автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение эффективности эксплуатации лесозаготовительных машин путем совершенствования диагностирования дизельной топливной аппаратуры

На правах рукописи

СЕЛИВАНОВ КИРИЛЛ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ОКТ 2013

Москва-2013

005534336

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса»

Научный руководитель: доктор технических наук, ст. науч. сотр.

Сиротов Александр Владиславович

Официальные оппоненты: Макуев Валентин Анатольевич

доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса», директор Института подготовки специалистов без отрыва от производства (ИПСОП), заведующий кафедрой колесных и гусеничных машин

Заикин Анатолий Николаевич

доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия», декан Механико-технологического факультета, заведующий кафедрой оборудования лесного комплекса

Ведущая организация: ФГУП «Государственный научный центр

лесопромышленного комплекса» (ГНЦ ЛПК)

Защита диссертации состоится 8 ноября 2013 года в 1022 на заседании диссертационного совета Д.212.146.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса» по адресу: 141005, Мытищи-5, Московская область, 1-я Институтская, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса».

Автореферат разослан _2_ октября 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета:

/ \ Рыбин Борис Матвеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современному уровню развития лесного сектора экономики России должна соответствовать высокая эффективность всех его составляющих, в особенности, лесопромышленного комплекса, производство продукции которого в настоящие время растет после мирового финансового кризиса 2009 года. Высокая эффективность машин лесного комплекса достигается за счет повышения их надежности, экологичности и экономичности. На все перечисленные параметры оказывает существенное влияние дизельный двигатель, качество работы которого в значительной степени определяется исправностью топливной аппаратуры. На топливную аппаратуру приходится большая часть отказов по системам дизельного двигателя.

Достижение высокого коэффициента использования оборудования и машин невозможно без организации своевременного и эффективного технического обслуживания и ремонта, которое базируется на применении диагностирования, эффективность которого в значительной степени определяет необходимый объем и сроки проведения технических воздействий.

В настоящее время техническое обслуживание и ремонт лесозаготовительной техники проводится по планово-предупредительной системе, при этом определение технического состояния топливной аппаратуры проводится, как правило, в стационарных условиях на ремонтных предприятиях.

Тенденции развития лесного комплекса и эксплуатации лесозаготовительных машин направлены в сторону увеличения количества операций управления техническим состоянием, проводимых непосредственно на месте работы техники без отрыва от процессов лесозаготовок. В результате чего актуальной задачей является разработка эффективных методов и средств диагностирования непосредственно в условиях эксплуатации техники.

Степень разработанности проблемы. Большой объем работ, посвященных совершенствованию технического уровня эксплуатации техники, работающей на лесозаготовках, провели ученые, специалисты и научные коллективы таких организаций, как ГНЦ ЛПК, МГУЛ, ВЛТА, ЦНИИМЭ, ПГУ, БГИТА, МГАУ, и СПбГЛТУ, в их числе профессора В.В. Быков, A.B. Питухин, В.В. Балихин, В.Н. Винокуров, И.В. Воскобойников, Л.А. Гоберман, Н.С. Еремеев, В.М. Котиков, В.А. Макуев, A.B. Серов, И.В. Григорьев, А.Н. Заикин, A.B. Сиротов и другие. На основании работ указанных авторов можно сделать вывод, что наибольшее распространение, как максимально удовлетворяющие предъявляемым требованиям в лесном комплексе, получили машины с дизельными двигателями. В работах авторов отмечается необходимость поддержания высокой эффективности работы эксплуатируемой техники путем управления параметрами ее технического состояния. Вопросами технического обслуживания и ремонта машин с дизельными двигателями, в частности топливной аппаратуры, занимались такие ученые, как П.А. Власов, В.М. Корнеев, В.И. Панферов, Е.А. Пучин, Ю.А. Шамарин и другие. Их разработки определяют тенденцию увеличения количества диагностических операций, проводимых в условиях эксплуатации техники. Однако при этом необходимо отметить, что на данный момент отсутствуют эффективные методы и средства инструментального диагностирования, дизельной топливной аппаратуры в условиях лесозаготовок.

Основываясь на вышеизложенном, целью работы является повышение эффективности эксплуатации лесозаготовительных машин путем совершенствования диагностирования дизельной топливной аппаратуры в условиях работы техники.

Методология и методы исследования. Методологической основой исследования являются: системный анализ, теория управления техническим состоянием машин и принятия решений, научные основы проектирования средств диагностирования. Экспериментальные исследования проведены с применением теории вероятности и математической статистики с использованием современных приборов и оборудования.

Научная новизна исследования заключается в обосновании комплексного подхода при решении проблемы повышения качества и эффективности контроля параметров дизельной топливной аппаратуры, что подтверждается:

разработкой математической модели взаимозависимости параметров работы топливной аппаратуры, применимой при диагностировании цикловой подачи топлива в условиях эксплуатации лесозаготовительной техники;

теоретическим обоснованием и практической реализацией возмож-

ности комплексного динамического диагностирования работы дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации по трем выбранным, наиболее значимым параметрам: за счет измерения необходимых двух основных параметров - угла опережения подачи топлива <р и давления начала впрыскивания топлива Р; а также расчета третьего показателя - цикловой подачи топлива на основании результатов измерений;

разработанным методом диагностирования и созданным алгоритмом управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры лесозаготовительных машин в условиях эксплуатации.

Достоверность и обоснованность исследования подтверждается результатами сравнительных испытаний существующего и разработанного методов диагностирования, совпадением результатов экспериментальных исследований с результатами эксплуатационных испытаний на месте эксплуатации техники.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке математической модели взаимосвязи основных диагностируемых параметров работы дизельной топливной аппаратуры, алгоритма управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации лесозаготовительных машин, на основании результатов ее диагностирования комплексным методом с использованием разработанного стенда (патент на полезную модель №109506 «Устройство для определения параметров процесса топливоподачи дизельной топливной аппаратуры», бюллетень №2011119538; заявл. 16.05.11; опубл. 20.10.11).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Основные результаты диссертационной работы соответствуют пункту 13 «Разработка и совершенствование методов, средств испытаний, контроля и управления качеством работы машин и оборудования» паспорта специальности 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства».

