автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Совершенствование технологии технического обслуживания топливной системы дизелей РАБА-МАН путем обоснования допускоа на регулировочные параметры

САШ-ПЕЩБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СОВЕРШЕНСТВ ОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЕЙ РАБА-МАН ПУТЕМ ОБОСНОВАНИЯ ДОПУСКОВ НА РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

На правах рукописи

ЗЕЙНЕТДИНОЗ Рахимулла Арифул

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники

И, доктор технических наук, профессор Николаенко A.B.

Научный консультант - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Хватов В.Н.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Аллилуев В.А. кандидат технических наук Гинзбург A.M.

Ведущая организация - НПО "Нечерноземагромаш"

Защита диссертации состоится " 8 " Ho^S'pß 1994г. в 14 часов 30 минут на заседании специализированного совета К 120.37.05 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189520, Санкт-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, д.2, инженерный факультет, ауд.719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " 5 "октября 1994г.

Ученый секретарь специализированного совета

Д.И.Николаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рациональное использование топливных ресурсов и улучшение топливо-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации во многом определяются техническим состоянием и качеством работы топливной систем. Отклонение ее основных конструктивно-регулировочных параметров от номинальных значений приводит к ухудшению мошностных, экономических и экологических показателей работы дизелей.

При эксплуатации двигателей транспортных средств зарубежных фирм характерны дополнительные трудности, обусловленные отс.утснием фирменных запасных частей и агрегатов.

В этой связи необходимы дополнительные научные исследования по оценке работоспособности альтернативных заменителей деталей, узлов и агрегатов и-соответствующей корректировке регламентов технического обслуживания (ТО).

При этом требуемый уровень технической эксплуатации топливной системы автотранспортных средств может быть достигнут путем реализации системы ТО, адекватной как условиям эксплуатации, так и фактической работоспособности деталей, узлов и агрегатов, применяемых вместо фирменных.

Цель исследований. Совершенствование технологии ТО топливной системы (ТС) дизелей РАБА-МАН путем обоснования допусков на конструктивно-регулировочные параметры.

Объекты исследований. В качестве объектов исследований приняты дизели РАБА-МАН 02153 №1611 Венгерского производства, топливный насос VZ.SK Р76 3-9.0б1ЯУй Польского производства, форсунка КБЬ 94818/13 с распылителями ВИД 3552180 ( производства БЭТА ).

Научная новизна. I. Получена математическая модель, описывающая случайный нестационарный процесс изменения давления начала впрыскивания топлива форсунками в эксплуатации.

2. Разработана методика расчета числа восстановлений работоспособности изделия из-за выхода параметра за установленные пределы.

3. Получены целевые функции для корректирования периодичности ТО форсунок и обоснования оптимального значения дав-» ления начала впрыскивания топлива форсунками по минимальным

приведенным затратам на эксплуатацию изделий.

4. Получены математические модели зависимостей мощност-ных, топливо-экономических показателей и дымности ОГ дизелей РАБА-ЫАН от величины установочного угла опережения впрыскивания топлива ВВПр , давления начала впрыскивания топлива форсунками Рф и величины хода иглы распылителя Ьи , а также зависимостей показателей процесса впрыскивания от конструктивно- регулировочных параметров форсунок.

Практическая ценность. Реализация разработанной технологии технического обслуживания и диагностирования 'ГС дизелей РАБА-МАН при использовании распылителей-заменителей с учетом допусков на конструктивно-регулировочные параметры обеспечивает снижение затрат на ТО топливной аппаратуры (ТА) на 20... 35% и снижение дымности ОГ на 16.. .'¿0%.

Апробация. Основные положения диссертации докладыьались на научно-технических семинарах суран СНГ в 1992-1994 гг. ( г. Санкт-Петербург ).

Публикации. По теме исследований опубликовано 3 печатных работы.

Внедрение. Разработанная технология технического обслуживания и диагностирования ТА дизелей РАБА-МАН прошла эксплуатационную проверку в ПОАТ № I, 5 г. Санкт-Петербурга и принята к внедрению в НПО ЦНИТА.

.. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, списка использованной литературы, включающегоПЬ наименований и 6 приложений. Текстовая часть изложена на страницах машинописного текста, иллюстрирована 43 рисунками и 2Ь таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первое главе дан анализ эксплуатационной надежности изделий ТА и рассмотрено влияние отклонений конструктивно-регулировочных параметров ТА от их номинальных значений на мощностные, топливные и экологические показатели дизеля, а также на характеристики процесса впрыскивания топлива.

