книги из ГПНТБ / Ждановский, Н. С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей

ро л ь н ой эксплуатации тракторов МТЗ - 50 . Тракторы рабо­ тали на выполнении рядовых хозяйственных работ в кол­ хозах и совхозах Ленинградской области. Всего испытывалось 14 комплектов форсунок (56 шт.).

Через каждые 240—250 мото-ч работы двигателей прово­ дился контроль давления начала подъема иглы форсунки и качества распыла топлива, а через 960—1000 мото-ч опре­ делялась пропускная способность форсунок на безмотор­

отказов в работе форсунок. Наработка форсунок за время испытаний составила от 250 до 3000 мото-ч. Д л я 30 форсу­

Подрегулировка давления начала подъема иглы фор­ сунки производилась при отклонении его от нормального

впрыска при наработке 0—250, 250—500, 500—1000, 1000—2000, 2000—3000 мото-ч составили соответственно: 0,927; 1,0; 1,0; 0,96; 0,924. Д л я форсунок с серийными рас­ пылителями с увеличением наработки до 1000 мото-ч давле­ ние начала подъема иглы форсунки снижается на 6,3 %, про­ пускная способность увеличивается на 1,6%; с повышением наработки до 2000 мото-ч давление начала подъема иглы форсунки снижается на 11 %, п р о п у с к н а я способность уве­ личивается на 2,0 %; с увеличением наработки до 3000 мото-ч давление начала подъема иглы форсунки снижается на 17,5%, пропускная способность увеличивается на 3,5%.

В процессе эксплуатационных испытаний установлено колебание давления начала подъема иглы у одних и тех же

170

форсунок, что объясняется периодическим частичным закоксовыванием иглы распылителя и самоочисткой. Н а и ­ более интенсивно снижение давления начала подъема иглы форсунки происходит за первые 240—250 мото-ч работы в связи с приработкой деталей форсунки . Так , после 80— 100 мото-ч работы давление начала подъема иглы форсунки

многих факторов. Их значения в отдельные отрезки вре­ мени xi т а к ж е будут случайными величинами с некоторым математическим ожиданием тх и среднеквадратичным

171

иглы форсунки не превысит ± 1 5 % от нормального значе­

Р (0,85 Й £ Я р s £ 1,15) = 0 , 8 6 5 .

Вероятность того, что изменение давления начала подъ­ ема иглы форсунки не превысит ± 2 0 % от нормального значения при наработке от 0 до 1000 мото-ч составит:

сокой стабильности основных параметров штифтовых фор­ сунок ФШ6 х 2 х 25° в условиях подконтрольной эксплу­ атации.

При расчете параметров надежности распылителей фор­ сунок применен закон нормального распределения. В связи с усеченной выборкой определение времени безотказной работы распылителей форсунок произведено по методу квантилей.

Д л я серийных распылителей среднее время безотказной

172

примерно у половины всех подконтрольных форсунок ухудшалось качество распыливания топлива . Пропуск ­ ная способность сопловых отверстий уменьшалась на 10— 15%, а иногда на 40—50%. Часто это я в л я л о с ь следствием полного закоксовывания одного, а иногда двух сопловых отверстий распылителя .

Впроцессе исследований наблюдались случаи перегрева

изаеданий иглы распылителя в основном из-за неправиль ­ ного монтажа форсунок (недостаточное уплотнение фор­

ция производить проверку форсунок в эксплуатационных условиях в среднем через 500 мото-ч работы. В случае заметного снижения мощности двигателя или дымного выхлопа этот срок должен быть сокращен . Путем периоди­ ческой чистки закоксованных распылителей обеспечивает­ ся их работа в течение 2500—3000 мото-ч. Т а к и м образом, наиболее слабым звеном, лимитирующим безотказную ра­ боту форсунки, является распылитель .

29. Н А Д Е Ж Н О С Т Ь Ф О Р С У Н О К В У С Л О В И Я Х . Р Я Д О В О Й Э К С П Л У А Т А Ц И И

Работа автотракторных дизелей в условиях рядовой эксплуатации характеризуется значительными отклоне­ ниями регулировочных параметров топливной а п п а р а т у р ы и показателей рабочего цикла от нормальных значений . При этом повышается температурный режим деталей ра­ бочего цилиндра и распылителей форсунок, что вызывает их интенсивное коксование.

В результате исследований надежности штифтовых распылителей форсунок тракторных дизелей в условиях

чем при работе в условиях подконтрольной эксплуатации . Плотность / (t\ и вероятность Р (t) распределения времени появления отказов распылителей форсунок дизе­ лей Д-50 из-за закоксовывания в условиях рядовой экс­ плуатации тракторов «Беларусь» приведены на рис. 52. П р и исследовании надежности штифтовых распылите­ лей форсунок тракторных дизелей Д-50 и СМД-14 в усло­ виях рядовой эксплуатации тракторов МТЗ - 50 и Т-74

173

ванности бесштифтовых распылителей форсунок на дизелях Д-37М при использовании тракторов Т-40 и Т-40М в хозяй­ ствах Иркутской области в основном на транспортных рабо­ тах приведены на рис, 53 (исследования В . Н . Белоусова,

174

И р к у т с к ий СХИ) . Всего обследовано 25 тракторов (100 форсунок) с наработкой от 100 до 3150 мото-ч. В течение всей эксплуатации до момента обследования механическое удаление кокса из внутренней полости и сопловых отвер­ стий не производилось. Н а р а б о т к а форсунок характери ­ зовалась следующими данными: 24 шт. — от 100 до 800 мо­ то-ч, 16 HIT. — от 900—1300, 28 шт. - от 1400 до 2000, 20 шт. — от 2100 до 2500, 12 шт. — от 2600 до 3150 мото-ч.