Личное участие автора. Автором лично проведен анализ работы лесозаготовительной техники, на основании которого были сформулированы цель и задачи исследования, разработана математическая модель взаимосвязи основных параметров работы дизельной топливной аппаратуры, разработан и создан экспериментальный образец диагностического стенда. Предложена методика и проведены сравнительные испытания. Разработан алгоритм управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации по результатам диагностирования. Рассчитан экономический эффект.

Основные положения, выносимые на защиту:

обоснование выбора, наиболее значимых, основных параметров работы дизельной топливной аппаратуры, на основании анализа которых можно дать заключение о ее техническом состоянии;

математическая модель расчета цикловой подачи топлива на основании измерений давления начала подачи топлива и угла опережения подачи топлива.

комплексный метод диагностирования топливной аппаратуры дизелей лесозаготовительных машин в условиях эксплуатации;

модель экспериментального образца диагностического стенда; алгоритм управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры лесозаготовительных машин.

Реализация диссертационной работы. Результаты работы внедрены в Гусев-ском филиале ГАУ ВО «Владлесхоз», ООО «Гусевское лесопромышленное предприятие» и ОАО «Гусевской леспромхоз».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях:

- «Профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета», 2011-2013 г., Московский государственный университет леса (МГУЛ);

- «Круглый стол докторантов и аспирантов МГУЛ», 2011 г., Московский государственный университет леса (МГУЛ);

- «ИнформАгро-2012», VI международная научно-практическая конференция «Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК»;

- «Инновационные проекты в области агроинженерии», 2012 г., Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина (МГАУ);

- «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» 2010 г., Вологодский государственный технический университет;

Научно-технические разработки диссертационной работы были представлены на XII Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи - 2012, награждены медалями «ЛАУРЕАТ ВВЦ» и «За успехи в научно-техническом творчестве», а также дипломом выставки.

- Получен патент РФ на полезную модель № 109506 «Устройство для определения параметров процесса топливоподачи дизельной топливной аппаратуры», бюллетень № 2011119538; заявл. 16.05.11; опубл. 20.10.11.

Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь работ, в том числе шесть работ в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, и получен один патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 130 страниц, содержащий 35 рисунков и 13 таблиц. Список литературы включает 103 наименований на 12 страницах, в т. ч. на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определено направление проводимых исследований, их актуальность, сформулирована научная проблема, решению которой посвящена диссертационная работа.

В первой главе изложены результаты анализа использования техники в лесопромышленном комплексе Российской Федерации. На основании анализа был сделан вывод, что наибольшее количество отказов по системам лесозаготовительной маши-

ны приходится на дизельный двигатель (рисунок 1). Распределение отказов по системам дизельного двигателя представлено на рисунке 2.

По результатам проведенных исследований сделано заключение о том, что из всех систем дизельного двигателя топливная аппаратура оказывает наибольшее влияние на его выходные параметры работы, такие как: мощность, экономичность, надежность. Работоспособность лесозаготовительных машин во многом определяется исправностью топливной аппаратуры.

Распределение отказов по системам лесозаготовительной машины

и Дизельный двигатель а Трансмиссия ^ Ходовая часть и Гидрооборуцование и Электрооборудование ы Механизм управления

Рисунок 1 - Распределение отказов по системам лесозаготовительной машины

Распределение отказов по системам дизельного двигателя

и Кривошипно-шатунный

механизм н Система смазывания

и Топливная аппаратура

и Электрооборудование

и Система запуска

н Прочие

Рисунок 2 - Распределение отказов по системам дизеля

В настоящее время используется планово-предупредительный метод управления работоспособностью лесозаготовительной техники, который является недостаточно эффективным ввиду неполного использования ресурса техники и агрегатов и не учитывающим фактическое техническое состояние техники. Наиболее эффективным способом управления техническим состоянием машин, применительно к лесному

14% 1

комплексу, следует считать техническое воздействие по состоянию. Применение данного способа управления техническим состоянием базируется на диагностировании техники в условиях её работы.

На основании результатов проведенного анализа состояния вопроса и в соответствии с поставленной целью, в работе решались следующие основные задачи исследования:

- выбор основных параметров работы топливной аппаратуры, исследование их взаимосвязи и влияния на работу дизельного двигателя;

- разработка математической модели, определяющей взаимосвязь основных параметров работы дизельной топливной аппаратуры;

- разработка нового комплексного метода и стенда для диагностирования дизельной топливной аппаратуры на основании определения значений выбранных параметров ее работы в условиях эксплуатации лесозаготовительной техники;

- проведение эксплуатационных испытаний созданного диагностического стенда;

- разработка алгоритма управления техническим состоянием топливной аппаратуры дизелей в условиях эксплуатации;

- определение экономической эффективности от внедрения разработанного метода диагностирования топливной аппаратуры дизелей.

Во второй главе рассмотрены возможности применения и роль диагностирования при техническом обслуживании и ремонте машин, работающих на лесозаготовках. Установлена взаимосвязь и зависимость нормируемых параметров работы топливной аппаратуры и их влияние друг на друга.

Обоснованы основные параметры, определяющие эффективность работы топливной аппаратуры, которыми являются давление начала подачи топлива (Рвпр); угол опережения подачи топлива (<рт.н.); и цикловая подача (количество подаваемого топлива - су.

Проведенный анализ имеющегося оборудования показал отсутствие средств инструментального диагностирования, применимых в условиях эксплуатации и способных комплексно определять значения основных выделенных параметров работы дизельной топливной аппаратуры.

