автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности топливной аппаратуры дизельных двигателей восстановлением деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива

На правах рукописи

СМОЛЬЯНОВ Алексей Викторович

□034Э2347

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ МУФТЫ ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКИВАНИЯ ТОПЛИВА (на примере двигателей КамАЗ)

Специальность 05.20.03. - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 ФЕВ 2010

Саранск 2010

003492347

Работа выполнена на кафедре основ конструирования механизмов и машин Института механики и энергетики ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева»

Научный руководитель - доктор технических наук профессор

Загородских Борис Павлович

Официальные оппоненты - доктор технических наук профессор

Ведущая организация - ФГОУВПО «Пензенская государственная

Защита состоится Р, Ь марта 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.06 при ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» по адресу: 430904, г. Саранск, п. Ялга, ул. Российская, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. М. Бахтина ГОУВПО «Мордовский грсударственный университет им. Н. П. Огарева».

Автореферат разослан 19 февраля 2010 г.

Симдянкин Аркадий Анатольевич; кандидат технических наук Денисов Вячеслав Александрович

сельскохозяйственная академия»

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

В. А. Комаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в технических требованиях на капитальный ремонт и руководствах по эксплуатации и техническому обслуживанию для автоматических муфт опережения впрыскивания топлива (АМОВТ) самых распространенных двигателей КамАЗ отсутствуют отдельные значения допустимых износов деталей и методы их устранения. В связи с этим изучение характера, величины износов деталей АМОВТ и их влияния на изменение выходных параметров топливного насоса и в целом дизельных двигателей КамАЗ, определение допустимых износов и разработка технологии восстановления основных деталей являются актуальными научно-техническими задачами.

Цель исследования - повышение долговечности топливной аппаратуры дизелей путем восстановления деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива методом электроискровой обработки.

Объект исследования - новые, изношенные и отремонтированные автоматические муфты опережения впрыскивания топлива двигателей КамАЗ.

Методика исследований. В качестве основных методик применялись системные исследования (системный подход и системный анализ), логика научных исследований и математическое моделирование. В результате разработаны частные методики лабораторных исследований с использованием методов математической статистики, статистического и регрессионного анализа, современных вычислительных средств и производственных испытаний.

На защиту выносятся:

- аналитические зависимости для определения угла опережения впрыскивания топлива от величины износов деталей АМОВТ;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния износов деталей АМОВТ на регулировочные параметры топливной аппаратуры и технико-экологические показатели двигателя;

- результаты экспериментальных исследований деталей АМОВТ, восстановленных электроискровой обработкой;

- результаты эксплуатационных испытаний, внедрения и технико-экономической оценки разработанной технологии.

Научная новизна работы:

- определены параметры распределения износов деталей АМОВТ и получены аналитические зависимости, позволяющие определить влияние износов деталей муфты на изменение угла опережения впрыскивания топлива;

- определено влияние изменения угла опережения впрыскивания топлива на технико-экономические и экологические параметры двигателя;

- обоснованы и определены допустимые износы основных деталей АМОВТ;

- определены триботехнические характеристики соединений восстановленных деталей АМОВТ;

- разработана новая технология ремонта АМОВТ с восстановлением деталей методом электроискровой обработки.

Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в ремонтную практику технологии ремонта АМОВТ с восстановлением изношенных деталей электроискровым способом, а также уточнении допустимых износов деталей муфты.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены в учебно-научно-производственном центре Института механики и энергетики (ИМЭ) Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева, малом инновационном предприятии ООО «Ресурс» (г. Саранск), а также используются в учебном процессе ИМЭ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на Огаревских чтениях Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева (г. Саранск, 2006, 2007, 2008 гг.); Межгосударственных научно-технических семинарах «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (2006, 2007, 2008 гг.), проводившихся в Саратовском ГАУ им. Н. И. Вавилова; на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Саратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова; на Международной научно-технической конференции «Научные проблемы ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, ГОСНИТИ, 2008 г.); на расширенном заседании кафедры основ конструирования механизмов и машин ИМЭ МГУ им. Н. П. Огарева.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 работ, в том числе 1 в издании, входящем в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 41 рисунок, 116 источников литературы, 23 таблицы и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы и обозначен объект исследований.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» проведен анализ состояния вопроса и определены задачи исследования. Рассмотрены работы И. А. Астахова, П. И. Андрусенко, Н. Р. Бриллинга, В. Р. Бурячко, Р. М. Баширова, А. М. Гугина, Б. П. Загородских, В. И. Крутова, В. Л. Купер-шмидта, Г. X. Левина, А. С. Лышевского, А. В. Николаенко, Ю. Б. Свиридова, А. И. Селиванова, Б. Н. Файнлейба, В. И. Трусова, М. С. Ховаха, М. А. Пожа-рова, Н. С. Ждановского и других отечественных и зарубежных авторов по изучению влияния угла опережения впрыскивания топлива (УОВТ) на различные стороны работы двигателя.

Обзор литературных источников показал, что износ деталей АМОВТ значительно влияет на УОВТ, который в свою очередь определяет работоспособность дизельных двигателей. Установлено, что до настоящего времени недоста-

точно изучены износы отдельных деталей АМОВТ двигателей КамАЗ и их влияние на технико-экологические показатели. Для таких деталей, как корпус, до настоящего времени не определены допустимые износы, что не позволяет в полном объеме проводить техническое обслуживание и ремонт топливной аппаратуры.

Следовательно, разработка технологии ремонта АМОВТ с восстановлением изношенных деталей является актуальной задачей ремонтного производства.

Исходя из вышеизложенного, поставлены следующие задачи исследования:

1. Определить характер и величину износов деталей АМОВТ и их влияние на регулировочные параметры топливной аппаратуры и технико-экологические показатели двигателя КамАЗ.

2. Теоретически обосновать влияние износов деталей АМОВТ на изменение угла впрыскивания топлива.

3. Разработать технологию восстановления изношенных деталей АМОВТ методом электроискровой обработки.

4. Провести эксплуатационные испытания и дать экономическую оценку результатов исследования.

Во второй главе «Теоретическое обоснование допустимых величин износов деталей АМОВТ» получены зависимости, позволяющие рассчитать изменение УОВТ в зависимости от частоты вращения кулачкового вала насоса, установлены обоснованные допустимые величины износов деталей АМОВТ и зазоров в сопряжениях деталей.

Для определения зависимости УОВТ от частоты вращения и величины износа деталей АМОВТ рассмотрим расчетную схему, изображенную на рисунке 1. На схеме показаны силы, действующие на основные детали АМОВТ.

На груз в процессе вращения АМОВТ будут действовать следующие силы:

1) центробежная сила инерции Рц ;

2) сила упругости пружины ¥п ;

3) сила, обусловленная крутящим моментом на валу насоса, Т ;

4) сила тяжести груза с,.

Центробежная сила инерции определяется следующим образом:

Рп=тга(У=т,^00-, (1)

где тг - масса груза, кг; аа- - ускорение точки О", п — частота вращения кулачкового вала насоса, мин'1; 00" - расстояние от центра вращения до центра масс груза в установившемся режиме, м.

Сила упругости пружины изменяется по линейной зависимости и определяется по следующей формуле:

АД*„ = *„ (Л", + ДХ"),

где - предварительное (монтажное) усилие сжатия пружины, Н; ДА' - величина сжатия пружины, мм; к„ - коэффициент упругости пружины, Н/мм;

Хо - величина предварительного сжатия пружины, соответствующая положению грузов при неработающем дизеле (Х= 0,05,...,0,1£), мм.

Рисунок 1 - Расчетная схема к определению плеч приложения сил, действующих в АМОВТ при работе дизеля: ОЛ=Я- расстояние от оси вращения до оси пальца ведомой полумуфты; ОВ - расстояние от оси вращения вала до центра оси груза (при неработающем дизеле); ОВ' - расстояние от оси вращения вала до центра оси груза (при частоте вращения вала насоса <у/); ОС - г - расстояние от центра вращения вала насоса до центра пальца ведущей полумуфты; С- положение центра пальца ведущей полумуфты при частоте вращения вала насоса ю,; АО'=АО" - расстояние от центра пальца ведомой полумуфты до центра масс груза (соответственно при неработающем дизеле и при частоте вращения вала насоса а»,-); <Х|, аг - углы, определяющие положение соответственно центра оси груза и пальца ведущей полумуфты относительно центра вращения вала при неработающем двигателе; хо, V - углы, определяющие положение соответственно центра оси груза и центра масс груза относительно центра пальца ведомой полумуфты

При малых углах поворота груза величина сжатия пружины ДАТ с достаточной точностью может быть определена как длина дуги окружности, которая рассчитывается по формуле:

ДХ-к,,,?,

где А,„, - расстояние от центра пальца груза до линии действия силы мм; 5' - угол поворота груза, рад.