Полученные данные свидетельствуют о работе большин­ ства дизелей в условиях рядовой эксплуатации с отказами по пропускной способности форсунок и возмоячности повы­ шения их надежности за счет подъема общего уровня тех­ нической эксплуатации машин .

Г л а в а VIII

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Н А Д Е Ж Н О С Т И И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА ФОРСУНОК

30.М Е Т О Д Ы О П Р Е Д Е Л Е Н И Я Н А Д Е Ж Н О С Т И

Одной из причин отказов дизелей в условиях эксплуа­ тации я в л я е т с я недостаточная стабильность работы топлив­ ной аппаратуры .

Исследовательские и конструкторские работы, прове­ денные в последнее время, обеспечили высокую надежность топливных насосов и позволили значительно уменьшить появление неисправностей в их работе, в то время как в ра­ боте форсунок неисправности проявляются сравнительно часто. Форсунка является наиболее слабым звеном в си­ стеме топливоподачи дизеля . Распылители форсунок в ка­ мере сгорания подвергаются воздействию высоких темпе­ ратур и химически активных промежуточных и конечных продуктов горения топлива. Чаще всего распылители фор­ сунок выходят из строя в результате загорания сопловых отверстий и потери подвижности иглы распылителя .

Д л я устранения указанных недостатков важное значе­ ние имеет разработка методов и средств быстрой проверки эффективности проводимых конструктивных и технологи­ ческих мероприятий .

175

По ГОСТ 491—55 длительность испытаний на надеж­ ность тракторных двигателей новых и модернизированных конструкций установлена 800 ч работы в стендовых усло­ виях (200 повторяющихся циклов по 4 ч каждый) . Этот ме­ тод дает высокую точность определения времени наступле­ ния отказов в работе распылителей форсунок, но в то же время является длительным и трудоемким.

По ГОСТ 7057—54 предусматривается определение на­ дежности и стабильности, мощности и экономичности дви­ гателей в процессе эксплуатационных испытаний тракто­

хозяйственных испытаний тракторов должна быть не ниже 85% от номинальной мощности. Продолжительность хо­ зяйственно-эксплуатационных испытаний серийных, а так­

пылителей форсунок в процессе эксплуатации тракторов в хозяйственных условиях позволяет достаточно полно оце­ нить их надежность. Однако в связи с большой длитель­ ностью этот способ испытаний требует больших трудовых и материальных затрат. Кроме того, он не позволяет свое­ временно выявить момент наступления отказа в работе распылителей форсунок, так ка к их проверка произво­ дится через 240 мото-ч, а контрольные торможения двига­ теля осуществляются только в начале, середине' и конце испытаний.

Рассмотренные методы испытаний распылителей фор­ сунок не позволяют быстро оценить в заводских условиях их надежность, а также эффективность тех или иных кон­ структивных и технологических мероприятий . В последнее время используются эквивалентные им значения показа­ телей надежности при ускоренных испытаниях . Пр и этом надежность изделий оценивается предварительно по ре­ зультатам ускоренных испытаний и в дальнейшем под­ тверждается в условиях эксплуатации .

При ускоренных испытаниях на надежность распыли­ телей форсунок обычно ужесточают их температурный режим, исходя из условий достижения температуры, при которой интенсифицируется процесс коксования . Порог интенсивного коксования распылителей, по данным А. И. Зеленихина, при работе на дизельном топливе харак ­ теризуется температурой 210—220 °С, а при работе на бензодизельной смеси (75% бензина А-66 и 25% дизельного

176

топлива) 180—190 °С. Смещение порога интенсивного коксования при работе на бензодизельной смеси в область более низких температур объясняется пониженной терми­ ческой стабильностью этой смеси.

В Ц Н И Т А разработано несколько способов ускоренного определения надежности распылителей в связи с их кок­ сованием. Так, при исследовании в л и я н и я некоторых кон­ структивных параметров на интенсивность коксования рас­ пылителей д л я многотопливного дизеля Д-37 применялся цикл работы на бензодизельной смеси продолжительностью

10мин.

Вкачестве оценочного показателя в сравнительных испытаниях склонности распылителей к коксованию ис­ пользуется коэффициент:

Z K = Mioo%.

проводимых на Владимирском тракторном заводе, приме­ няются четырехчасовые циклы (принятые при испытании двигателя на надежность по ГОСТ 491—55) или специально разработанные четырехчасовые циклы . Общая продол­ жительность испытаний в этом случае при работе на дизель­ ном топливе составляет 16 ч. К а ж д ы й цикл при работе двигателя Д-37М или Д-37Е включает следующие после­

177

при п = 1350 об/мин — 30 мин; холостой ход — 10 мин; остановка — 10 мин.

В работе [101] сравнительные исследования коксова­ ния распылителей рекомендуется проводить на режиме

циклов работы, включающих последовательно осуществ­ ляемые режимы (холостой ход, номинальная мощность,

Большое разнообразие в рекомендациях нагрузочных и скоростных режимов и их последовательности при уско­ ренных испытаниях на надежность распылителей в связи с коксованием сопловых отверстий свидетельствует о не­ завершенности отработки наиболее оптимального метода

автономной системы питания . Подача топлива из основной системы питания обеспечивает протекание нормального ин-

178

дикаторного процесса. Дополнительные впрыски топлива пе должны накладываться друг на друга и перекрывать подачу из основной системы питания . Суммарная цикло­ в а я подача топлива пе должна превышать максимальной

получить уравнения в конечных формах, по которым с до­ статочной д л я практических целей точностью можно опре­ делять среднюю температуру за такт расширения . Расчет­

179