Введение к работе
Актуальность работы. В условиях рядовой эксплуатации машинно-тракторных агрегатов (МТА) возникают различные неисправности и отказы составных частей. При этом наибольшее количество отказов приходится на дизель. Если учесть общеизвестный факт, что существенный процент отказов (до 45%) приходится на топливную аппаратуру (ТА), то становится очевидным, что в общем объеме прогрессирующих издержек (потерь) основную часть составляют топливные потери.
Многочисленными исследованиями установлено, что ТА в ряде случаев не обеспечивает требуемую надежность в условиях рядовой эксплуатации. В первую очередь это относится к потере работоспособности прецизионных элементов топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Несмотря на совершенствование конструкций элементов топливоподающей системы (ТПС) актуальность своевременного диагностирования и устранения неисправностей на сегодняшний день сохраняется и даже увеличивается, что связано, в частности, с неудовлетворительным качеством топлива.
Однако, несмотря на отмеченную актуальность и наличие большого количества исследований по данной тематике, в том числе, связанных с разработкой автоматизированных информационно-измерительных устройств и комплексов на основе применения микропроцессорных средств и систем, на сегодняшний день в массовой практике технического сервиса (ТС) мы не располагаем методами и средствами диагностирования прецизионных элементов ТНВД, отвечающими современным требованиям информативности, достоверности и оперативности постановки диагноза в условиях рядовой эксплуатации.
Таким образом, разработка и совершенствование методов и средств оценки состояния прецизионных пар ТНВД, отвечающих современным требованиям, представляет весьма актуальную задачу.
Целью работы является совершенствование методов и средств диагностирования прецизионных элементов ТНВД в части повышения информативности и точности путем учета факторов противодавления, активного хода и вязкости топлива.
Объектом исследования является процесс нагнетания топлива в изолированную камеру постоянного объема (ИК) и регистрация параметров подачи и давления с использованием классических средств измерения и компьютерных технологий.
Предметом исследования является связь между характеристиками макро- и микро- геометрии соединения плунжер – втулка, а также активным ходом плунжера со скоростью нарастания давления в ИК на пусковом режиме в функции числа циклов.
Методы исследования. Методологической основой исследований служат теоретические положения закона подачи ТА дизелей, общие и частные уравнения гидродинамики, методы обработки результатов лабораторных и производственных экспериментов и методы цифровой обработки параметров давления топлива на основе программной среды LabVIEW 7.1 компании NI.
Достоверность и обоснованность научных положений и результатов работы подтверждаются применением точных средств измерения параметров системы топливоподачи высокого давления, использованием аттестованных средств испытаний ТА и хорошим совпадением полученных экспериментальных данных и зависимостей с результатами прямого измерения эталонными методами и средствами.
Научную новизну составляет метод оценки гидроплотности прецизионных элементов топливной аппаратуры по скорости нарастания давления за определенное количество циклов нагнетания топлива в изолированную камеру постоянного объема с учетом активного хода плунжера, вязкости топлива и конструктивных характеристик.
Практическую ценность работы представляют:
полученные зависимости влияния на повышение информативности и точности диагностирования фактора противодавления при нагнетании топлива в изолированную камеру постоянного объема;
обоснование диагностического параметра (комплексного критерия) оценки степени износа сопряжения плунжер - втулка, учитывающего активный ход плунжера, вязкость топлива и количество циклов нагнетания до достижения максимального или порогового давления сжатия топлива;
разработка цифрового виртуального прибора для регистрации параметров топливоподачи ТНВД в программной среде LabVIEW 7.1;
обоснование нормативов нового диагностического параметра;
- разработка технологии диагностирования.
Реализация результатов исследований. Результаты диссертационной работы используются в научно-исследовательском и учебном процессах ФГОУ ВПО МГАУ.
Внедрение представленного метода осуществляется ООО «Авто Дом» при эксплуатации и ремонте дизельной топливной аппаратуры и ГУП ДСУ-3 Владимирской обл. «Александровское ДРСУ» при техническом обслуживании и ремонте ТНВД автомобилей с дизельными двигателями.
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО МГАУ:
- Международная научная конференция «Инновационные технологии в сельском хозяйстве», посвященная 140-летию В.П. Горячкина 20-22 ноября 2007г. г. Москва;
- Семинар заведующих кафедрами ремонта и надежности машин на тему: «Инновационные технологии в подготовке высококвалифицированных кадров для технического сервиса в АПК» 5-11окт. 2009г. г. Москва;
- Международная научно-практическая конференция «Трибология и экология (наука, образование, практика)» 22-23 апреля 2010г. г. Москва;
- Международная научно-практическая конференция, посвященная 80-летию ФГОУ ВПО МГАУ «Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии» 7-8 окт. 2010г. г. Москва.
Публикации. Результаты исследования опубликованы в четырех научных статьях и одном методическом указании, из них три в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
На защиту выносятся:
-
Математическая модель процесса нагнетания топлива в изолированную камеру постоянного объема.
-
Теоретические и экспериментальные зависимости влияния на цикловую подачу и скорость нарастания давления технического состояния прецизионных элементов топливного насоса высокого давления, активного хода плунжера и вязкости топлива.
-
Метод диагностирования плунжерных пар по комплексному показателю, включающему скорость нарастания давления в функции числа циклов, коэффициент активного хода и термокоэффициент.
-
Модернизированный диагностический прибор-измеритель гидроплотности плунжерных пар и нагнетательных клапанов, обеспечивающий регистрацию параметров давления как с помощь механического манометра, так и с помощью измерительного преобразователя в программной среде LabVIEW 7.1.
-
Технология диагностирования.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка литературы. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, включая 25 таблиц, 51 рисунок и 25 приложений. Список литературы включает 99 источников.