Таким образом, сила упругости пружины определяется по следующей формуле:

Сила, обусловленная крутящим моментом на валу, определяется по формуле:

7 = *?-. (3)

2 г

где к - угловой коэффициент; со, - угловая скорость вала насоса в установившемся режиме, с'1; г - расстояние между осью вращения кулачкового вала насоса и осью его пальца ведущей полумуфты, мм.

Вследствие того что масса груза относительно небольшая, величиной силы тяжести б можно пренебречь.

Таким образом, расчет сводится к системе трех действующих сил - центробежной силы инерции Р,(, силы упругости пружины ¥п и силы, обусловленной крутящим моментом на валу насоса Т .

В установившемся режиме груз будет неподвижен относительно подвижной системы координат ХОУ. При этом сумма моментов всех действующих сил относительно центра пальца ведомой полумуфты будет равна нулю, т.е.:

ЦМ^Р^+Щ-Р^ = 0, (4)

где Л,,(, Л,, - плечи приложения соответствующих сил, м.

Угол опережения впрыскивания топлива определяется из выражения:

0 = (а,+а2)-(а,' + «;)■ (5)

Путем известных математических преобразований получаем следующую зависимость, устанавливающую связь между частотой вращения вала насоса и углом опережения впрыскивания топлива:

тг{'з?) + +г2 -2Ягсов(а[ + а'2)х

АСп +В'Сп -АВ'Л , , „ „ аГСС03-2АС'В'С'-)~ "^ 0 + ПР'' Р" = (^

xsin

Учитывая, что а, получаем уравнение следующего вида:

ал2+ви + с = 0, (7)

где а, в - коэффициенты уравнения;

к

a = mr-AO'Rsmlw + S)\

' 900 w '

АС'2 + В'С'2 - АВ'

в = к—-—Jr1 +г2 -2^?rcos(a,' + a0sin arceos- , , ,

30-2f у v 1 L 2AC В'С'

с - коэффициент, характеризующий влияние силы упругости пружины;

c = -k(X„+S7i,¡F)kFi¡.

По мере износа величина предварительного сжатия пружины Х0 увеличивается на величину этого износа, что в итоге приводит к изменению силы Fn и нарушению УОВТ.

Для того чтобы установить обоснованные допустимые величины износов деталей АМОВТ, ввели такие понятия, как «суммарный износ» и «удельный износ». Суммарный износ - это величина, представляющая собой сумму изно-

сов всех сопряжений деталей, участвующих в передаче крутящего момента от ведущей полумуфты к ведомой. Суммарный износ определяемая выражением: Яг = Я, + Я2 + Я3 + Я4 + Я5 + И6, (8)

где И1 - износ пальца ведомой полумуфты, мм; И2 - износ отверстия груза, мм; И} - износ оси груза, мм; ИА - износ отверстия проставки, сопряженного с осью груза, мм; И5 - износ отверстия проставки, сопряженного с пальцем ведущей полумуфты, мм; И6 - износ пальца ведущей полумуфты, мм.

Удельный износ - это величина, показывающая долю износа сопрягаемой поверхности детали по отношению к суммарному износу деталей АМОВТ, определяемая из выражения:

ИДОП

иуд1=~^оп, (9)

где - допустимый суммарный износ деталей АМОВТ, мм; И{"'" - допустимый износ 1-й поверхности деталей, мм.

Исходные данные для определения допустимых величин износов и результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Значения величин износов основных деталей АМОВТ

Параметр Размер деталей, мм Допустимый износ, мм* Удельный износ, уд. ед.

по чертежу допустимый

Диаметр пальца ведомой полумуфты 20-0,014 19,950 0,050 0,136

Диаметр отверстия груза о л+0,ORO +0,040 20,100 0,100 0,271

Диаметр пальца груза 14 1 -0,01* 13,970 0,030 0,082

Диаметр отверстия проставки (ось груза) t д+0,059 +0,032 14,070 0,038 0,103

Диаметр отверстия проставки (палец ведущей полумуфты) 18+0,07 18,100 0,100 0,271

Диаметр пальца ведущей полумуфты 1 Q -0,02 18-0.07 17,950 0,050 0,136

* По техническим требованиям ТК 10.16.0001.003 -87.

Для построения зависимости УОВТ от величины износа деталей АМОВТ принимаем значение угла поворота груза <5 за фиксированную величину и при данном положении груза решаем уравнение (7), определяем по формуле (5) значение УОВТ (0). При этом учитываем то, что расстояние между осью пальца ведомой полумуфты и осью груза АВ' уменьшается на величину износов Я/ и Я?, а расстояние между центром оси груза и центром пальца ведущей полумуфты В'С' - на величину износов Из, И4, И5, И6.

График изменения УОВТ в зависимости от величины суммарного износа деталей АМОВТ приведен на рисунке 2.

Суммарный износ деталей АМОВТ, мм

Частота вращения кулачкового вала насоса, мин"1

Рисунок 2 — Зависимость угла опережения впрыскивания топлива от частоты вращения кулачкового вала насоса и износа деталей АМОВТ

Из графика видно, что допустимая величина суммарного износа составляет 0,35 мм. Данный износ распределяется по износам деталей следующим образом: Я;=0,048 мм, И2=0,095 мм, И3=0,029 мм, #,=0,036 мм, И5=0,095 мм, Я„=0,048 мм.

Третья глава «Методика экспериментальных исследований» включает программу и методики исследования.

Стендовые испытания АМОВТ, анализ дефектов и микрометражные исследования изношенных рабочих поверхностей деталей проводились по разработанным методикам на 57 муфтах, поступивших в ремонт в учебно-научно-производственный центр Института механики и энергетики МГУ им. Н. П. Огарёва.

Выбор рабочего оборудования и материалов для электроискровой наплавки изношенных поверхностей деталей муфты осуществляли на основе анализа работ Ф. X. Бурумкулова, П. В. Сенина, А. Д. Верхотурова, В. И. Иванова, С. А. Величко, П. А. Ионова, Н. В. Ракова, В. В. Власкина и многих других.

Для восстановления изношенных поверхностей использовался комплекс электроискровой обработки БИГ-4, а в качестве наплавочных материалов при-

меняли бронзы БрАЖ 10-1,5, БрАЖ 9-4, БрКМц 3-1, стали 18ХГТ, 65Г, сплавы ВКбОМ, нихром Х20Н80.

Исследования физико-механических свойств получаемых электроискровой обработкой покрытий проводили в соответствии с РД 10.003-2009.

Металлографические исследования покрытий проводились с помощью усовершенствованного микротвердомера ПМТ-3 в соответствии с ИСО 4287, ГОСТ 2789-73, ГОСТ 27964-88.

Сравнительные триботехнические испытания образцов осуществляли согласно ГОСТ 23.224-86 на модернизированной машине трения СМТ-1 и ХО-БАТ-1.

Работоспособность АМОВТ проверяли на модернизированном стенде КИ-22210 с помощью электронной диагностической системы БЭСТ-12М.

Оценку влияния износов муфты на технико-экономические и экологические показатели работы двигателя проводили на стенде фирмы «AVL» с гидротормозом фирмы «Schenck» на ОАО «КамАЗ-Дизель» (г. Набережные Челны). Испытания проводились по внешней скоростной характеристике в соответствии ГОСТ 14846-81, ГОСТ В 15.307-77.

Эксплуатационные испытания топливных насосов с восстановленными АМОВТ осуществлялись на автомобилях КамАЗ, ЗИЛ и «Урал» в предприятиях АПК Республики Мордовия.

Обработку экспериментальных данных осуществляли на ПК с помощью пакетов прикладных программ N1 Lab VIEW 7.1, Statistica 6.0 и Excel 2003.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты входного стендового контроля АМОВТ, поступающих на ремонт, исследований дефектов и износов деталей муфт, изучения влияния износов деталей муфты на угол впрыскивания и на технико-экологические показатели двигателя.

