Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
Анализ параметров, характеризующих эффективность функционирования маслоочистительных агрегатов в системах смазки автотракторных двигателей 9
Свойства и состав загрязняющих масло примесей 10
Влияние системы очистки масла на уровень загрязнения масла и деталей двигателя 21
Требования к системам и агрегатам очистки масла 26
Цели и задачи исследований 34
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ФИЛЬТРОВ ОЧИСТКИ
МАСЛА 35
Анализ существующих систем смазки и очистки и методов их диагностики 35
Влияние загрязнения масла на надежность работы двигателя 57
Исходные предпосылки диагностирования центробежных фильтров очистки масла 62
Математическая модель центробежного фильтра очистки масла 64
Выводы по разделу 2 71
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 72
Программа исследований 72
Методика экспериментальных исследований 72
Методика исследований центробежного фильтра очистки масла 74
3.4 Выводы по разделу 3 80
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .....81
Предпосылки обоснования параметров измерительного прибора 81
Оптимизация конструктивных и регулировочных параметров измерительного прибора .'. 84
Анализ результатов экспериментальных исследований 89
Рекомендуемая технология монтажа измерительного устройства и диагностирования центробежного фильтра очистки масла 96
Выводы по разделу 4 99
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ
НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .106
ПРИЛОЖЕНИЕ П 1 116
ПРИЛОЖЕНИЕ П 2 118
ПРИЛОЖЕНИЕ П 3 119
ПРИЛОЖЕНИЕ П 4 120
ПРИЛОЖЕНИЕ П 5
Введение к работе
Двигатели внутреннего сгорания приводят в действие автомобили, тракторы, комбайны, землеройные, строительные и другие машины. Повышение ресурса (срока службы до капитального ремонта) двигателей обеспечивает большой экономический эффект в народном хозяйстве вследствие сокращения простоев и увеличения производительности машин, снижения затрат на текущие и капитальные ремонты, уменьшения расхода запасных частей. Увеличение ресурса двигателей внутреннего сгорания эквивалентно повышению их выпуска заводами при одновременной экономии металла и затраченного общественного труда. Повышенная загрязненность смазочных масел снижает надежность двигателей, вызывая интенсивный износ сопрягаемых деталей.
Ресурс ДВС в первую очередь определяется износом пар трения. Ресурс обусловлен на 80 % износом деталей. При этом износ деталей, вызываемый абразивными загрязнениями, равен в среднем 60 % общего износа деталей при эксплуатации автомобилей в средней климатической зоне страны при относительно небольшой запыленности воздуха и 80 % - в южной зоне с повышенной запыленностью воздуха. Загрязняющие примеси, находящиеся непосредственно в масле, не только вызывают повышенный износ пар трения, но и приводят к их задиру и выходу из строя, а также уменьшению срока службы масла до замены в двигателе. Осуществляемое непрерывное совершенствование конструкции двигателей в направлении улучшения их удельных показателей по мощности и массе значительно повышает напряженность работы пар трения и их чувствительность к абразивным частицам загрязнений. Поэтому предотвращение абразивного износа является значительным резервом в повышении износостойкости и ресурса двигателей внутреннего сгорания. Борьба с абразивным износом двигателей должна вестись двумя параллельными путями: защитой пар трения от абразивных частиц загрязнений и повышением абразивной износостойкости поверхностей
трения деталей. Оба эти пути актуальны и необходимы. Однако первый путь наиболее эффективен, позволяет обеспечить существенное снижение абразивного износа, причем без больших затрат в производстве, т.е. эффективен тем, что он предупреждает возникновение «болезни» (абразивный износ), в то время как второй путь в основном направлен на лечение возникшей «болезни».
Поэтому следует обеспечивать тщательную защиту пар трения от абразивных и других механических частиц загрязнений. Это во многом может быть достигнуто применением эффективных и в то же время недорогостоящих систем очистки масла в двигателях внутреннего сгорания. Так, в ряде моделей автомобильных двигателей был значительно снижен износ деталей при применении в них одного полнопоточного фильтра тонкой очистки масла взамен двух малоэффективных (полнопоточного грубой и частично-поточного тонкой очистки). При этом достигнут большой экономический эффект не только в эксплуатации, но и непосредственно в производстве. Аналогичные результаты наблюдались и при использовании полнопоточной масляной центрифуги взамен двух очистителей (фильтра грубой очистки и частично-поточной центрифуги). Совершенствовать нужно не только системы очитки масла, но и методы их диагностики. Центробежные фильтры очистки масла в системе смазки используются более 50 лет, а методы их диагностики с тех пор мало изменились. Низкая точность этих методов не позволяет комплексно диагностировать работоспособность центробежного масляного фильтра. Это приводит к неверным выводам, а значит, снижается чистота смазочного масла в двигателе и как следствие - снижение ресурса двигателя.
Для решения указанной проблемы необходимо на основании анализа существующих систем смазки и методов их диагностики усовершенствовать метод диагностики и используемые приборы.
Целью исследования является повышение точности диагностирования центробежных фильтров очистки масла автотракторных двигателей.
В теоретических и экспериментальных исследованиях, направленных на достижение поставленной цели, поставлены следующие задачи:
провести анализ существующих систем смазки автотракторных двигателей и методов их диагностики с целью определения влияния методов диагностирования на оценку работоспособности центробежных фильтров очистки масла;
разработать математическую модель зависимости частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла от степени его загрязненности;
определить оптимальные параметры измерительного устройства частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла;
оценить экономическую эффективность использования измерительного устройства частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла.
Объект исследования - центробежные фильтры очистки масла двигателей Д-243, Д-245, ЗИЛ-508.10. Научная новизна состоит:
в полученных аналитических зависимостях, позволяющих определять частоту вращения ротора центробежного фильтра очистки масла от степени его загрязненности;
в усовершенствованной технологии диагностировании центробежного фильтра очистки масла по частоте вращения его ротора;
в полученной регрессионной модели, устанавливающей связь точности определения частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла с конструктивными параметрами и условиями работы измерительного устройства.
Практическая ценность работы состоит в разработке и внедрении конструкции измерительного устройства частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла (Патент РФ на полезную модель №52728), позволяющей с высокой точностью диагностировать
работоспособность масляного фильтра, предложены рекомендации по ее использованию.
Из представленных в настоящей работе материалов исследования на защиту выносятся следующие основные результаты:
аналитическая зависимость определения частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла от степени его загрязненности;
конструкция измерительного устройства частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла и элементы технологии его диагностирования;
регрессионная модель, устанавливающая связь точности определения частоты вращения ротора центробежного фильтра очистки масла с конструктивными параметрами и условиями работы измерительного устройства;
результаты экспериментальных исследований измерительного устройства;
- технико-экономические показатели измерительного устройства.
Основные положения и результаты исследований были доложены,
обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов ФГОУ ВПО «Волгоградская сельскохозяйственная академия» в 2006 и 2007 годах, на X Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области в 2005 г. и на теоретическом семинаре факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Волгоградская сельскохозяйственная академия» в 2007г.
По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК. Получен патент РФ на полезную модель №52728. Общий объем публикаций составляет 1,3 п. л., из них 0,9 п. л. принадлежит автору.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложений. Общий объем
работы составляет 133 страницы компьютерного текста, включая 6 таблиц и 31 иллюстрацию. Список используемой литературы состоит из 119 наименований, из них 5 - на иностранных языках.