Проанализированы методы и критерии оптимизации эксплуа-

тациснных допусков. Приводятся результаты анализа действующей в ПОЛТ г. Санкт-Петербурга технологии ТО ТС дизелей РАЕА-МАН и фирменной технологии, рекомендуемой предприятием -изготовителем. При этом анализ показал, что фирменная технология ТО сложна и громоздка и не учитывает особенностей ТО автобусов в крупных автопарках, а дейстующая технология не имеет научного обоснования, и в ней не отражено применение заменителей фирменных запасных частей ТС, которые имеют конструктивные отличия.

Па основе анализа состояния вопроса и цели исследований в данной работе поставлены следующие задачи:

1. Исследовать закономерности изменения регулировочных параметров ТС дизелей РАБА-МАН в условиях эксплуатации.

2. Разработать методику моторных стендовых и безмоторных, а также эксплуатационных исследований.

3. Разработать математические модели зависимостей мощ-ностных, топливо-экономических показателей и дымности ОГ дизеля РЛБА-МАН от конструктивно-регулировочных параметров ТА.

4. Разработать математические модели зависимостей показателей процесса впрыскивания от давления начала впрыскивания топлива форсунками Рф, величины хода иглы И и и эффективного проходного сечения распылителя

5. Обосновать и разработать методику расчета периодичности ТО форсунок и оптимальных допусков на кочструктивно-регулиропочнме параметры ТА с учетом случайного характера гх изменения.

6. Исследовать уровень дымности ОГ автобусов "Икарус" в условиях эксплуатации.

7. Разработать технологии ТО ТС дизелей РАБА-МАН с .учетом применения заменителей фирменных запасных частей.

0. Оценить эффективность проведения исследований.

Во второй главе представлены математическая модель процесса изменения параметров ГА и целевая функция для обоснования их оптимальных допускаемых отклонений.

Зависимость изменения давления начала впрыскивания топлива форсунками Рф-от пробега автомобилей представлена нестационарной случайной функцией При этом считалось, что параметры ТА в вертикальных сечениях при фиксированных значениях пробега определится по закону Гауса.

В качестве характеристик случайных процессов изменения

3

Нф от пробега использовались моментние функции: математическое ожидание )| дисперсия !)*(£) и корреляционная функция

Моментные функции случайного процесса изменения давления начала впрыскивания топлива форсунками аппроксимированы моделями второго порядка:

МхШ^с/о +а,е+агр2,

где а0, а, , аг, в( , в* - параметры модели.

В основу обоснования корректированной периодичности ТО форсунок и определения оптимального значения давления начала впрыскивания топлива положена целевая функция, минимизирующая приведенные суммарные затраты на эксплуатацию ТА с учетом случайного характера изменения укапанного параметра ТА.

При корректировании периодичности проведения планового ТО форсунок использовалась целевая функция С:

С Сто Сот к + Спт, (I) <

где Сто - удельная суммарная оперативная стоимость планового ТО, руб./тыс.км;

Сотц- удельные суммарные издержки на устранение последствий отказа, руб./тыс.км;

Сот к = ----Сг''р/

и

Со - затраты на устранение отказов, которые учитывают заработную гглату рабочих (Ср), стоимость замененных деталей (Сдет), стоимость расходуемых материалов (Скат), затраты на поиск и доставку запасных частей (Сдост), убытки от простоя (Спр), руб;

Со = Ср + Сдет + Смат + Сдост +• Спр,

Р«- вероятность отказа деталей;

¿-I - пробег автотранспорта 'за определенный период эксплуатации, тыс. км;

Спт-УЛ. непрерывные издержки, связанные с увеличением

удельного расхода топлива из-за неоптимальности регулировок

ТА, руб^ГЫС-КИ, Спт = Спт//.;, 4

СпКэ Ст/vcp,

M//Ve) - математическое ожидание эффективной мощности двигателя, кВт;

M - математическое ожидание удельного расхода топлива двигателя, г/(кВт ч);

Kj - коэффициент загрузки двигателя;

Ст - стоимость топлива, руб;

Vfcp - средняя скорость движения автомобиля, км/час.