Входной стендовый контроль 57 муфт показал, что на режиме вращения кулачкового вала топливного насоса 600 мин"1 УОВТ выше допустимого у 95 % исследуемых муфт, на режиме 900 мин"1 - у 79 %, на 1300 мин"' - у 23 %. Это связано с тем, что двигатель КамАЗ-740, эксплуатирующийся в условиях сельского хозяйства, на дорогах IV и V категорий, основную долю времени - 62 % работает в диапазоне частот вращения 0,48 - 0,67 пШ1и кулачкового вала (600900 мин"1), а в области номинальной частоты вращения - не более 2,5 %. Учитывая это, предположили, что детали муфты имеют неравномерный износ.

После входного стендового контроля все детали АМОВТ проходили первичную дефектацию и микрометражные исследования.

Первичной дефектацйей установлено, что коэффициент повторяемости дефектов пары «отверстие проставки - палец ведущей полумуфты» равен 0,96; корпуса - 0,96; отверстия груза под стакан пружины - 0,95; пары «втулка - ведомая полумуфта» - 0,68; пары «груз - ведомая полумуфта» - 0,56; пальца груза -0,3.

Анализ технического состояния АМОВТ показал, что основными причинами потери их работоспособности являются износы, задиры, срывы резьбы, коррозия.

Микрометражными исследованиями определены значения износов деталей АМОВТ, а также установлены законы их распределения (таблица 2).

Таблица 2 - Основные статистические характеристики и параметры распределения износов деталей АМОВТ_■

Параметр Статистические характеристики Параметры закона Вейбулла

у«. мкм мкм и, мкм О, мкм V а Ь

Износ поверхности пальца груза 22' 0 0,98 2,93 2,98 0,28 0,4

Износ поверхности отверстия груза под ось 194 34,64 52,51 1,52 28,23 0,7

Износ поверхности отверстия груза под стакан пружины 457 46,84 56,59 1,21 39,57 0,8

Износ поверхности оси груза 60 5,95 14,93 2,50 3,37 0,5

Износ поверхности оси под втулку 206 32,49 47,17 1,45 25,36 0,7

Износ поверхности пальцев ведущей полумуфты 130 12,54 26,33 2,10 5,89 0,5

Износ внутренней поверхности втулки 181 27,Ы 39,55 1,43 21,26 0,7

Износ отверстия проставки под палец ведущей полумуфты 480 80,38 71,59 0,89 81,54 и

Износ внутренней поверхности корпуса 1240 477,89 273,66 0,57 534,50 1,8

Максимальное значение износов отмечается у внутренней поверхности корпуса муфты (среднее значение износа 477,89 мкм), что связано с возникновением эффекта шаржирования в соединении «корпус муфты - стакан пружины». Они носят локальный характер. Остальные детали соединений имеют малые величины износов, среднее значение которых не превышает у проставки, изготовленной из капрона, 81 мкм, а у деталей, изготовленных из сталей 45 и 18ХГТ, - 47 мкм.

Исследования показывают, что детали АМОВТ имеют различную интенсивность изнашивания. Так корпус, изготовленный из чугуна СЧ 40, и простав-ка из капрона изнашиваются интенсивнее соответственно в 10,15 и 1,72 раза, чем детали, изготовленные из сталей 45 и 18ХГТ.

Для оценки влияния износов деталей муфты на отклонение угла разворота полумуфт проводили статистическое моделирование. При этом учитывали, что техническими требованиями регламентированы значения угла разворота А на

режимах вращения кулачкового вала в 600, 900 и 1300 мин"'. Так как износ корпуса неравномерен, то исследования проводили на каждом режиме.

По результатам статистической оценки количественных данных установлены зависимости угла разворота полумуфт:

Л 600= 0,3111Z/ + 0,8357Z2-0,24657} (10)

А 9оо=_ехр (0,3348Z; + 0,1549Z3 - 0,2499LnZ, - 0,6777Ln7); (11) А 1300= exp (- 0,3722Z, + 0.8167Z, - 0,5656Ln7), (12)

где Z, - суммарный износ отверстия проставки и пальца ведущей полумуфты, мм; Z; - износ корпуса, мм; Zj - суммарный износ втулки и оси втулки, мм; Z4 -суммарный износ оси груза и отверстия под ось груза, мм; Т - высота блока из пружины, стакана пружины, шайб, мм.

Из уравнений видно, что на разных режимах работы АМОВТ на угол разворота оказывают влияние различные комбинации всех независимых факторов., а отсутствие влияния некоторых из них на различных режимах работы сказывается недостаточным объемом выборки.

С целью установления влияния износов деталей АМОВТ на работоспособность двигателя были проведены испытания в лаборатории ОАО «КамАЗ-Дизель» (г. Набережные Челны). Стендовые испытания проводились по внешней скоростной характеристике. Для проведения испытаний были отобраны 9 муфт из числа исследуемых с максимальной, средней и минимальной степенью износа, которые поочередно устанавливались на топливном насосе.

Исследованиями выявлено, что износы деталей муфты приводят к потере мощности на частотах вращения коленчатого вала двигателя «=1200 мин'1 на 5,5 %, л=1800 мин"' - на 2,8 %, «=2600 мин"' - на 10,6 %, что приводит к увеличению удельного расхода топлива соответственно на 6,5, 3,6 и 9,4 %.

Отклонение УОВТ влияет на экологические показатели работы двигателя. При увеличении УОВТ на 2 п.к.в. дымность снижается на 23 %, содержание NOx увеличивается с 3,7 до 18,7 г/кВт'ч, уровень СО повышается с 1,9 до 2,9 г/кВт'ч.

Пятая глава «Технология восстановления размеров изношенных деталей АМОВТ электроискровым способом» посвящена разработке технологических рекомендаций по ремонту АМОВТ восстановлением рабочих поверхностей деталей методом электроискровой обработки и оценке эксплуатационной и экономической эффективности предлагаемых технологических решений.

Результаты микрометражных исследований позволили определить необходимую толщину слоя металлопокрытия h„. С учетом припуска на механическую обработку она составила: для корпуса муфты - 570...745 мкм на сторону, для пальца груза - 10...30 мкм, для отверстия груза под стакан пружины -55...550 мкм, для оси груза - 10. ..72 мкм, для оси втулки - 40...250 мкм, для пальца ведущей полумуфты - 15... 156 мкм, для внутренней поверхности втулки полумуфты - 35...220 мкм. При этом сплошность С^, должна составлять не менее 70 %.

Экспериментальные исследования кинетики эрозии материалов показали следующие результаты:

- электроды из бронзы БрАЖ 9-4 позволяют восстанавливать 84 % изно-сов корпусов муфт, бронзы БрАЖ 10-1,5 - 92 %, бронзы БрКМц 3-1 - 98 %;

- все применяемые электроды из бронзы различных марок способны восстанавливать износ отверстия груза под стакан пружины;

- максимальная производительность наплавки отмечена у электродов из бронзы БрКМц 3-1 на 4-м режиме с коэффициентом энергии 1,0 (энергия импульса 0,61 Дж с частотой 420 Гц) электроискрового комплекса БИГ-4;

- все остальные износы деталей муфты восстанавливаются электродами из сталей 18ХГТ, 65Г, твердого сплава ВК60М и нихрома Х20Н80. Максимальная производительность наблюдалась при использовании электрода из твердого сплава ВК60М на 4-м режиме с коэффициентом энергии 0,2 (энергия импульса 0,61 Дж с частотой 84 Гц) электроискрового комплекса БИГ-4;

- для всех применяемых наплавочных электродов сплошность покрытия составляла не менее 73 %.

Металлографические исследования показали, что нанесенные слои металлопокрытий состоят из окислов и фрагментов застывшего металла, нетра-вящегося "белого слоя" и термодиффузионной зоны. Глубина зон зависит от материала наплавочного электрода и режима обработки. На рисунках 3-4 представлены распределения микротвердости по толщине нанесенных слоев на чугуне СЧ40 и стали 18ХГТ.

Н„, МПа

личных марок, на чугуне СЧ40:1 - окислы и фрагменты застывшего металла; Н|, П2, Из - "белый слой" соответственно для бронзы БрАЖ 9-4, БрАЖ 10-1,5, БрКМц 3-1; Ш|, НЬ, Шз - термодиффузионная зона соответственно для бронзы БрАЖ 9-4, БрАЖ 10-1,5, БрКМц 3—1; IV - зона основного металла

Исследования микротвердости покрытий, нанесенных на корпус муфты, показали, что покрытия из бронзы обладают практически одинаковой микротвердостью "белого слоя": БрАЖ 9-4 - Я'/ =1843 МПа, БрАЖ 10-1,5 - 77«*-

=2284 МПа, БрКМц 3-1 - 77 =2228 МПа.