В целях обоснования и повышения эффективности метода оценки технического состояния топливной аппаратуры учитывающего цикловую подачу топлива была разработана математическая модель для расчета количества подаваемого топлива при диагностировании.

Теоретически процесс впрыскивания можно представить в следующем виде: Л<2р = /¿р/рСвпрД£; (1)

где, свпр- скорость истечения топлива через распыливающие отверстия форсунки, м/с ; С- время впрыскивания, с; - фактическая пропускная способность форсунки, м2.

Время впрыскивания можно представить как:

Фн.в.-Фк.в. Фт.н Фн.в.-Фк.в.

Лс =-= 71-л=_72-(2)

"т.н. (.ьптн; (,бптн;

где, фт.„- величина поворота кулачкового вала топливного насоса, рад; срнв -положение кулачкового вала в момент начала впрыскивания топлива,рад; фкв - положение кулачкового вала в момент окончания впрыскивания топлива, рад; птн -обороты кулачкового вала топливного насоса высокого давления, с"1.

Тогда основное уравнение количества подаваемого топлива будет иметь следующий вид:

Для практического применения полученной формулы необходимо выделить основные параметры, влияющие на количество впрыскиваемого топлива.

Скорость впрыскивания топлива, т.е. скорость истечения жидкости через отверстие свпр определяется по формуле:

\йР ,,ч

Свпр = (4)

где, <р- коэффициент скорости (безразмерный); рт- плотность топлива г/м3; АР -давление струи впрыскиваемого топлива, Па.

Давление струи впрыскиваемого топлива определяется по выражению:

ДР = Рвпр - Рпр; (5)

где, Рвпр- давление топлива перед распыляющими отверстиями, г/м2; Рпр- давление окружающей среды, в которую производится впрыскивание. Па.

Определив скорость впрыскивания топлива возможно посредством измерения давления, оказываемого струей впрыскиваемого топлива на подвижный пьезоакселе-рометорический датчик. В этом случае скорость датчика, на который воздействует струя топлива, можно представить как:

о _ Свпр__

Д (1 + ^пС„Свпр)' (6)

где, гЭд- скорость датчика, м/с; Кп - коэффициент потери (рассеивания) энергии, 1/м; время движения порции топлива до соприкосновения с датчиком, с.

Для каждой подачи топлива характерно определенное значение коэффициента потери энергии Кп. Значение коэффициента устанавливается экспериментальным путем в лаборатории или берется из справочников, составленных на основании экспериментов.

Струю топлива, впрыскиваемую в камеру сгорания, можно представить как множество отдельно взятых частиц, обладающих определенной массой. Суммарную массу частиц впрыскиваемого топлива можно выразить уравнением:

Дго* = ^р/рСвпрА-Д*; (7)

где, Дтк- суммарная масса частиц, г.

Струя впрыскиваемого топлива обладает определенной энергией. Сила, с которой струя топлива воздействует на датчик, определяется суммарной энергией всех частиц впрыскиваемого топлива:

Мдд = Дтксвпрсохб; (8)

где, М- масса датчика, г; сояб- угол струи к датчику, рад. Суммарную массу частиц можно выразить через скорость датчика:

Д тк = %/М5рт19дД1; (9)

где, Б - площадь струи впрыскиваемого топлива, м2.

Результирующую цикловую подачу топлива можно представить как сумму масс всех частиц впрыскиваемого топлива:

<?м = Д тк; (10)

где, <?м - масса впрыскиваемого топлива, г.

Учитывая, что скорость 1?д основного датчика, представленная в формуле (6), связана с массой частиц Атк, выраженных через уравнение (9), количество впрыскиваемого топлива по массе, описанное в формуле (10), следует описать уравнением:

(?Н = ТЛ?5^Д?. (11)

Параметры, определяющие количество впрыскиваемого топлива в уравнении (11), подразделяются на две группы. В первую группу следует отнести следующие параметры, значения которых известны: масса датчика М, сечение струи впрыскиваемого форсункой топлива 5, которое для достоверности вычисления должно быть представлено как фактическое пропускное сечение форсунки частота вращения кулачкового вала топливного насоса высокого давления пт н, положение кулачкового вала в момент окончания впрыскивания <рк в и плотность топлива рт. Во вторую группу включены все измеряемые, переменные параметры: скорость датчика да и угол опережения подачи топлива (положение кулачкового вала в начало впрыскивания) (рнв.

Запишем уравнение (11) с разделением постоянных и переменных параметров и выразим время впрыскивания через уравнение (2):

<2„ = ^р/рРг X ^Д X Ф(6ВП~■ (!2)

Выразим скорость датчика через скорость струи топлива с учетом потерь. Подставим в уравнение (6) уравнение (4), с учетом уравнения (5), получим выражение скорости датчика, выраженную через разницу давлений и коэффициент потери:

2

N ч*впр "пр.) Нт

(13)

Учитывая, что время впрыскивания топлива определяется уравнением (2), подставим в уравнение (12) уравнение (13), тогда получим количество подаваемого топлива, зависящее от 2 переменных, которые необходимо измерить: давление начала впрыскивания топлива Рвпр и угол опережения подачи топлива ф„ в:

<2м = ^р/рМрт X

1 + КП1Л <р

2

7Г С^ВПр _ ^Пр) /П (П

Рг X (14)

Таким образом, полученное уравнение учитывает все параметры, которые влияют на количество впрыскиваемого топлива, что позволяет с достаточной степенью точности рассчитывать цикловую подачу, используя известные постоянные и подставляя измеренные значения переменных параметров (Рвпр и ср„.в.).

Данная математическая модель позволяет создать комплексный автоматизированный метод диагностирования топливной аппаратуры дизелей лесных машин в условиях эксплуатации.

Третья глава содержит техническое задание и описание созданного экспериментального образца диагностического стенда (рисунок 3) необходимого, для реализации теоретических предпосылок в новый комплексный метод диагностирования.