При определении оптимального значения R^ использовалась целевая функция вида:

^ = I ^¡(Cv^O+i ÜbfCntCnmjtZ HoiCoi + Спт -»min, (2)

( = 1 1 = 1 /г!

где П - количество определяющих параметров ТА;

Д/р; //amЛЬ/ ~ число диагностирований, восстанов-

лений и устранений последствий отказов ТА по L-ому определяющему параметру;

Coi Св, и Oot - стоимость диагностирования, вос-

становления и устранения отказа, руб;

CnDi, GnBi - стоимость простоя автобуса при

диагностировании и восстановлении, руб;

СпТ непрерывные издержки, связанные с

увеличением удельного расхода топлива из-за неоигимальнсстн регулировок ТА, руб.

Средние затраты на диагностирование (Сд) и восстановление (Со) складываются из затрат на заработную плату с начислениями и стоимости расходуемых материалов (Смат):

са<&) = jt ubm im») •+ с мчт. /г •

Убытки от простоя автобуса (Спд, Спв) приравниваются к размеру воомеиения ущерба от простоя транспорта.

Разница приведенных затрат на ТО и устранения отказов форсунок при обслуживании по их фактическому состоянию определялась по формуле:

bt+Cv foi+CorFie)) m 0/e 1 C»i * Cci-Fce) /

где £((-)- вероятность появления отказа;

Нц - число восстановлений параметров форсунок.

Для определения числа восстановлений Л^Ы и отказов /Уо; ТА рассматривается вероятностная модель эксплуатации изделия ( рис.1 ) с периодический контролем и восстановлением работоспособности аппаратуры через фиксированный пробег (<1.к;21ц--.с периодичность!)

По результатам диагностирования ТА считается исправной, если Х(& ) > Хд, требующей восстановления при Хд>Х(&)>Хпр и отказавшей, если Х(& >< Хпр ( рнс.1 ).

В первый с начала эксплуатации момент контроля 1Ь к вероятности нахождения ТА в одной из состояний ( Ри - исправном, - требующей восстановления, Ро - устранения отказа ) определяются зависимостью:

где Хд, Хпр.- соответственно допускаемое и предельное значения параметров ТА.

Вероятности нахождения ТА в исправном состоянии Ри; и в состоянии, требующем устранения отказа Ро; при втором , третьем -31*и последующих диагностированиях ( £ = 2, 3..Л) определялись из условной вероятности событий:

/и р{хт р{х1/Ш/р1>"^ }=

Г Ггьн.ь.кьуь»*,/ ю

Л >4

Ро,=< чМ-'*--

к,£)<1ч-. 4X1/ум^ы) Л,-,, <5>

. где Хм - номинальное эшнение параметра ТА;

- фактические значения параметров ТА ори последующих диагностированиях ( / = 2, З...Л);

Xi.ii) - - плотность вероятностей для двуыергю-

х1 г. соего* н■ 1.Л ,м,Ш

ВосстпноВ. ^---ш)

/ЗД)

о н. гЦ зи пробег,

тыс. км.

Рис. I. Вероятностная модель технического обслуживания ТА с периодическим контролем и восстановлением работоспособности параметров изделий.

го нормального распределения случайных величин Хн » Х£ в сечениях ¿¡-^ £1.

Числитель выражения (4 )» ( 5 ) есть вероятность совместного распределения двух случайных величин XI , ХЫ . При вычислении функции двумерного распределения использована вспомогательная функция Т:

значения которой табулированы в зависимости от аргументов \\ и а-

В окончательном виде вероятности исправного состояния Ри1 и состояния, требующего устранения отказа Ро1 в момент 11.К определяются из выражений:

р о.5Ф(Ь)+о.5сР(Ю - гЪаУШъ) -{{/2 Г6) Ро- 0,5Ф(Н) + а,5Ф(К')~ТШ1)'Т(кЩ-{,% (7)

где 0 выбирается при Ьк > О, 0* в противном слу-

чае следует последнее вычитаемое взять равным 0,5;

СрСЬ)1СР( Ф(К) СРС^) - одномерные функции нормального

распределения; ...

двумерные функции распределения. Аргументы функцки рассчитываются но формулам:

Ь - к Ла-ГЯлГ?/)

и Хпк'- Хпр~Я1ж д _____-А-.