При наплавке деталей, изготовленных из стали 18ХГТ различными сталями и сплавами на поверхности формируется "белый слой" с максимальной микротвердостью ВК60М - 77"/ =11230 МПа, 18ХГТ - 77®'=7500 МПа, нихром Н20Х80 - 77^=4070 МПа, 65Г- Н =5580 МПа.

Рисунок 4 - Распределение микротвердости по толщине слоя, образованного сталями и сплавами различных марок, на стали 18ХГТ: I - окислы и фрагменты застывшего металла; Iii, Иг, Из 1U- "белый слой" соответственно для ВК60М, 18ХГТ, Н20Х80,65Г;

IIli, IIb, III3 Ш4 - термодиффузионная зона соответственно для ВК60М, 18ХГТ, Н20Х80, 65Г; IV - зона основного металла

На следующем этапе проводились триботехнические исследования восстановленных пар трения.

По схеме возвратно-поступательного движения исследовалось соединение "корпус муфты - стакан пружины" на интенсивность изнашивания при нагрузке Р = 2,7 МПа. Сравнительную оценку износных испытаний осуществляли по фактору износа Ф (рисунок 5).

0,000003 0,0000025 0,000002 0,0000015 0,000001 0,0000005 О

1 2 3 4 5 6

Рисунок 5 - Сравнение интенсивностей изнашивания по фактору износа восстановленного

соединения "корпус муфты — стакан пружины": I - чугун СЧ40 - капрон; 2 - чугун СЧ40 - капрон с металлическими включениями; 3 - чугун СЧ40 + бронза БрКМц 3-1 - капрон; 4 - чугун СЧ40 + бронза БрАЖ 9—4 - капрон; 5 - чугун СЧ40 + бронза БрАЖ 10-1,5 - капрон; 6 - чугун СЧ40 + бронза БрКМц 3-1 + + сплав ВК60М - капрон с металлическими включениями

В результате исследований было выявлено, что наименьшей интенсивностью изнашивания обладает пара трения "СЧ40+БрКМц 3-1 - капрон" с Ф =4,43-10 , это в 1,87 раза меньше чем, у новой пары. В случае возникновения эффекта шаржирования в сопряжении в 30,32 раза возрастает интенсивность изнашивания (образец 2, рисунок 5). Упрочнение восстановленных пар твердым сплавом ВК60М позволяет снизить эффект шаржирования в 4,93 раза (образец 6, рисунок 5).

По схеме вращательного движения соединения исследовались на прира-батываемость (таблица 3) и интенсивность изнашивания (рисунок 6).

Таблица 3 - Результаты испытаний на прирабатываемость восстановленных соединений АМОВТ

№ образца Образцы Р„„, МПа МПа Л*

ролик колодка

1 18ХГТ 18ХГТ 5,4 3,7 0,183

2 18ХГТ 18ХГТ+18ХГТ 13,7 5,4 0,147

3 18ХГТ 18ХГТ+ВК60М 22,7 15,2 0,074

4 18ХГТ 18ХГТ+Н20Х80 15,8 6,3 0,141

5 18ХГТ 18ХГТ+65Г 20,7 7,9 0,109

Примечание. Рип — максимальная нагрузка, характеризующая предзадирное состояние; Роп — оптимальная нагрузка, соответствующая /т!п; /ш|п — минимальный коэффициент трения скольжения.

Исследования на прирабатываемость показали, что у восстановленных пар коэффициент трения скольжения в 1,24...2,47 раза меньше, чем у новых пар, и составляет для различных наплавочных материалов 0,074.. .0,147.

Износными испытаниями на нагрузках Р„„ для каждой исследуемой пары установлено, что интенсивность изнашивания поверхностей, образованных на стали 18ХГТ электроискровой обработкой, в 1,67...9,94 раза ниже по сравнению с необработанными.

5Е-10 4.5Е-10 4Е-10 3.5Е-10 ЗЕ-10 2.5Е-10 2Е-10 1.5Е-10 1Е-10 5Е-11 0

Рисунок 6 — Сравнение интенсивностей изнашивания по фактору износа восстановленных соединений АМОВТ: 1 - сталь 18ХГТ- сталь 18ХГТ; 2 - сталь 18ХГТ-сталь 18ХГТ +сталь 18ХГТ; 3 - сталь 18ХГТ-сталь 18ХГТ + сплав ВК60М; 4 - сталь 18ХГТ-сталь 18ХГТ + нихром Н20Х80; 5 - сталь 18ХГТ - сталь 18ХГТ + сталь 65Г

Таким образом, наилучшими электродными материалами для восстановления изношенных поверхностей деталей АМОВТ являются бронза БрКМц 3-1, твердый сплав ВК60М и их сочетание.

Эксплуатационные испытания 25 отремонтированных муфт, проводимые с 2006 г. по настоящее время, показали, что нижняя доверительная граница их прогнозируемого среднего ресурса составляет более 173,8 тыс. км пробега.

На основании проведенных исследований был разработан технологический процесс ремонта АМОВТ восстановлением изношенных деталей методом электроискровой обработки. Экономический эффект от внедрения технологии в производство составляет 230 520 руб. на программу ремонта 250 муфт в год.

Результаты исследований внедрены в учебно-научно-производственном центре Института механики и энергетики Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева.

1 2 3 4 5

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании анализа литературных источников и выполненных экспериментальных исследований установлено, что 25-30 % дизельных двигателей тракторов и автомобилей эксплуатируются с отклонением угла опережения впрыскивания топлива от установленного.

2. Анализ износного состояния и результаты стендовых испытаний АМОВТ двигателей КамАЗ показали, что на режиме вращения кулачкового вала топливного насоса 600 мин"1 превышение УОВТ наблюдается у 95 % исследуемых муфт, на режиме 900 мин"1 - у 19%, на 1300 мин'1 - у 23 %. Установлено, что детали АМОВТ имеют различную интенсивность изнашивания. Так корпус в 10,15 раза, а проставка в 1,72 раза изнашиваются интенсивнее, чем остальные детали. Среднее значение износов внутренней поверхности корпуса и отверстия проставки составляет 477,89 и 80,38 мкм соответственно.

3. Исследованиями установлено, что износы деталей муфты приводят к потере мощности на частотах вращения коленчатого вала двигателя п = 1200 мин"1 на 5,5 %, «=1800 мин"1 - на 2,8 %, п = 2600 мин'1 - на 10,6 % и приводят к увеличению удельного расхода топлива соответственно на 6,5, 3,6 и 9,4 %. При увеличении УОВТ на 2 п.к.в. дымность снижается на 23 %, содержание NOx увеличивается с 3,7 до 18,7 г/кВт-ч, уровень СО повышается с 1,9 до 2,9 г/кВт-ч.

4. Статистическим моделированием влияния износов деталей муфты на отклонение угла разворота полумуфт определено, что на разных режимах работы на этот показатель влияют износ отверстия проставки, износ пальца ведущей полумуфты, износ корпуса, износ втулки, износ оси втулки, износ оси груза, износ отверстия под ось груза и размер блока из пружины, стакана и шайб.

5. Получены зависимости, позволяющие рассчитать изменение УОВТ в зависимости от износов деталей и частоты вращения кулачкового вала топливного насоса, а также определить допустимые величины износов деталей АМОВТ.

6. Разработан технологический процесс ремонта АМОВТ топливных насосов высокого давления двигателей КамАЗ, обеспечивающий 100-процентный ресурс после ремонта путём восстановления изношенных рабочих поверхностей деталей электроискровой обработкой. При этом выявлено, что:

- применение различных наплавочных материалов позволяет восстанавливать до 98 % муфт;

- при восстановлении корпуса муфты наименьшей интенсивностью изнашивания обладает пара трения "СЧ 40+БрКМц 3-1 - капрон" с фактором износа Ф = 4,43 • Ю-8, что в 1,87 раза меньше чем, у новой пары. В случае возникновения эффекта шаржирования в данном сопряжении в 30,32 раза возрастает интенсивность изнашивания. Упрочнение восстановленных пар твердым сплавом ВК60М позволяет снизить эффект шаржирования в 4,93 раза;

- исследования на прирабатываемость пар трения, изготовленных из стали 18ХГТ и восстановленных различными сталями и сплавами, показали, что у восстановленных пар коэффициент трения скольжения в 1,24...2,47 раза меньше, чем у новых пар, и составляет для различных наплавочных материалов

0,074...0,147. Износными испытаниями при Р„„ для каждой исследуемой пары установлено, что интенсивность изнашивания поверхностей, образованных на стали 18ХГТ электроискровой обработкой в 1,67...9,94 раза ниже по сравнению с необработанными.