Для объективного сравнения используемого и предлагаемого методов диагностирования были разработаны программа и методика постановки и проведения экспериментальных испытаний.

топливная форсунка, 5 - поверхность чувствительного элемента, 6 - выход датчика, 7 - упругая мембрана, 8 - стробоскоп, 9 - провод, 10 - уплотнительная прокладка, 11 -многоканальный блок-усилитель с полосой пропускания в ультразвуковой области, 12 - многоканальный блок аналого-цифрового преобразователя, 13 - портативный компьютер, 14 - камера, 15 - ромбовидный выступ датчика, 16 - пьезоакселеромет-рический датчик.

Рисунок 3 - Разработанный стенд для диагностирования дизельной топливной

аппаратуры

Экспериментальные испытания сводились к диагностированию выбранных агрегатов топливной аппаратуры в два этапа. На первом этапе было проведено диагностирование в условиях лаборатории по всем выделенным во 2 главе параметрам путем измерения на существующих сертифицированных стендах контролируемых параметров. На втором этапе испытаний те же агрегаты топливной аппаратуры возвращаются на делянку, устанавливаются на машину и производится диагностирование тех же параметров, что и в лаборатории, но уже в динамических условиях разработанным диагностическим стендом путем измерения 2 параметров и расчетом третьего по математической модели. Результатом проведения эксперимента стали полученные значения параметров работы топливной аппаратуры существующим и предлагаемым методами, их значения будут сопоставлены, а степень их совпадения покажет точность диагностирования по разработанному методу.

В четвертой главе проанализированы и систематизированы данные, полученные в результате проведения экспериментальных исследований. Основной задачей проведения анализа полученных данных является сравнение точности измерения параметров разными методами диагностирования.

Точность измерений оценивалась путем сравнения рассчитанных доверительных интервалов для аналогичных контролируемых параметров работы топливной аппаратуры, полученных существующими и предложенным методами.

Доверительный интервал полученных значений давления начала впрыскивания топлива (рисунок 4) для существующего метода диагностирования (стенд КИ-5918) составил - Д^= 0,2509, а доверительный интервал полученных значений разработанным стендом составил - Д2 = 0,009748.

18,1

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

-Созданное устройство

№ испытания

Рисунок 4 - Сравнительные значения, давления начала впрыскивания топлива, измеренные разными средствами диагностирования

Испытания показали, что значения измеряемого параметра, полученного предложенным методом, не выходят за значения того же параметра, полученных с использованием существующего метода (КИ-5918), из чего следует, что способ измерения давления начала впрыскивания топлива, примененный в новом разработанном устройстве, не уступает используемому. Сравнение рассчитанных доверительных интервалов Д^ 0,2509 и Д2= 0,009748 показывает, что доверительный интервал предлагаемого метода не больше, чем доверительный интервал существующего, что свидетельствует о его достаточной точности.

Полученные значения, угла опережения подачи топлива, представленные на рисунке 5 имеют доверительные интервалы Д^ 0,35244 для используемого метода (МоЮгра11-КС132) и Д2= 0,29275 для предложенного метода. Из приведенных доверительных интервалов можно сделать вывод о том, что предлагаемый метод диагностирования также не уступает, при измерении угла опережения подачи топлива, существующему.

Цикловая подача топлива измерялась при проведении лабораторных испытаний топливного насоса высокого давления на стенде МоЮграП 1ЧС-132 путем сбора топлива в мензурки и делением полученного объема на количество циклов. В условиях эксплуатации, учитывая сложность измерения в полевых условия, цикловая подача была рассчитана по предложенной математической модели (14). Полученные значения цикловой подачи представлены на рисунке 6.

Рассчитанные доверительные интервалы, для методов определения цикловой подачи топлива, составили Д!= 0,65 и Д2= 0,75 для используемого и разработанного устройства соответственно, что свидетельствует о несколько большей точности стационарного лабораторного метода по сравнению с созданным расчетным методом, однако при этом необходимо отметить, что максимальные и минимальные значения полученные предлагаемым методом не выходят за крайние значения параметров полученных используемым методом. Меньшая точность по доверительному интервалу, предлагаемого метода, объясняется расчетом каждой цикловой подачи в отличие от существующего метода, в котором цикловая подача рассматривается усреднено за

400 циклов. Номинальная точность созданного устройства при расчете цикловой подачи не выходит за пределы установленные нормативно-технической документацией. 20,5

1 МоюграН N0-132

18,5

17,5

■ Созданное устройство

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 № испытания Рисунок 5 - Сравнительные значения, угла опережения подачи топлива, измеренного различными средствами диагностирования

77

-Мо1:огра1 N0-132

Созданное устройство

1 3 5 7 9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 № испытания

Рисунок 6 - Сравнительные значения, цикловой подачи топлива, измеренной и рассчитанной Таким образом, после сравнения обработанных данных стало возможным сделать заключение о том, что разработанный экспериментальный образец диагностического стенда обеспечивает достаточную точность диагностирования необходимых параметров работы топливной аппаратуры и применим для диагностирования дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации, как самостоятельный метод диагностирования.

В пятой главе представлен алгоритм управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры (рисунок 7) на основе предложенного метода диагностирования в условиях эксплуатации.