где - коэффициент корреляции случайных величин.

Вероятность. нахождения параметра в состоянии,, требу-шем восстановления, определяется из соотношения:

P&¡-1-(Pn¡i-Po¡)- (В)

При определении математических ожиданий выходных параметров дизеля { /Мэ или ge ) учитывался вероятностный характер изменения значений регулировочных параметров ТА: ♦аз

М(У/)= ff(x¡ WiMx.-, (Q)

-да

где J(Xi) ~ детерминированная функция ме;.<ду выходным параметром двигателя и входным параметром (Вф);

Xí - аргумент функции;

^(Xi) ~ плотность вероятности параметра ТА;

- математическое ожидание аргумента XI, 6} - среднее квадратическое отклонение аргумента X» . ' >1; ..'.-•■''■ Подставляя соответствующие значения получим:

* оо -оо

После интегрирования нахолим:

М(УО= а(т? + &*)+&т!+с- (ю)

В третьей главе диссертации приведены методы экспериментальных исследований, описание экспериментальной установки, применяемое оборудование и методика обработки опытных данных.

Методики экспериментальных исследований включали: безмоторные исследования форсунок с распылителями-заменителями; стендовые моторные испытания по оценке влияния конструктивно-регулировочных параметров ТС на мощностныс, топливно-эксноми-ческие и экологические показатели работы дизеля; эксплуатационные исследования пс изучению динамики изменения давления начала впрыскивания топлива(Р£).

Для оценки влияния отклонения конструктивно-регулировочных параметров ТА от их номинальных значений на показатели процесса впрыскивания топлненого нассса М^К ( средней цикловой подачи топлива , продолжительности впрыскивания

максимального давления впрыскивания Рвпр., давления топлива в топливопроводе высокого давления Ртп ) были получены многопараметрические целевые функции, связываю,лие конструктивно-регулировочные параметры ТА и параметры процесса опрыскивания. Безмоторные исследования проводились на стенде Л/С- 129 "МоШрцС" путем снятия и обработки осциллограмм давления, снятых под конусом иглы распылителя С-1-А 21В0 ( БЭТА ), конструктивные особенности ко-

торого приведены на рис. 2.

Оценка влияния конструктивно-регулировочных параметров ■ТА (Ии ,Ир |Вапр) на мощностные и топливные показатели, а также дымнеегь ОГ дизелей РАБА-ЫАН проводились на тормозной установке Е-4 путем снятия серии регуляторных характеристик при различных значениях параметров ТА.

При этом, наряду с определением влияния каждого из параметров на указанные показатели 'работы ТНВД и дизеля исследова-

¿б/1

с1х;;

лось комплексное влияние совместного изменения всех рассматриваемых параметров ТА. Дня оценки влияния изменения конструктивно-регулировочных параметров ТА были предложены некомпозиционные планы второго порадка, в которых каждый фактор варьировался на трех уровнях ( -I; 0; I ).

При проведении стендовых моторных испытаний дизеля РАБА-МАН оценка показателей дымности ОГ производилась при помощи дкмомвра ИЕТА-01 в соответствии с ГОСТ 21393-75.

Эксплуатационные испытания проводились по плащу (МВТ ) ГОСТ 17510-79 в условиях ПОАТ № 5 г.Санкт-Петербурга в течение 1992-1993гг. Объектами исследований являлись 36 форсунок с распылителями-заменителями, установленные на 6 автобусах "Икарус".. Целью исследований являлось изучение процесса изменения параметра в эксплуатации. Перед установкой на двигатель форсунки регулировались на величину Рф = 22 МПа.

Предельное значение параметра устанавливалось по величине 5%-го снижения мощности дизеля в соответствии с ГОСТ 18508-80. •

Периодичность проведения ТО форсунок и оптимальное допускаемое отклонение параметра Вф определялись из минимума целевой функции, учитывающей все виды затрат на эксплуатацию форсунок и от потерь топлива из-за неоптимальности их регули-

ровок.

Обработка результатов исследований проводилась по стандартной программа STATGHAPHiCS версии 5 на IFU PC/XT.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований.

В результате проведения многофакторного эксперимента по оценке конструктивно-регулировочных параметров ТА (Jilpk, hu > Рф ) на характеристику впрыскивания топлива и математической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, устанавливающие связь показателей процесса впрыскивания с конструктивно-регулировочными параметрами ТА.