Установлено, что наилучшими электродными материалами для восстановления изношенных поверхностей деталей АМОВТ являются бронза БрКМц 3-1, твёрдый сплав ВКбОМ и их сочетание.

7. Эксплуатационные испытания 25 отремонтированных муфт, проводимые с 2006 г. по настоящее время, показали, что нижняя доверительная граница их прогнозируемого среднего ресурса составляет более 173,8 тыс. км пробега. Экономический эффект от внедрения технологии в производство составляет 230 520 руб. на программу ремонта 250 муфт в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ

1. Загородских Б. П. Теоретическое обоснование оценки технического состояния основных деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива / Б. П. Загородских, С. В. Абрамов, А. В. Смольянов // Вестн. Сарат. госагроуниверситетата им. Н. И. Вавилова. - 2009. - № 3. - С. 33-38 (0,44 пл., в т.ч. 0,15 п.л. лично автора).

Статьи в других изданиях, включая труды всероссийских и международных НТК

2. Смольянов А. В. Перспективы восстановления изношенных деталей топливных насосов высокого давления методом электроискровой обработки / А. В. Смольянов, Н. В. Раков // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем: Междунар. науч.-техн. конф. (г. Саранск, 27 - 29 окт. 2004 г.) : сб. науч. тр. - Саранск, 2004. - С. 128-130 (0,19 п.л., в т.ч. 0,06 п.л. лично автора).

3. Раков Н.В. К вопросу ремонта автоматической муфты опережения впрыска топлива ТНВД двигателей КамАЗ / Н.В. Раков. А.В. Смольянов // Энергоресурсосберегающие технологии и системы в АПК: Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск, 2006. - С. 11-14 (0,25 пл., в т.ч. 0,08 п.л. лично автора).

4. Загородских Б. П. Предпосылки к исследованию автоматической муфты опережения впрыскивания топлива ТНВД двигателя КамАЗ / Б. П. Загородских, Н. В. Раков, А. В. Смольянов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Межгосударств, науч.-техн. семинар (Саратов, 24-25 мая 2006 г.). - Саратов, 2007. - Вып. 19. - С. 141-144 (0,19 пл., в т.ч. 0,06 пл. лично автора).

5. Загородских Б. П. Влияние изменения угла разворота муфты опережения впрыскивания топлива на показатели работы дизеля / Б. П. Загородских, А. А. Жиздюк, А. В. Смольянов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания : Межгосударсв. науч.-техн. семинар (Саратов, 24-25 мая 2006 г.). - Саратов, 2007. - Вып. 19. - С. 168-171 (0,25 пл., в т.ч. 0,08 п.л. лично автора).

6. Раков Н.В. Влияние износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива на показатели работы двигателя КамАЗ / Н. В. Раков. А. В. Смольянов // Материалы XIII научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарёва : в 2 ч. Ч. 2 : Естественные и технические науки. Саранск, 2008. -С. 169-172 (0,25 п.л., в т.ч. 0,08 п.л. лично автора).

7. Загородских Б. П. Влияние износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива на технико-экологические показатели работы двигателя КамАЗ / Б. П. Загородских, Н. В. Раков, А. В. Смольянов // Тр. ГОСНИТИ. - 2008. - № 102. - С. 78-80(0,19 п.л., в т.ч. 0,06 п.л. лично автора).

8. Загородских Б. П. Определение предельно допустимых величин износов основных деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива/ Б. П. Загородских, С. В. Абрамов, А. В. Смольянов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Межгосударств, науч.-техн. семинар (Саратов, 21-22 мая 2008 г.). - Саратов, 2009. - Вып. 21. - С. 195-198 (0,25 п.л., в т.ч. 0,08 п.л. лично автора).

Подписано в печать 17.02.10. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 267. Типография Издательства Мордовского университета 430005, Саранск, ул. Советская, 24

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Причины нарушения характеристик топливной аппаратуры дизелей и пути повышения её долговечности.

1.2 Анализ существующих способов восстановления применительно к деталям автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

1.3 Выводы и постановка задач исследования.

2 Теоретическое обоснование допустимых величин износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

2.1 Допустимые величины износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

2.2 Теоретическое обоснование влияния износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива на изменение угла впрыскивания.

3 Методика экспериментальных исследований.

3.1 Программа исследований.

3.2 Методика проведения входного стендового контроля работоспособности автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

3.3 Методика проведения микрометражных исследований.

3.4 Методика стендовых испытаний.

3.5 Оборудование и технологическая оснастка для проведения электроискровой обработки.

3.6 Методика эксплуатационных испытаний отремонтированных автоматических муфт опережения впрыскивания топлива.

4 Результаты экспериментальных исследований.

4.1 Результаты входного стендового контроля.

4.2 Характер и величина износов деталей автоматических муфт опережения впрыскивания топлива, поступающих на ремонт.

4.3 Влияние износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива на изменение угла разворота полумуфт.

4.3.1 Статистическое моделирование изменения угла разворота в зависимости от износа деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

4.3.2 Выбор статистической модели динамики изменения угла разворота автоматической муфты опережения впрыскивания топлива для предсказания направления восстановления изношенных параметров.

4.4 Влияние износов деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива на технико-экологические показатели двигателя.

4.5 Результаты эксплуатационных испытаний.

5 Технология восстановления размеров изношенных деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива электроискровым способом.

5.1 Выбор рабочих материалов, режимов работы установки.

5.2 Физико-механические свойства покрытий, образованных электроискровой обработкой.

5.3 Оценка работоспособности восстановленных сопряжений.

5.4 Технология восстановления размеров изношенных деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

5.5 Технико-экономическая эффективность от внедрения технологического процесса ремонта автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.

5.5.1 Расчет себестоимости ремонта автоматической муфты опережения впрыска топлива восстановлением изношенных деталей методом электроискровой обработки.

5.5.2 Расчет годовой экономии от ремонта автоматической муфты опережения впрыска топлива по предлагаемой технологии.

В настоящее время в технических требованиях на капитальный ремонт и руководством по условиям эксплуатации и техническому обслуживанию для автоматических муфт опережения впрыскивания топлива (АМОВТ) самых распространенных двигателей КамАЗ отсутствуют отдельные значения допустимых износов деталей и методы их устранения.

В связи с этим, изучение характера и величины износов деталей АМОВТ и их влияние на изменение выходных параметров топливного насоса и в целом дизельных двигателей КамАЗ, определение допустимых износов и разработка технологии восстановления основных деталей являются актуальными научно-техническими задачами.

Анализ проблемы определил цель исследования — повышение долговечности топливной аппаратуры дизелей путем восстановления деталей автоматической муфты опережения впрыскивания топлива методом электроискровой обработки.

Объект исследования — новые, изношенные и отремонтированные автоматические муфты опережения впрыскивания топлива двигателей КамАЗ.

Методика исследований. В качестве основных методик применялись: методика системных исследований (системный подход и системный анализ), логика научных исследований и методика математического моделирования. В результате разработаны частные методики лабораторных исследований с использованием методов математической статистики, статистического и регрессионного анализа, с использованием современных вычислительных средств и производственных испытаний.

Научная новизна работы:

- определены параметры распределения износов деталей АМОВТ и получены аналитические зависимости, позволяющие определить влияние износов деталей муфты на изменение угла опережения впрыскивания топлива;

- определено влияние изменения угла опережения впрыскивания топлива на технико-экономические и экологические параметры двигателя;

- обоснованы и определены допустимые износы основных деталей АМОВТ;

- определены триботехнические характеристики соединений восстановленных деталей АМОВТ;

- разработана новая технология ремонта АМОВТ с восстановлением деталей методом электроискровой обработки.

Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в ремонтную практику технологии ремонта АМОВТ с восстановлением изношенных деталей электроискровым способом, а также уточнении допустимых изно-сов деталей муфты.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены в учебно-научно-производственном центре института механики и энергетики (ИМЭ) Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева, малом инновационном предприятии ООО «Ресурс» г. Саранск, а также используются в учебном процессе ИМЭ.