Эксплуатируемая лесозаготовительная машина

Выработан ресурс дизельной топливной аппаратуры для проведения ТОиР

ДА

НЕТ

Диагностирование предлагаемым методом на месте лесозаготовительной машины

ДА

НЕТ

На основании полученных значений

диагностируемых параметров можно сделать вывод, что техника исправна

ДА

НЕТ

Отказ устраним в условиях эксплуатации

ДА

НЕТ

Отказ параметрический и может быть исправлен регулированием

ДА

НЕТ

После проведенного регулирования, повторное диагностирование показало что параметры работы в допуске

ДА

НЕТ

Эксплуатируемая лесозаготовительная машина

Агрегат может быть снят и отправлен в ремонтную мастерскую

ДА

НЕТ

Замена агрегата на новый или обезличенно отремонтированный

На основании диагностирования может быть сделан вывод, что агрегат исправлен

ДА

НЕТ

Агрегат может быть отрегулирован

ДА

Агрегат заменяется исправным

Отправка к месту эксплуатации техники

Рисунок 7 - Разработанный алгоритм управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры по результатам диагностирования

Преимуществом разработанного метода диагностирования является отсутствие необходимости транспортирования топливной аппаратуры в лабораторию для проведения испытаний. Значительно уменьшились простои техники за счет сокращения времени диагностирования топливной аппаратуры и отсутствия простоев по причине возникновения внезапных отказов техники. Одним из наиболее положительных достигнутых эффектов стоит считать снижение расхода топлива эксплуатируемой техникой на 2.5-4%.

Внедрение передоложенного метода диагностирования было осуществлено на ряде предприятий лесопромышленного комплекса Владимирской области, таких как ГАУ ВО «Владлесхоз», ООО «Гусевское лесопромышленное предприятие» и ОАО «Гусевской леспромхоз». Управление техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры тракторов и машин проводилось на марках МТЗ-80/82; ТДТ-55/55А и других. Техническое обслуживание и ремонтно-наладочные работы в условиях эксплуатации были проведены на 19 машинах. Полученные результаты состояния топливной аппаратуры машин представлены на рисунке 8.

Основываясь на полученных результатах, были произведены предписанные технические ремонтно-обслуживающие воздействия над топливной аппаратурой эксплуатируемых машин на месте работы лесозаготовительной техники (рисунок 9).

Удовлетварительные параметры работы

и Критическое значение параметров работы

в Давление начала впрыскивания топлива

В Цикловая подача и межцикловая неравномерность подач и топлива в Угол опережения подачи топлива

я другие неисправности

Рисунок 8 - Результаты оценки технического состояния, дизельной топливной аппаратуры обслуживаемых машин

Рисунок 9 - Распределение неисправностей по системе топливной аппаратуры лесозаготовительных машин

Результатом проведения технического обслуживания и ремонта стало возвращение работоспособности 12 машинам в условиях эксплуатации, что свидетельствует о высокой эффективности разработанного алгоритма проведения технического обслуживания и ремонта топливной аппаратуры на основании разработанного метода диагностирования.

Результирующий экономический эффект от применения разработанного алгоритма управления техническим состоянием топливной аппаратуры составил 20180 рублей на одну машину в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ современного состояния лесопромышленного комплекса России показывает рост производства продукции на 14 % за последние 3 года, а также устойчивую тенденцию дальнейшего увеличения объема лесозаготовок, что требует повышения эффективности эксплуатации уже используемой техники, в первую очередь за счет повышения ее эксплуатационной надежности.

2. Установлено, что 28 % отказов лесозаготовительных машин приходится на дизельные двигатели, из них 42 % отказов - на узлы и агрегаты топливной аппаратуры. Поэтому существенно повысить эксплуатационную надежность лесозаготовительных машин можно в первую очередь за счет управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры на основе совершенствования диагностирования основных параметров.

3. Выделены три основных нормируемых параметра работы дизельной топливной аппаратуры, определение реального значения которых позволяет дать комплексную оценку ее технического состояния: давление начала впрыскивания топлива, угол опережения подачи топлива и цикловая подача топлива, при этом установлено, что первые два параметра могут быть измерены в условиях эксплуатации, а измерение параметра «цикловая подача топлива» крайне осложнено и в условиях эксплуатации в настоящий момент не проводится.

4. Предложена математическая модель взаимосвязи трех основных параметров работы дизельной топливной аппаратуры, позволяющая рассчитать цикловую подачу топлива на основании измеренных значений: давления начала впрыскивания топлива и угла опережения подачи топлива.

5. Полученные решения позволяют реализовать новый метод комплексного диагностирования технического состояния дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации и определять уровень необходимых и достаточных управляющих воздействий непосредственно на месте работы лесозаготовительной техники.

6. Разработана конструкция и изготовлен стенд для диагностирования выбранных параметров работы дизельной топливной аппаратуры непосредственно в условиях эксплуатации лесозаготовительной техники, новизна решения подтверждена патентом РФ на полезную модель №109506, бюллетень №2011119538; заявл. 16.05.11; опубл. 20.10.11.

7. Разработана методика и проведены экспериментальные исследования, с использованием созданного диагностического стенда, дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации. Совпадение значений результатов цикловой подачи топлива, измеренных в лаборатории и рассчитанных по математической модели на месте работы техники, подтвердило работоспособность предложенной модели.

8. Подтверждена достаточная точность определения выделенных параметров работы дизельной топливной аппаратуры, путем сравнения доверительных интервалов полученных значений параметров различными методами диагностирования.

9. Разработан и предложен алгоритм управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации на основании использования созданного диагностического стенда.

10. Результаты работы реализованы на ведущих лесопромышленных предприятиях Владимирской области, что подтверждается актами совместных испытаний и внедрений.

11. Результатом управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры 19 машин по разработанному алгоритму на основании результатов диаг-

ностирования предложенным методом стало снижение удельного расхода топлива на 2.5%, сокращение простоев машины во время обслуживания в среднем на 3 часа, снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта дизельной топливной аппаратуры за счет уменьшения количества внезапных отказов на 25%.

12. В результате внедрения предложенного метода диагностирования и управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры на предприятиях ГАУ ВО «Владлесхоз» получен экономический эффект за счет снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт и экономии топлива в размере 20180 рублей на 1 машину в год.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Селиванов, К.В. Проблемы диагностирования топливной аппаратуры дизелей лесных машин [Текст] / К.В. Селиванов, Ю.А. Шамарин, В.И. Панферов, В.М. Корнеев // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вест-НИК.-2011 ,-№3.-С. 107-109.