При этсм для номинального режима работы дизеля:

- /24,67 -О,775 Рф +-27.В //я/с +5,72 hu , Р^р=25,15 +ОА Яр -3b,87fPJc -5,62 hu , РФ -45,6JUfJe + 0,97hu.

Ргп=21А+Ц975Рф -33,75f*Plc -3,0b /lu;

для режима максимального крутящего момента дизеля:

дч= 125, а -Ц82 Р<р 1-28,75}!рк +5,22 hu J

P$np~ 21,4 +0,3/2 А» - 45,ЗАJtpb -£,03 hu, С- Ш р* -3875jiPjc HAS hu,

рт = 24,ц +Ц7 Р<р - 40,62ftp 1с -3,k4hu.

Полученные математические модели позволяют при решении конкретных задач определить оптимальные значения входящих в уравнения параметров с учетом их комплексного влияния на показатели целевых функций.

Оптимизация конструктивно-регулировочных параметров форсунки проводилась с использованием симплекс-метода.

При этом за критерий оптимизации принималась минимизация продолжительности впрыскивания топлива при линейных ограничениях на параметры: Qu.jUp/c, Рф, hu.

В результате оптимизации били установлены следующие значения конструктивно-регулировочных параметров: Рф = 22 Ша; f р/с = 0,2£8 ush hu = 0,30 мм.

Реализация полученных оптимальных конструктивно-регулировочных параметров обеспечивает следуплие значения характе-

II

ристики впрыскивания при номинальном режиме:

= 116,4 ммя/цикл; <{%,р= 13,7; Рвар = 22,7 Ша; Рг.н = 33,1 УЛа.

Расчеты показывают, что при ^ - 120 ум3/ цикл и Рф = 22 МПа предельные значения Ни = 0,5 мм, JKpJc= 0,29мм2.

Установлено, что при повышении Рф с 20 КПа до 22 Ша средняя скрость нарастания давления в передаем фронте характеристики впрыскивания (clP/cff )ср увеличивается на 0,3 .. .0,4 Mila/..что характеризует степень интенсификации впрыскивания в начальный период.

Результаты моторных исследований покапали,что при увеличении с 20 МПа до 22,5 ¡¿Па наблюдается снижение эффективной мощности Л/в на 0,92 кВт (0,7%), дымности 01' на 4...5 единиц (10.. .12,5$) и удельного расхода топлива на . 1,8 г/(кВт ч) (0,8%).

В результате проведенных исследований .установлено, что увеличение установочного угла опрежения впрыскивания топлива вепр с 18 град.п.к.в. до 30 град.п.к.в. приводит на номинальном режиме к росту мощности на 2,7%, снижению удельного расхода топлива на 3,0?' и дымности ОГ на 10 единиц.

Изменение величины хода иглы распылителя flu с 0,25 мм до 0,65 мм на номинальном режиме приводит к снижению А/е и увеличению ^е на При этом дымность ОГ возрастает на 22,4%.

В результате проведения многофакторного эксперемента по оценке влияния конструктивно-регулировочных параметров ТС на показатели работы дизеля РАБА-МАН и математической обработки его результатов получены математические модели в виде уравнений множественной регрессия, устанавливающие связь эффективной мощности NeC/i), удельного расхода топлива и дымности 0Г по регуляторной характеристике К (Уз) с величинами : в впр (Xi), hu {Xz) И Pep (К j.) ■

Для номинального режима работы дизеля:

У,= /38,87 + 4ЛЬХ, - Y,348 Хг-0.96Хя + 1557 ХгЬШВВ*

хг Х3 - 4,297X,2 - 0,620 Хг + 0,55 Хз, '(и)

Уг = 258.60 -З.ШХ, + -{,885 Хе -5.555 Хз + Ш<Х, Xj -t 10,518 X? +Ц5 Xs, С Л

Vj = 42-5,95X, + 4,2 &-5,5Xi -0.75X, Хг ' V+5 Хз -Xs t-12

+ 8,î3X,5+^6J Хг +iB8 Xj, аз)

где Xi, Xj, Xj - дебетующие факторы в кодированном виде.