На защиту выносятся:

- аналитические зависимости для определения угла опережения впрыскивания от износов деталей;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований износов деталей АМОВТ на регулировочные параметры топливной аппаратуры и технико-экологические показатели двигателя;

- результаты экспериментальных исследований повышения долговечности деталей АМОВТ, восстановленных электроискровой обработкой;

- результаты эксплуатационных испытаний, внедрения и технико-экономической оценки разработанной технологии.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на Огаревских чтениях Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (г. Саранск, 2006, 2007, 2008 гг.); Межгосударственных научно-технических семинарах «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (2006, 2007, 2008 гг.), проводимых в Саратовском ГАУ им. Н.И. Вавилова; на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова; на международной научно-технической конференции «Научные проблемы ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, ГОСНИТИ, 2008 г.); на расширенном заседании кафедры основ конструирования механизмов и машин ИМЭ МГУ им. Н.П. Огарева.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 в издании входящем в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 50 рисунков, 116 источников литературы, 22 таблицы и приложения.

Общие выводы

1. На основании анализа литературных источников и выполненных экспериментальных исследований установлено, что 25—30 % дизельных двигателей тракторов и автомобилей эксплуатируются с отклонением угла опережения впрыскивания топлива от установленного.

2. Анализ износного состояния и результаты стендовых испытаний АМОВТ двигателей КамАЗ показали, что на режиме вращения кулачкового вала топливного насоса 600 мин"1 превышение УОВТ наблюдается у 95 % исследуемых муфт, на режиме 900 мин"1 - у 79 %, на 1300 мин"1 - у 23 %. Установлено, что детали АМОВТ имеют различную интенсивность изнашивания. Так корпус в 10,15 раза, а проставка в 1,72 раза изнашиваются интенсивнее, чем остальные детали. Среднее значение износов внутренней поверхности корпуса и отверстия проставки составляет 477,89 и 80,38 мкм соответственно.

3. Исследованиями установлено, что износы деталей муфты приводят к потере мощности на частотах вращения коленчатого вала двигателя п = 1200 мин"1 на 5,5 %, и=1800 мин"1 - на 2,8 %, п = 2600 мин"1 - на 10,6 % и приводят к увеличению удельного расхода топлива соответственно на 6,5, 3,6 и 9,4 %. При увеличении УОВТ на 2° п.к.в. дымность снижается на 23 %, содержание NOx увеличивается с 3,7 до 18,7 г/кВт-ч, уровень СО повышается с 1,9 до 2,9 г/кВт'ч.

4. Статистическим моделированием влияния износов деталей муфты на отклонение угла разворота полумуфт определено, что на разных режимах работы на этот показатель влияют износ отверстия проставки, износ пальца ведущей полумуфты, износ корпуса, износ втулки, износ оси втулки, износ оси груза, износ отверстия под ось груза и размер блока из пружины, стакана и шайб.

5. Получены зависимости, позволяющие рассчитать изменение УОВТ в зависимости от износов деталей и частоты вращения кулачкового вала топливного насоса, а также определить допустимые величины износов деталей АМОВТ.

6. Разработан технологический процесс ремонта АМОВТ топливных насосов высокого давления двигателей КамАЗ, обеспечивающий 100-процентный ресурс после ремонта путём восстановления изношенных рабочих поверхностей деталей электроискровой обработкой. При этом выявлено, что:

- применение различных наплавочных материалов позволяет восстанавливать до 98 % муфт;

- при восстановлении корпуса муфты наименьшей интенсивностью изнашивания обладает пара трения "СЧ 40+БрКМц 3-1 - капрон" с фактором R износа Ф = 4,43-10 , что в 1,87 раза меньше чем, у новой пары. В случае возникновения эффекта шаржирования в данном сопряжении в 30,32 раза возрастает интенсивность изнашивания. Упрочнение восстановленных пар твердым сплавом ВКбОМ позволяет снизить эффект шаржирования в 4,93 раза;

- исследования на прирабатываемость пар трения, изготовленных из стали 18ХГТ и восстановленных различными сталями и сплавами, показали, что у восстановленных пар коэффициент трения скольжения в 1,24.2,47 раза меньше, чем у новых пар, и составляет для различных наплавочных материалов 0,074.0,147. Износными испытаниями при Роп для каждой исследуемой пары установлено, что интенсивность изнашивания поверхностей, образованных на стали 18ХГТ электроискровой обработкой в 1,67.9,94 раза ниже по сравнению с необработанными.

Установлено, что наилучшими электродными материалами для восстановления изношенных поверхностей деталей АМОВТ являются бронза БрКМц 3-1, твёрдый сплав ВК60М и их сочетание.

7. Эксплуатационные испытания 25 отремонтированных муфт, проводимые с 2006 г. по настоящее время, показали, что нижняя доверительная граница их прогнозируемого среднего ресурса составляет более 173,8 тыс. км пробега. Экономический эффект от внедрения технологии в производство составляет 230 520 руб. на программу ремонта 250 муфт в год.

1. Бахтиаров, Н. И. Повышение надежности работы прецизионных пар топливной аппаратуры дизелей / Н.И. Бахтиаров, В.Е. Логинов, И.И. Лихачев М.: Машиностроение, 1972. - 200 с.

2. Хатько, В. В. Повышение работоспособности фильтров тонкой очистки топлива типа ДТ-75 тракторных дизельных двигателей: автореф. дис. . канд. техн. наук. / В. В. Хатько Саратов, 1981. — 25 с.

3. Баширов, Р. М. Надёжность топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей / Р. М. Баширов, В.Г. Кислов — М.: Машиностроение, 1978. -180 с.

4. Астахов, И. В. Подача и распыливание топлива в дизелях / И.В. Астахов -М.: Машиностроение ,1972.-210 с.

5. Денисов, А. С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей / А. С. Денисов Саратовский госуд. политехи, университет: Саратов, 1999.-350 с.

6. Антипов, В. В. Износ прецизионных деталей и нарушение характеристики топливной аппаратуры дизелей. Изд.2-е перераб. и доп. / В.В. Антипов -М., «Машиностроение», 1972. 177 с.

7. Загородских, Б. П. Ремонт и регулирование топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизелей / Б. П. Загородских, В. П. Лялякин, П. А. Плотников М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. - 212 с.

8. Руководство по эталонированию, испытанию и регулировке топливной аппаратуры тракторных, комбайновых и автомобильных дизелей. ГОСНИТИ / И. М. Федосов, В. А. Рудицкая, Ю. П. Полосин при участии О.Е. Бе-даевой. Москва, 1990. - 186 с.

9. Чернышев, JI. В. Повышение надежности дизелей ЯМЗ и автомобилей КРАЗ / JI. В. Чернышев М.: Машиностроение. 1974. - 315 с.

10. Астахов, И. В. Топливная система и экономичность дизеля / И. В. Астахов, Л. Н. Голубков, В. И. Трусов Машиностроение, М.: 1990. - 288 с.

11. Бриллинг, Н. Р. Быстроходные дизели. / Н. Р. Бриллинг, М. М. Вихерт, И. И. Гутерман -М.: Машгиз, 1951. 520 с.

12. Бурячко, В. Р. О работе автомобильного дизеля на частичных нагрузках. / В. Р. Бурячко // М.: Автомобильная промышленность. — 1962, № 7, С. 5-54.

13. Гугин, А. М. Исследование угла опережения впрыска топлива на показатели рабочего цикла дизеля ЯМЗ-236. Труды / А. М. Гугин, А.З. Васильев // ЛСХИ, 1965. Том 97, С. 196-200.

14. Ждановский, Н. С. Безтормозные испытания тракторных двигателей / Н. С. Ждановский-М.: Машиностроение, 1968. 168 с.

15. Звонов, В. С. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В. С. Звонов-М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

16. Купершмидт, В. JI. Влияние угла опережения впрыска топлива и некоторых параметров топливной аппаратуры на пусковые качества дизеля Д-37М. / В. JI. Купершмидт // Трактор и сельхозмашины, 1966, № 11, С. 11-13.

17. Ленин, И. М. Теория автомобильных и тракторных двигателей / И. М. Ленин М.: Машиностроение, 1969. - 368 с.

18. Марков, В. А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей / В. А. Марков, В. Г. Кислов, В. А. Хватов М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1997.-160 с.

19. Лышевский, А. С. Система питания дизелей. / А. С. Лышевский- М.: Машиностроение, 1981.-216 с.

20. Загородских, Б.П. Повышение надежности топливной аппаратуры тракторов и комбайнов дизелей путем совершенствования методов контроля и стабильности размеров прецизионных деталей: дис. . д.т.н. / Загородских Борис Павлович Саратов, 1991. - 332 с.

