сотрудник
Россия
сотрудник
сотрудник
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
Технически приемлемым решением проблемы увеличения мощности, является использование нагнетателя (компрессора). Это означает, что подающийся в двигатель воздух сжимают перед его впуском в камеру сгорания, т.е. компрессор обеспечивает подачу необходимого количества воздуха, достаточного для полного сгорания увеличенной дозы топлива. Следовательно, при прежнем рабочем объеме камеры сгорания двигателя и тех же оборотах мы получаем большую мощность, а конструктивным решением для достижения этой цели является применение турбокомпрессора. Однако, в силу напряжённости режима работы турбокомпрессоров при резком изменении частоты вращения коленчатого вала и нагрузочных показателей во время эксплуатации техники (количество оборотов ротора меняется от 30000 мин-1 до 120000 мин-1, температура выхлопных газов достигает 7500С) требуется обеспечение эффективной смазкой подшипников его ротора. В связи с этим в системе смазки подшипникового узла конструктивно был предусмотрен гидроаккумулятор мембранного типа. В статье приведена конструктивная схема соединения гидроаккумулятора в системе смазки подшипникового уза турбокомпрессора, представлены фотографии экспериментальной установки для подтверждения эффективности данного конструктивного решения. Эксперимент проводился после остановки двигателя, работающего в режимах максимального, среднего и минимального оборотов коленчатого вала, при этом замерялись время выбега ротора турбокомпрессора и падение давления в системе смазки подшипникового узла турбокомпрессора с момента остановки двигателя. Выявлено, что установка гидроаккумулятора в системе смазки подшипникового узла турбокомпрессора позволит обеспечить масляную подпитку подшипников при резком сокращении оборотов коленчатого вала во время перегрузок двигателя, что подтверждается увеличением выбега ротора турбокомпрессора на 30…40 %, при этом штатные параметры подачи и давления масла сохраняются.
турбокомпрессор, подшипниковый узел, система смазки, гидроаккумулятор
Турбокомпрессор применяется не только с целью повышения мощностных характеристик двигателей внутреннего сгорания (ДВС), но и для увеличения технико-экономических показателей и улучшения экологических свойств при эксплуатации тракторов, самоходных комбайнов, автомобилей и др. [1, 2, 3, 4, 5]. Однако, в связи с особыми условиями работы турбокомпрессоров, а именно, часто меняется обороты коленчатого вала двигателя и нагрузочные показатели во время эксплуатации техники, частота вращения ротора турбокомпрессора меняется в пределах 40…170 тыс. оборотов в минуту, температура выхлопных газов - 650…700 °С, требует обеспечения эффективной смазки подшипников ротора турбокомпрессора [6, 7]. Штатная, последовательная схема системы смазки ДВС не обеспечивает в достаточной мере, отвод тепла от деталей турбокомпрессора, что в свою очередь не исключает износ его ротора и подшипников.
Основные труды ведущих ученых в данной области исследований направлены на совершенствование процесса смазки подшипников ротора турбокомпрессора изменением конструкции сопрягаемых деталей, технологических схем подачи масла к ним и снижение теплонапряженности [10, 11].
Эффективность этих решений доказана при использовании автомобилей и железнодорожных локомотивов. Однако при эксплуатации тракторов, самоходных комбайнов в сельском хозяйстве периодическое изменение нагрузочных и скоростных режимов ДВС, а также в связи с периферией расположения турбокомпрессора и совмещенной системой смазки, штатный режим смазки и подача масла к подшипникам не обеспечивается.
Основными причинами ухудшения надежности функционирования турбокомпрессоров являются снижение объема подачи и давления масла в подшипниковом узле турбокомпрессора в ситуации резкого сокращения оборотов коленчатого вала двигателя, его остановке при перегрузках, а также при запуске, особенно в холодное время [8, 9].
Исходя из вышеизложенного, к основным недостаткам применения турбокомпрессоров можно отнести следующие: низкая надежность при эксплуатации (количество отказов на долю турбокомпрессора от общих отказов ДВС, составляет от 7 до 30 %); высокая стоимость турбокомпрессора (от 10000 до 80000 р.); ресурсоемкий ремонт, который обуславливается высокой трудоемкостью ремонта и значительным временем простоя МТА из-за неисправности турбокомпрессоров [11, 12, 13].
1. Хафизов К.А., Хафизов Р.Н., Адигамов Н.Р. Основные направления развития технического сервиса в АПК Татарстана // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2014. Т. 9. № 4 (34). С. 95-102.
2. Шириязданов Р.Р., Халиуллин Ф.Х. Оценка эффективности регуляторов топливных насосов высокого давления механического типа // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 10. С. 38-39.
3. Халиуллин Ф.Х., Медведев В.М. Операторная форма решения уравнений для модели энергетических установок мобильных машин //Вестник Казанского ГАУ. 2014. Т. 9. № 2 (32). С. 75-77.
4. Халиуллин Ф.Х., Медведев В.М., Шириязданов Р.Р. Математическая модель определения эксплуатационных показателей энергетических установок мобильных машин в неустановившихся режимах работы// Вестник Казанского ГАУ. 2015. Т. 10. № 1 (35). С. 71-74.
5. Хафизов К.А., Халиуллин Ф.Х. Пути повышения эффективности использования машинно-тракторных агрегатов // Техника и оборудование для села. 2015. № 10. С. 20-22.
6. Khafizov R.N., Khafizov K.A, Nurmiev A.A., Galiev I.G. Optimization of main parameters of tractor and unit for seeding cereal crops with regards to their impact on crop productivity //17th International Scientific Conference Engineering for rural development Proceedings, Volume 17 May 23-25, 2018 Р. 168-175
7. Галиев И.Г., Хусаинов Р.К. Оценка условий функционирования тракторов в аграрном производстве //Техника и оборудование для села. 2015. № 10. С. 13-15
8. Галиев И.Г., Мухаметшин А.А., Исхаков И.Р., Шамсутдинов А.Р. Управление работоспособностью техники с учетом условий аграрного производства // Вестник Казанского ГАУ. 2010. Т. 5. № 3 (17). С. 86-88.
9. Галиев И.Г., Дардымов В.И., Малыгин В.Н. Классификация факторов, влияющих на работоспособность турбокомпрессоров двигателей // Условия развития сельского хозяйства в условиях глобального риска. Материалы научно-практической конференции - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2016 - 608 с.
10. Бурцев А. Ю. Повышение эксплуатационной надежности турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания // Материалы III междунар. науч.- техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству» под ред. д. т. н. Н. С. Сергеева. Челябинск, 2013. С. 28-34.
11. Плаксин А. М. [и др.] Продление срока службы турбокомпрессоров автотракторной техники применением гидроаккумулятора в системе смазки // Фундаментальные исследования. 2014. № 6. Ч. 4. С. 728-732.
12. Халиуллин Ф.Х., Галиев И.Г. Учет условий эксплуатации автотранспортных средств при определении нормативов технической эксплуатации // Вестник Казанского ГАУ. 2011. Т. 6. № 2 (20). С. 106-108.
13. Совенков В.А., Адигамов Н.Р. Восстановление изношенных рабочих поверхностей цилиндров и плунжеров аксиально-плунжерных гидравлических насосов // Вестник Казанского ГАУ. 2013. Т. 8. № 1 (27). С. 67-69.
14. Крастинь О.П. Методы анализа регрессий и корреляций. Рига: ЦСУ СМ Латвийской ССР, 1970. 347 с.