2. Селиванов, К.В. Проблемы диагностирования дизелей лесозаготовительных машин, работающих на биотопливе [Текст] / К.В. Селиванов, Ю.А. Шамарин, В.И. Панферов, В.М. Корнеев // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник.-2011.-№5.-С.46-48.

3. Селиванов, К.В. К вопросу диагностирования дизелей лесных машин [Текст] / К.В. Селиванов, А.В.Сиротов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник.-2012.-№4.- С.50-51.

4. Селиванов, К.В. К вопросу применения нанотехнологий и наноматериалов в лесном машиностроении [Текст] / К.В. Селиванов, Ю.А. Шамарин, В.И. Панферов, A.B. Сиротов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник.-2012.-№7.-С. 147-149.

5. Селиванов, К.В. Электронная информация в системе диагностирования технического сервиса [Текст] / К.В. Селиванов, Ю.А. Шамарин, В.И. Панферов, В.М. Корнеев // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вест-ник.-2011.-№5.-С.49-52.

6. Селиванов, К.В. Диагностирование дизелей лесных машин работающих на биотопливе [Текст] / К.В. Селиванов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник.-2013.-№1,- С.142-145.

В других изданиях:

7. Селиванов, К.В. Специфика применения техники в условиях лесозаготовок [Текст] / К.В. Селиванов // Сборник научных статей докторантов аспирантов Московского государственного университета леса// Науч.тр.-Вып.355.-М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ,2011 .-96с.

8. Селиванов, К.В. Измерительно-нагрузочный стенд для анализа рабочих характеристик и совместимости дизель-генератора и различных видов топлива [Текст] / К.В. Селиванов, Я.В. Тарлаков // Сборник работ победителей отборочного конкурса НИР студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям. Г. Новочеркасск, октябрь-ноябрь 2011 г./Мин-во образования и науки РФ, ЮЖ.-Рос. Гос. Тех.ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Лик, 2011. - 575 с. (289-291 с.)

Патент:

Пат. на пол. мод. РФ №106506 Российская Федерация, МПК 7 F 02М 65/00.. Устройство для определения параметров процесса топливоподачи дизельной топливной аппаратуры [Текст]: пат.№ 109506 Рос. Федерация [Текст]/ Селиванова К.В., Ша-

марин Ю.А., Панферов В.И., Устинов М.Ю.- № 2011119538; заявл. 16.05.11; опубл. 20.10.11.

Просим присылать Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 141005, Мытищи-5, Московская область, 1-я Институтская, дом 1, для совета Д.212.146.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса».

Тел.:8(498)687-38-81 E-mail: uchsovet@tngul.ac.ru

Отпечатано в полном соответствии с качеством представленного оригинал-макета

Подписано в печать 19.09.2013. Формат 60x90 1/16. Бумага 80 г/м2. Гарнитура «Тайме». Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 190.

Издательство Московского государственного университета леса 141005, Мытищи-5, Московская обл., 1-я Институтская, 1, МГУЛ E-mail: izdat@mgul.ac.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА»

На правах рукописи

04201362523

СЕЛИВАНОВ Кирилл Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ

ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, ст. науч. сотр. Сиротов A.B.

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................5

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................................................................14

1.1 Техническое состояние и особенности эксплуатации техники в лесопромышленном комплексе....................................................................................14

1.2 Управление техническим состоянием лесных машин в процессе эксплуатации за счет технического обслуживания и ремонта.................................17

1.3 Анализ влияния основных параметров работы топливной аппаратуры на техническое состояние дизелей лесных машин.........................................................26

1.4 Анализ методов и средств для диагностирования дизельной топливной аппаратуры.....................................................................................................................30

1.5 Выводы. Цель и задачи исследования...................................................................40

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ В

УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ...............................................................................42

2.1 Прогнозирование изменения технического состояния машин методами диагностирования..........................................................................................................42

2.2 Взаимосвязь параметров работы топливной аппаратуры и определение наиболее значимых........................................................................................................49

2.3 Теоретическое обоснование возможности определения количества впрыскиваемого топлива математическим расчетом по результатам диагностирования параметров давления начала впрыскивания топлива и угла опережения подачи топлива.........................................................................................55

2.4 Выводы....................................................................................................................63

ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................................64

3.1 Техническое задание и описание разработанного экспериментального образца стенда для диагностирования топливной аппаратуры дизелей...............64

3.2 Общая программа исследований...........................................................................69

3.3 Выбор объекта исследований.................................................................................71

3.4 Техническое обеспечение проводимых исследований........................................74

3.5 Методика проведения исследований в лабораторных условиях........................76

3.6 Методика проведения исследований в условиях эксплуатации.........................79

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

ИХ АНАЛИЗ..................................................................................................................84

4.1 Результаты лабораторных исследований..............................................................84

4.1.1 Результаты измерения давления начала впрыскивания топлива....................84

4.1.2 Результаты измерения угла опережения подачи топлива................................87

4.1.3 Результаты измерения цикловой подачи топлива.............................................89

4.2 Результаты эксплуатационных испытаний с использованием разработанного диагностического стенда и сравнение полученных результатов.....................................................................................................................91

4.2.1 Результаты измерения давления начала впрыскивания топлива и их сравнение с лабораторными.........................................................................................91

4.2.2 Результаты измерения угла опережения подачи топлива и их сравнение с лабораторными..............................................................................................................95

4.2.3 Расчет количества впрыскиваемого топлива и цикловой подачи по математической модели и сравнение с измеренными значениями лабораторных испытаний...........................................................................................101

4.3 Выводы...................................................................................................................105

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ....................................................................................................107

5.1 Рекомендации по управлению техническим состоянием топливной аппаратуры дизелей лесозаготовительных машин на основании применения разработанного метода диагностирования.............................................................107

5.2 Результаты использования разработанного метода...........................................109

5.3 Экономический эффект от применения разработанного метода....................111

5.4 Выводы..................................................................................................................114

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ...........