21. Николаенко, А. В. Количественная оценка потерь топлива из-за неоптимальности регулировок топливной аппаратуры дизелей. — Научн. труды / А. В.Николаенко, Л. Я. Подольный // ЛСХИ. Пушкин, 1981. - Том 411, С. 3-9.

22. Пожаров, М. А. Устройство для автоматического изменения угла опережения впрыска в топливных насосах автотракторных дизелей / М. А. Пожаров М.: НИИавтосельхозмаш, 1964. - 62 с.

23. Свиридов, Ю. Б. Топливо и топливоподача автотракторных дизелей / Ю. Б. Свиридов, Л. А. Маливский, М. М. Вихерт М.: Машиностроение, 1979.-240 с.

24. Селиванов, А. И. Дизельная топливная аппаратура. Устройство, техническое обслуживание и ремонт. 2-е изд. пер. доп. / А. И. Селиванов М.: Сельхозгиз, 1964.-354 с.

25. Файнлейб, Б. Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник / Б. Н. Файнлейб Л.: Машиностроение, 1990. — 352 с.

26. Брагинцев, В. А. Исследование центробежной муфты с шаровыми грузами для регулирования угла опережения впрыскивания топлива дизеля: дис. . канд. техн. наук. / В. А. Брагинцев — Новочеркасск, 1980. — 137 с.

27. Славутский, В. М. Определение угла опережения впрыска в дизелях / В. М. Славутский, А. А. Ощенко, Н. А. Наумов // Рабочие процессы в поршневых ДВС. Волгоград, 1979. - С. 105-108.

28. Гоц, А. Н. Тенденции развития автомобильных и тракторных дизелей за рубежом / А. Н. Гоц, И. П. Мацаренко, В. Н. Мокеева // Двигателестрое-ние. 1991. № 8-9. - С. 65-67, 80.

29. Костин, А. К. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания / А. К. Костин, В. В. Ларионов, JI. И. Михайлов- Л.: Машиностроение, 1979. 222 с.

30. Взоров, Б. А. Снижение расхода топлива сельскохозяйственными тракторами путем автоматизации режимов работы двигателей / Б. А. Взоров, К. К. Молчанов, И. И. Трепененков // Тракторы и сельхозмашины. 1985. № 6.-С. 10-14.

31. Марков, В. А. Улучшение экономических и экологических показателей транспортных дизелей путем управления процессом топливоподачи: дис. док. тех. наук. / В. А. Марков Москва. 1995. - 409 с.

32. Кругов, В. И. Двигатель внутреннего сгорания как регулируемый объект / В. И. Кругов М.: Машиностроение, 1978. - 421 с.

33. Кругов, В. И. Улучшение характеристик автотракторных дизелей изменением угла опережения впрыскивания топлива / В.И. Кругов, В.А. Марков // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1993. - №2. - С. 66-72.

34. Николаенко, А. В. Улучшение топливно-энергетических показателей автотракторных двигателей / А.В. Николаенко — Л., 1990. — 47с.

35. Системы управления дизельными двигателями. Перевод с немецкого. М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. - 480 с.

36. Колупаев, В. Я. Конструкции устройств для автоматического изменения угла опережения впрыска топлива в зарубежных быстроходных дизелях / В. Я. Колупаев М.: ЦНИИЭИтракторосельхозмаш, 1974. - 28 с.

37. Сулайман, М. Д. Влияние режимных факторов на работу муфты автоматического регулирования опережения впрыска топлива тракторного дизеля: дис. . канд. тех. наук. / М. Д. Сулайман Минск., 1992. - 204 с.

38. Руководство по устройству, техническому обслуживанию и ремонту основных агрегатов и систем КАМАЗ 6520 3902001РТ. Под общ.ред. С. А. Акинина. Набережные Челны, 2004. - 446 с.

39. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту двигатели КАМАЗ 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.50-360, 740.51320, 740.50 39001001КД. Под общ.ред. С. А. Акинина. Набережные Челны, 2002.-247 с.

40. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту двигатели КАМАЗ 740.30-260 и 740.31-240 3902002 РЭ. Под общ.ред. С. А. Акинина. Набережные Челны, 2004. - 138 с.

41. Габитов, И. И. Топливная аппаратура автотракторных дизелей / И. И. Габитов, А. В. Неговора Уфа: БГАУ, 2004. - 216 с.

42. Басс, А. И. Определение характера изменения оптимального угла подачи топлива для двигателя с воздушным охлаждением / А. И. Басс, В. Н. Попов, Д. В. Гаев // Труды ЧИМЭСХ, 1974, Вып. 38, С. 11-23.

43. Диагностика автотракторных двигателей (под общ. ред. профессора Ждановского Н. С.) Л.: Колос, 1977. - 264 с.

44. Вихерт, М. М. Топливная аппаратура автомобильных дизелей / М. М. Вихерт, М. В. Мазинг — М.: Машиностроение, 1976. 176 с.

45. Галлеев, В. А. Влияние изменения угла опережения впрыска топлива на работу турбокомпрессора и переходные режимы двигателя с газотурбинным наддувом: дис. . канд. техн. наук. / В. А. Галлеев — М., 1980. 137 с.

46. Суранов, Г. И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске / Г. И. Суранов М.: Колос, 1982. - 143 с.

47. Толшин, В. И. Форсированные дизели: переходные режимы и регулирование / В. И. Толшин М.: Машиностроение, 1993. - 198 с.

48. Кривенко, П. М. Дизельная топливная аппаратура / П. М. Кривенко, И. М. Федосов М., «Колос», 1970. - 536 с.

49. Разлейцев, Н. Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. / Н. Ф. Разлейцев Харьков: Высшая школа, 1980. - 169 с.

50. Кривенко, П. М. Техническое обслуживание дизельной топливной аппаратуры. Изд.З-е, перераб.и доп. / П.М. Кривенко, И.М. Федосов М., «Колос», 1973.-344 с.

51. Чернышев, JI. В. Двигатели ЯМЭ-236 и ЯМЗ-238. / Л. В. Чернышев -М.: Машиностроение, 1968. 368 с.

52. Варваров, Л. Н. Влияние угла опережения подачи топлива на показатели дизеля Д-37М / Л. Н. Варваров, Г. П. Мироненко, М. Г. Сандомирский II Сб. на-учн. тр. Моск. ин-та инж. с.-х. пр-ва, 1978, № 15, ч. 4, С. 57-61.

53. Ждановский, Н. С. Диагностика дизелей автотракторного типа / Н. С. Ждановский, Б. А.Улитовский, В. А. Аллилуев Л.: Колос, 1978 - 192 с.

54. Шаронов, Г. П. Применение присадок к маслам для ускорения приработки двигателей / Г. П. Шаронов М.: Химия, 1965 -223 с.

55. Гоголев, Б. А. Влияние качества очистки топлива на долговечности прецизионных деталей топливной аппаратуры / Б. А. Гоголев // Ремонт тракторов и сельскохозяйственных машин. Сб. научн. раб. СИМСХ. - Саратов, 1981, С. 49-54.

56. Киреев, И. М. Влияние износа плунжерных пар на процесс впрыска топлива двигателя Д-108. Труды. / И. М. Киреев, М. А. Токмачев // ЦНИТА. Л., 1969, вып. 42, С. 54-57.

57. Киреев, И. М. Влияние износа нагнетательного клапана на процесс впрыска топлива двигателя Д-108. Труды. / И. М. Киреев, М. А. Токмачев // ЦНИТА. Л., 1970, вып. 46, С. 43^16.

58. Антипов, В. В. Ремонт и регулирование дизельной топливной аппаратуры. Методическое руководство к лабораторной работе. / В. В. Антипов, Б. А. Гоголев, Б. П. Загородских Саратов, 1978. - 79 с.

59. Галушко, И. Л. Исследование влияния технического состояния нагнетательных клапанов на процессе топливоподачи тракторного дизельного двигателя. Труды / И. Л. Галушко // ГОСНИТИ, 1964. т. 4, С. 140-156.

60. Амельченко, В. А. Снижение токсичности выбросов дизелей мобильной сельскохозяйственной техники при эксплуатации путём совершенствования очистки отработавших газов: автореф. дис. . канд. тех. наук. / В. А. Амельченко — Саратов, СГАУ, 1997. — 20 с.

