 - 001ПС (твердомер электронный малогабаритный переносной).
Abstract. The most widespread characteristic of the mechanical properties of solids is hardness. To date, there is no consensus on the nature of this indicator, which often leads to erroneous results. This is especially true when measuring polymer composite materials due to the specificity of their structure. As a rule, the most common methods (according to Brinell and Rockwell), in this case, are not acceptable due to the creation of residual stresses of a high level in the contact zone and a sharply different level ofplastic deformation of the composite components. Therefore, the authors, on the basis of many years of experience in hardness studies, have come to the conclusion that it is necessary to measure the rebound of the ball indent-er, since in this case there is a minimal force effect on the structural components. In this regard, on the basis of the structural features of composite materials, the Shore hardness method was adopted for the hardness research. In practice, the hardness was determined on the samples after wear tests, which allowed avoiding their pre-machining to give the desired roughness and shape with a hardness tester TEMP-4.4271-001PS (small portable electronic hardness tester).