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Приложения.......................

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Российская Федерация является мировым лидером по площади земель лесного фонда - 1144,1 млн. га, из них 596,5 млн. га, относятся к эксплуатационным лесам, что составляет 52% от площади лесов России, поэтому лесной сектор занимает особое положение в экономики России. Современному уровню развития лесного сектора экономики России должна соответствовать высокая эффективность всех его составляющих, в особенности лесопромышленного комплекса, производство продукции которого в настоящие время растет после мирового финансового кризиса 2009 года (таблица 1)[1].

Таблица 1. Динамика производства важнейшей продукции лесопромышленного

комплекса за 2007-2011 годы.

Продукция 2007 2008 2009 2010 2011

Древесина необработанная, млн.м3 206,2 162,1 158,9 175,5 196,7

Пиломатериалы, млн.м3 24,3 21,6 18,9 19,2 20,3

Фанера клееная, тыс. м3 2776 2592 2128 2686 3002

Древесностружечные плиты тыс. усл. м3 5501 5751 4600 5466 6634

Древесноволокнистые плиты, млн. усл. м3 480,6 479,2 372,9 397,7 441,6

Для поддержания и стимулирования дальнейшего роста лесопромышленного комплекса, необходимо обеспечить высокие эксплуатационные показатели используемых машин и оборудования. Поддержание высоких эксплуатационных показателей машин лесопромышленного комплекса осложняется тем, что количество старой техники, большая часть которой проработала более 10 лет значительно преобладает над новой, что отрицательно сказывается на эффективности и надежности эксплуатации (таблица 2) [2,3,4,5,6,7,8, 9].

Эффективность работы технологического оборудования и машин достигается увеличением коэффициента использования оборудования, снижением расходов на эксплуатацию, повышением эксплуатационной надежности и уменьшением времени простоя по техническим причинам.

Таблица 2. Структура возрастного состава транспортных и технологических

машин лесного комплекса [3].

Марка машины Всего В т. ч. По срокам эксплуатации (годах), %

ДоЗ 3-7 7-10 Свыше 10

Тракторы трелевочные

ТДТ-55А, ТЛТ-100-06 100 1,6 31,5 27,4 39,5

ТТ-4, ТТ-4М, МТЗ 100 1,7 13,2 20,3 64,8

эесчокерные трелевочные машины

ЛП-18Г, ЛТ-154А 100 6,7 13,3 10,0 70,0

Валочно-пакетирующие машины

ЛП-19А(Б), МЛ-119А 100 4,3 7,0 9,0 79,7

Сучкорезные машины

ЛП-30Б 100 0,4 9,4 21,4 68,8

ЛП-ЗЗА 100 9,4 18,7 71,9

Челюстные погрузчики

ПЛ-1В 100 17,0 27,0 56,0

ЛТ-65Б 100 2,2 13,0 13,1 71,7

Лесовозные автомобили

Урал, Маз, КрАЗ, КамАЗ 100 8,1 16,9 27,7 47,3

При этом необходимо отметить, что высокая эффективность работы техники недостижима без учета специфики условий ее работы [10].

Специфика работы техники в лесном комплексе характеризуется такими факторами, как использование изношенной и морально устаревшей техники, меняющемся местом заготовок леса, удаленностью лесозаготовок от потребителя, промышленных центров и баз обслуживания, большим объемом перевозок [11,12, 13,14], различными режимами работы и загруженностью машин, сезонностью лесозаготовок, отсутствием дорог [5,15,16, 17,18]. Все это предъявляет повышенные требования к эксплуатационной надежности и экономичности лесных машин [8,11,19, 20].

Согласно результатам проведенного анализа имеющихся данных и ряда исследований установлено, что одним из важнейших агрегатов, определяющим надежность и эффективность лесозаготовительной техники, является двигатель, на который приходится 28-35% [6,21,22,23] всех отказов лесных машин [6,24,25]. Проведенный анализ распределения отказов по системам дизельного двигателя показал, что превалирующее количество отказов приходится на топливную аппаратуру (ТА), от 42 до 60% [6,26,27].

Высокую надежность работы топливной аппаратуры при ее эксплуатации, возможно, обеспечить в основном с помощью эффективной организации технического обслуживания и ремонта [5, 15,16,28,29].

Существуют три основных принципа организации технического обслуживания и ремонта: по потребности, планово-предупредительный и по состоя-нию[30,31].

Наиболее перспективным в лесопромышленном комплексе является использование принципа организации технического обслуживания и ремонта по состоянию, который предусматривает осуществление мероприятий технического обслуживания и ремонта с учетом реальной изнашиваемости техники и её фактического состояния [32]. В этом случае на основе методов инструментального диагностирования, определяют фактическое состояние машины. По результатам диагностирования, в случае несоответствия контролируемых параметров регламентируемым значениям назначается ремонтно-обслуживающие воздействия. Основными достоинствами системы управления работоспособностью машины по фактическому техническому состоянию являются[30]:

• отсутствие внезапных отказов и простоев;

• максимальное использование ресурса машин;

• назначение оптимальных ремонтно-обслуживающих воздействий;

• сокращение трудоемкости технического обслуживания и ремонта.

Обозначенные достоинства характеризуют эту систему управления техническим состоянием машин, как наиболее эффективную.

Для реализации системы управления по состоянию применительно к топливной аппаратуре машин и тракторов в лесном комплексе требуется создание и внедрение высокоэффективных методов и средств диагностирования [33,34,35].