61. Герасимов, А. Т. Снижение выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей с дизельными двигателями: дис. . к.т.н. / А. Т. Герасимов С-Пб., 1993.- 190 с.

62. Горбунов, В. В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В. В. Горбунов, Н. Н. Патрахальцев — М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1998. 216 с.

63. Амбарцумян, В. В. Экологическая безопасность автомобильного транспорта. Учебное пособие для вузов / В. В. Амбарцумян М.: ООО Издательство «Научтехиздат», 1999. -2008 с.

64. Лиханов, В.А. Снижение токсичности автотракторных дизелей / В. А. Лиханов, А. М. Сайкин М.: Агропромиздат, 1991. - 208 с.

65. Суранов, Г. И. О повышении топливной экономичности автотракторных дизелей / Г. И. Суранов, О. Н. Смирнов // Двигателестроение. 1989. -Ж5.-С. 58-59.

66. Гусаков, А. А. Снижение вредных выбросов при эксплуатации тракторных дизелей путем применения разделённой системы топливоподачи (напримере дизеля Д-240): дис. канд. тех. наук / А. А. Гусаков Саратов, 1999. — 132 с.

67. Дворников, Г. П. Разработка метода оценки и управления экологич-ностью отработавших газов автомобилей (На примере КамАЭ-5320): дис. . канд. тех. наук. / Г. П. Дворников Оренбург, 2000. - 144 с.

68. Хватов, В. Н. Пути снижения дымности отработавших газов автотракторных дизелей / В. Н. Хватов, Н. В. Логинов // Двигателестроение, №5. 1991. С. 42-44.

69. Колчин, А. В. Обеспечение экологической безопасности и нормативной топливной экономичности тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин при эксплуатации / А. В. Колчин Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 2003. - 135 с.

70. Мочешников, Н. А. Обобщенные зависимости влияния регулировок дизеля на его токсичность и экономические показатели / Н. А. Мочешников, А. И. Френкель // Автомобильная промышленность. 1974. - № 11. С. 17-20.

71. Марков, В. А. Чтобы тракторный двигатель стал автомобильным / В. А. Марков, Е. А. Сиротин // Автомобильная промышленность. — 1999. № 6 — С. 9— 11.

72. Восстановление изношенных деталей. М.: Россельхозиздат, 1973. —86 с.

73. Кононогов, А. М. Восстановление деталей на предприятиях Госагро-прома СССР: обзорная информация. Госагропром СССР / А. М. Кононогов, И. Г. Голубев М.: Агро НИИТЭИИТО, 1988. - 24 с.

74. Черноиванов, В. И. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин / В. И. Черноиванов, В. П. Андреев -М.: Колос, 1983. 288 с.

75. Прогрессивные методы восстановления изношенных деталей сельскохозяйственных машин. Сб. науч.тр./ Науч. ред. Л. С. Ермолова . - Киев: УСХА, 1988. - 87 с.

76. Черноиванов, В. И. Новые технологические процессы и оборудование для восстановления деталей сельскохозяйственной техники. / В. И. Черноиванов, В. П. Андреев М.: Высшая шк., 1983. - 95 с.

77. Белый, А. В. Поверхностная упрочняющая обработка с применением концентрированных потоков энергии. / А. В. Белый, Е. М. Макушок, И. Л. Коболь-Минск: наука и техника, 1990. 179 с.

78. Чепа, П. А. Эксплуатационные свойства упрочненных деталей / П. А. Чепа, В. А. Андрияшин Минск, 1988. - 192 с.

79. Ионов, П. А. Выбор оптимальных режимов восстановления изношенных деталей электроискровой наплавкой. автореф. дисс.к.т.н., - Саранск, 1999.- 18 с.

80. Бурумкулов, Ф. X. Восстановление и упрочнение деталей электроискровыми методами. / Ф. X. Бурумкулов, А. В. Беляков, Л. М. Лельчук, В. И. Иванов // Сварочное производство, 1999, № 2. С. 5-6.

81. Верхотуров, А. Д. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей / А. Д. Верхотуров, И. М. Муха — Киев: Техшка, 1982. -181 с.

82. Верхотуров, А. Д. Элекроискровое легирование металлических поверхностей / А. Д. Верхотуров, Г. В. Самсонов Изд-во Наукова думка, Киев, 1976.-260 с.

83. Лазаренко, Б. Р. Электроискровая обработка токопроводящих материалов / Б. Р. Лазаренко М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 184 с.

84. Лышевский, А. С. Расчет центробежных муфт опережения впрыска топлива./А.С. Лышевский. — Новочеркасск, 1975. — 75 с.

85. Лышевский, А. С. Развитие конструкций автоматических муфт и устройств опережения впрыска автотракторных дизелей: Обзорная информация / А. С. Лышевский, В. В. Мыльнев, В. А. Брагинец М.: ЦНИИТЭИтракто-росельхозмаш, 1975. — 50 с.

86. Колупаев, В. Я. Метод статического расчета автоматических муфт опережения впрыска топлива с плоскими радиально движущимися грузами / В. Я. Колупаев // Труды ЦНИТА. 1978. - Вып. 71. С. 3-12.

87. Андреева, Л. И. Упругие элементы приборов / Л. И. Андреева М.: Машиностроение, 1981, —391 с.

88. Техническое описание и инструкция по эксплуатации стенда для испытания и регулирования топливной аппаратуры дизельных двигателей КИ-22210. Красноуфимский опытно-экспериментальный завод, 1998.

89. Блок измерительный топливного стенда БЭСТ — 12М. Руководство по эксплуатации НП14.00.00.000РЭ. Краснообск, 2005 - 38 с.

90. ТК 10.16.0001.003-87 Топливная аппаратура автотракторных и комбайновых дизелей. Технические требования на капитальный ремонт. — М.: ГОСНИТИ.-244 с.

91. Шор, Я. Б. Таблицы для анализа и контроля надежности / Я. Б. Шор, Ф. Н. Кузьмин М.: Советское радио, 1968. — 288 с.

92. Технологические карты ремонта агрегатов автомобилей КамАЗ. Второе изд. — Набережные Челны, 2001 256 с.

93. ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.

94. ГОСТ В 15.307-77. Испытания и приемка серийных изделий. Основные положения.

95. ГОСТ 17.2.2.01-84. Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений.

96. РД 50-690-89. Методические указания. Надёжность в технике. Методы оценки показателей надёжности по экспериментальным данным. М.: Госстандарт СССР.

97. Грехов, JI. В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. 2-е изд. / Л. В. Грехов, Н. А. Иващенко, В. А. Марков-М.: Легион-Автодата, 2005. 344 с.

98. Боровиков, В. П. STATISTIKA. Искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов / В. П. Боровиков — СПб.: Питер, 2003. 688 с.

99. Анилович, В. Я. Эксплуатационная надежность сельскохозяйственных машин / В. Я. Анилович. Минск: Ураджай, 1974. - 204 с.

100. ГОСТ 17510-72. Надежность изделий машиностроения. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений.

101. Нуянзин, Е. А. Повышение долговечности шестеренных гидронасосов восстановлением изношенных рабочих поверхностей комбинированным методом: автореф. дис. канд. техн. наук / Нуянзин Евгений Анатольевич — Саранск, МГУ им. Н.П. Огарева. 2005. 16 с.

102. Бурумкулов, Ф. X. Микрогеометрия и несущая способность поверхности, образованной электроискровой наплавкой / Ф. X. Бурумкулов, Л. М. Лельчук, И. А. Пушкин, С. Н. Фролов // Технология машиностроения. 2001. №4.-С. 29-35.

103. Бурумкулов, Ф. X. Электроискровая обработка металлов универсальный способ восстановления изношенных деталей / Ф. X. Бурумкулов, В. П. Лялякин, И. А. Пушкин, С. Н. Фролов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2001. №4. — С. 23-28.

104. Бурумкулов, Ф. X. Упрочнение поверхностей высоконагруженных пар трения электроимпульсным легированием / Ф. X. Бурумкулов, П. А. Буш-ма, JI. М. Лельчук // Тяжелое машиностроение. 1999. №2. С. 5-6.

105. ГОСТ 23.224-86. Обеспечение износостойкости изделий. Методы оценки износостойкости восстановленных деталей.

106. Черноиванов, В. И. Ресурсосбережение при технической эксплуатации сельскохозяйственной техники / В.И. Черноиванов, А.Э. Северный, М.А. Халфин и др. М.: ФГНУ «Росинформагротех». - Ч. II. - 2001. - 420 с.