Полученные математические модели адекватно описывают процессы изменения мощностных, топливо-экономических показателей и дымности ОГ дизеля РАБА-МАН в зависимости от величины конструктивно- регулировочных параметров ТС ( относительные ошибки аппроксимации составляют 1,9...8,9% ) и позволяют при решении конкретных задач оптимизировать значения входящих ь .'/равнения параметров с учетом их комплексного влияния на исследуемые показатели.

Анализ поверхностей откликов, построенных по уравнениям (11,12.13) показал, что оптимальными значениями конструктивно-регулировочных параметров ТС, минимизирующими дымность ОГ при ограничениях в соответствии с ГОСТ 18508-80, являются: 9»пр = 261 0,5...° , Рф = 22,0 ЫПа и hu = 0,3 мм.

Реализация полученных оптимальных регулировок ТС приводит к снижению дымности ОГ на 7...8 единиц (16___20%), эффективной мощности на 2,1$ при постоянном удельном расходе.

Из полученных зависимостей установлено, что при Qanp = 26...° , Рф = 22 МП а и норме дымности ОГ К 40% допустимое значение величины хода иглы составляет 0,42 мм.

В результате эксплуатационных исследований были получены математические модели процесса изменения давления начала впрыскивания топлива форсунками, аппроксимирующие зависимости моментных функций процесса от фактического пробегав ( табл. ):

М[т]=2Ш-ом

Таблица

Моментные функции, Ша Пробег ( тыс. km ) !

16 32 48 64 80

м [m] 21,24 20,72 20,29 19,8 19,33 18,94

6-mj 0,254 0,297 0,325 0,35 0,387 0,41

1С. км

\ к. № У Т~

1 V V ____ /

\ Сто

Сит

Сотк

Цг:, ты с-руБ.

а

<40 120 100 во

ВО

ЬО 20

V

\ '

\

> Опг

с*

Са

0 15 32 48 64 80 Ь.тыс-кп 19 20 2< М/7о

Рис.3. Приведенные затраты на проведение планового ТО (Сто), устранение отказов форсун-^ ки (Со), потери топлива (Спт) в зависимости от пробега.

Рис.4. Средние затраты С!

и суммарные удельные издержки 1/г на эксплуатацию форсунок в зависимости от Гф ( на 100 тыс.км).

Характерным для процесса изменения давления является интенсивное его изменение в первые 15...20 тыс. км пробега с уменьшением скорости ( но с сохранением тенденции к снижению ) при дальнейшей эксплуатации ( табл. ).

По результатам параметрических эксплуатационных исследований были рассчитаны интенсивности отказа , вероятность безотказной работы распылителей-заменителей в зависимости от пробега Р(£;). При этом определена вероятность появления отказа распылителей-заменителей в зависимости от пробега.

Исходя из условия обеспечения наименьших суммарных затрат на эксплуатацию форсунок (рис.3) установлена скорректированная периодичность ТО форсунок с раепшттолями-заменителями, которая составила 48 тыс.км пробега автобуса (кратно ТО-2) вместо 60 тыс. км пробега, установленного согласно фирменной инструкции по эксплуатации. Допустимое отклонение от установ-

ленной периодичности ТО составляет -10% ( ГОСТ 25476-82 ).

Результаты расчета затрат, связанных с эксплуатацией форсунок при различной величине отклонения параметра давления впрыскивания топлива, показано на рис.4. При этом минимум целевой функц;;ч достигается при параметре Рф =20,5 Мпа. Эга величина принята за оптимальное значение параметра Рф в эксплуатации.

Приведенные затраты на ТО форсунок и устранение отказа форсунок уменьшается от внедрения разработанной технологии ТО ТА на 20...35$.

общие вывода

1. В результате выполенкых исследований разработана усовершенствованная технология технического обслуживания (ТО) топливной системы (ТС) дизелей РАВА-МАН с учетом обоснованных оптимальных значений и допускаемых отклонений конструктивно-регулировочных параметров ТС на основе технических, экономических и экологических критериев.

При этом для оценки характеристик процесса изменения параметров ТС в эксплуатации с учетом воздействия многочисленных внешних факторов разработана математическая модель второго порядка, учитывающая нелинейность процесса и случайный характер изменения определяющего параметра.

2. По результатам наблюдений за выборкой форсунок ( Зб единиц ) за пробег 100 тыс.км определены характеристики процесса изменения давления начала впрыскивания топлива Рф.