Оптимальной формой организации диагностирования является диагностирование техники непосредственно в условиях её эксплуатации, т.е. на месте работы. Для этого необходимо теоретически обосновать комплекс основных диагностируемых параметров, в эксплуатационных условиях которые обеспечат получение достаточной информации о техническом состояние топливной аппаратуры. Топливную аппаратуру необходимо диагностировать в целом как систему, а не поагрегатно. Только в этом случае становится возможным получить объективную информацию о ее функционировании на конкретной машине, в полном объеме и с высокой достоверностью[3 3,34,3 5,36].

Наличие объективной информации о состоянии топливной аппаратуры непосредственно при эксплуатации позволяет более эффективно управлять её техническим состоянием, снизить трудоемкость обслуживания машин, расход запасных частей и горюче-смазочных материалов. В настоящее время существующие технологии и средства диагностирования в условиях эксплуатации лесной техники не в полной мере учитывают тенденцию развития систем топливоподачи дизелей и не отвечают требованиям научно-технического прогресса. Не в полной мере используются возможности получения объективной информации о контролируемых параметрах с целью повышения качества работы топливной аппаратуры. Все эти обстоятельства обуславливают поиски повышения качества инструментального диагностирования топливной аппаратуры. Резервом совершенствования методов и средств инструментального диагностирования дизельной топливной аппаратуры является использование компьютеризированных технологий.

Степень разработанности проблемы. Большой объем работ, посвященных совершенствованию технического уровня эксплуатации техники, работающей на лесозаготовках, провели ученые, специалисты и научные коллективы таких организаций, как ГНЦ ЛПК, МГУЛ, ВЛТА, ЦНИИМЭ, ПГУ, БГИТА, и СПбГЛТУ, в их числе профессора В.В. Быков, A.B. Питухин, В.В. Балихин, В.Н. Винокуров,

И.В. Воскобойников, JI.A. Гоберман, Н.С. Еремеев, В.М. Котиков, В.А. Макуев,

A.B. Серов, И.В. Григорьев, А.Н. Заикин, A.B. Сиротов и другие. На основании работ указанных авторов можно сделать вывод, что наибольшее распространение, как максимально удовлетворяющие предъявляемым требованиям в лесном комплексе, получили машины с дизельными двигателями. В работах авторов отмечается необходимость поддержания высокой эффективности работы эксплуатируемой техники путем управления параметрами ее технического состояния. Вопросами технического обслуживания и ремонта машин с дизельными двигателями, в частности топливной аппаратуры, занимались такие ученые, как П.А. Власов,

B.М. Корнеев, В.И. Панферов, Е.А. Пучин, Ю.А. Шамарин и другие. Их разработки определяют тенденцию увеличения количества диагностических операций, проводимых в условиях эксплуатации техники. Однако при этом не обходимо отметить, что на данный момент отсутствуют эффективные методы и средства инструментального диагностирования, дизельной топливной аппаратуры в условиях лесозаготовок.

Из вышеизложенного следует, что обеспечение высокой точности и достоверности контролируемых параметров при диагностирование топливной аппаратуры является актуальной ресурсосберегающей проблемой, имеющей научную и практическую значимость.

Цель работы - Повышение эффективности эксплуатации топливной аппаратуры дизелей лесных машин на основании диагностирования в условиях работы техники.

Для решения обозначенной цели диссертационной работы сформулированы основные задачи исследования:

- выбор основных параметров работы топливной аппаратуры и исследование их взаимосвязи и влияния на работу дизельного двигателя;

- разработка математической модели определяющей взаимосвязь основных параметров работы дизельной топливной аппаратуры;

- разработка нового комплексного метода и стенда для диагностирования дизельной топливной аппаратуры на основании определения значений выбран-

ных параметров ее работы в условиях эксплуатации лесозаготовительной техники;

- проведение эксплуатационных испытаний созданного диагностического стенда;

- разработка алгоритма управления техническим состоянием топливной аппаратуры дизелей в условиях эксплуатации;

- определение экономической эффективности от внедрения разработанного метода диагностирования топливной аппаратуры дизелей.

Объект исследования - качественные показатели, характеризующие техническое состояние топливной аппаратуры в условиях эксплуатации.

Предмет исследования. Методы и средства диагностирования дизельной топливной аппаратуры.

Методология и методы исследования. Методологической основой исследования являются системный анализ, теории управления техническим состоянием машин и принятия решений, научные основы проектирования средств диагностирования. Экспериментальные исследования проведены с применением, теории вероятности и математической статистики, с использованием современных приборов и оборудования.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается результатами сравнительных испытаний существующего и разработанного диагностических методов; конструкцией экспериментального образца диагностического стенда; патентом на полезную модель №109506 на устройство для определения параметров процесса топливоподачи дизельной топливной аппаратуры; совпадением результатов экспериментальных исследований с результатами эксплуатационных испытаний.

Научная новизна исследования заключается в обоснования комплексного подхода в решение проблемы повышения качества и эффективности контроля параметров дизельной топливной аппаратуры, что подтверждается:

разработкой математической модели взаимозависимости параметров работы топливной аппаратуры, применимой при диагностировании цикловой

подачи топлива в условиях эксплуатации лесозаготовительной техники;

теоретическим обоснованием и практической реализацией возможности комплексного динамического диагностирования работы дизельной топливной аппаратуры в условиях эксплуатации по трем выбранным, наиболее значимым параметрам: за счет измерения необходимых двух основных параметров -угла опережения подачи топлива (р и давления начала впрыскивания топлива Р; а также расчета третьего показателя - цикловой подачи топлива О, на основании результатов измерений;

разработанным методом диагностирования и созданным алгоритмом управления техническим состоянием дизельной топливной аппаратуры лесозаготовительных машин в условиях эксплуатации.

Теоретическую и практическую значимость результатов исследования составляют:

математическая модель взаимозависимости основных параметров работы топливной аппаратуры;

метод расчета цикловой подачи на основании измеренных сме