При этсм обоснованная по минимуму приведенных затрат оптимальная периодичность ТО форсунок при использовании распылителей-заменителей составила 48 тыс.км. По фирменной технологии периодичность ТО форсунок с распылителями зарубежного производства составляет 60 тыс.км.

3. На основе анализа полученных в результате безмоторных исследований уравнений регрессии, определяющих связь показателей процесса впрыскивания топлива с конструктивно-регулировочными парамтерами ТС,, установлено, что на процесс впрыскивания основное влияние оказывает йф и эффективное проходное сечение . При этом оптимальные значения конструктивно-регулировочных параметров при минимизации продолжительности впрыскивания топлива и линейном ограничении на цикловую по-

15

дачу 9ч составляют: Рф = 22 МПа, 0,260 мм2, и ход иглы

Иц = 0,3 мм. Предельные значения конструктивных параметров, определенные по техническому критерию НПО ЦЦИТА - увеличению продолжительности впрыскивания топлива форсункой - 1,0 п.к.в., а также по допустимому в соответствии с ГОСТ 10579-80 изменению средней цикловой подачи топлива ± 1,5$ составляют: ¡1ц = 0,5 мм, ^р/(=0,29 к:/.

4. Анализ математических моделей, полученных в результате многофькторных исследований влияния конструктивно-регулировочных параметров ТС на основные показатели работы дизелей показал, что определяющее влияние на снижение дымности ОГ дизелей оказывает и установочный угол опережения впрыскивания топлива Вмр- При этом оптимальные значения конструктивно-регулировочных параметров ТС дизеля РАБА-МАН при минимальной дымности для номинального режима работы составляют:-

= 22 МПа, В*пр = 26± 0,5...° , Ли = 0,3 мм.

При зтом предельное значение Ьи распылителя при дымностиОГ 40% ( ГОСТ 21393-75 ) составляет 0,42 мм.

5. В условиях подконтрольной эксплуатации яффективняя мощность и удельный расход топлива при вероятностном характере изменения регулировочных параметров ТС зависит от 6< и отличаются от их детерминированных значений по типовой ( стендовой ) характеристике для пробега автобуса 40 тыс. км на величину л Л/е = 0,012 кВт и Л£е = 0,037 г/(кВт ч).

Полученные результаты подтверждают правомерность оценки влияния регулировочных параметров ТС на основные показатели работы дизеля по результатам стендовых испытаний.

6. В разработанной методике определения величины эксплуатационных допусков на параметры ТС принята целевая функция, минимизирующая величину приведенных затрат, связанных с эксплуатацией Т'С. При этом использовались полученные аналитические зависимости, позволяющие установить вероятность нахождения параметра в одном из состояний': исправном, требуюшем восстановления или-устранения отказа.

7. Установленный минимум эксплуатационных затарат достигается при оптимальном значении Рф = 20,5 !АПа. Поэтому допускаемое отклонение давления начала впрыскивания топлива в условиях эксплуатации должно находиться в пределах 20,5___22 МПа

( по минимуму приведенных затрат и дымности ОГ ).

В. Разработанная технология технического обслуживания

ТС с учетом использования распылителей-заменителей внедрена в НПО ЦНИТА и передала в ПОАТ г. Санкт-Петербурга.

9. При внедрении технологии технического обслуживания ТС снижение приведенных затрат на ТО и устранения отказов

форсунок составляет 20...35$.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Никслаенко A.B., Хватов В.Н., Зейнетдинов P.A. Технология технического обслуживания топливной системы ди-лей РАБА—МАН.// Тезисы докладов научно-технического семинара стран СНГ: Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей.- Q16., 1992.- С.56.

2. Никсланко A.B., Хватов Б.Н., Зейнетдинов P.A. Влияние параметров форсунок дизелей РАБА-МАН на показатели характеристик впрыскивания топлива.- Сб. научн. трудов СПГАУ. Диагностика, повышение эффективности и надежности двигателей.- СПб., 1994. С.41-46.

3. Зейнетдинов P.A., Хватов В.Н. Влияние конструктивно-регулировочных параметров топливной аппаратуры на показатели работы дизеля РАБА-МАН.// Тезисы докладов научно-технического семинара стран СНГ: Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей,- СПб., 1994.

С.26-29.

Тип. С-ПГАУ Зак. 169рп.Тираж 75 18 .07. ?4г