Обоснование необходимости модернизации существующих обкаточно-тормозных стендов мотороремонтных предприятий

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Обоснование необходимости модернизации существующих обкаточно-тормозных стендов мотороремонтных предприятий

В.Я. ТИМОШЕНКО

Д.А. ЖДАНКО

А.В. НОВИКОВ,

В.Б. ЛОВКИС

В статье рассмотрены вопросы по переоснащению ремонтных предприятий республики и подготовке их к ремонту двигателей мощностью более 300 кВт модернизацией обкаточно-тормозных стендов отечественного производства. Приведены методики выбора основных составных частей стенда для увеличения тормозного момента на валу двигателя и определения его значения. Приведены рекомендации по ресурсосбережению при обкатке двигателя на модернизируемом стенде. Даны выводы и рекомендации по модернизации устаревших стендов.

The article examines the issues of re-equipment of repair enterprises of the Republic and their preparation for the repair of engines with the capacity of more than 300 kW with the help of modernization of brake testers of home production. We have presented methods of the choice of the main components of the tester for increasing the braking moment on the shaft of the engine and determination of its value. We have given recommendations about resource saving and testing of engines on modernized tester, and about modernization of outdated testers.

стенд обкаточный мотороремонтный

Введение

Заключительными операциями ремонта двигателей и механизмов трансмиссии является обкатка, в процессе которой происходит приработка трущихся поверхностей деталей, а также испытание двигателей с целью определения их основных технико-экономических показателей - мощности и расхода топлива. Используемые в настоящее время для этих целей обкаточно-тормозные стенды не только исчерпали свой ресурс, но и устарели морально, так как ремонтные предприятия республики были оснащены ими более 20 лет назад. Повышение единичной мощности тракторов и самоходных комбайнов привело к уменьшению численности их парка и потребности в ремонте агрегатов. Однако возникла потребность в ремонте и испытаниях двигателей мощностью 300 и более кВт, которыми оснащены современные комбайны, работающие на полях Республики Беларусь. Ремонтное производство к этому не готово, и прежде всего из-за отсутствия обкаточно-тормозных устройств большой мощности.

Анализ источников

В 80-е годы прошлого века в СССР была создана трехзвенная ремонтно-обслуживающая база АПК, включающая мастерские сельскохозяйственных организаций, райсельхозтехники и специализированные ремонтные заводы [1].

В Беларуси имелось 118 мастерских районного уровня, 27 ремонтных заводов, в том числе 10 мотороремонтных и 62 станции технического обслуживания тракторов.

В настоящее время предприятия этой системы, сохранившиеся частично службы агросервиса (табл. 1), загружены всего на 10-30%, а их кадровый состав сократился в 2,6-3 раза [1].

Таблица 1.Специализация предприятий агросервиса Беларуси по ремонту двигателей

Несмотря на это, 32 предприятия занимаются ремонтом двигателей, 30 - ремонтом агрегатов трансмиссии. Трудно сохранить качество технического сервиса без обновления его ремонтно-технологического оборудования, которое в нашей Республике не производится. В тоже время без технического сервиса не могут функционировать как имеющиеся в сельском хозяйстве средства механизации, так и поставляемая современная техника [1].

При реализации Государственной программы возрождения и развития села на 2005-2010 гг. сельскому хозяйству должны были поставить 7416 энергонасыщенных тракторов, 8650 зерноуборочных комбайнов пропускной способностью 10 кг/с и более, 1700 кормоуборочных комбайнов и другие самоходные машины.

Естественно, что через определенное время эти машины и их двигатели придется ремонтировать.

Уже есть пример, когда в 2009 г. на ОАО «Гомельский МРЗ» поступило и восстановлено двигателей «Детройт» в 1,5 раза больше, чем в 2008 г. На используемых в Беларуси самоходных комбайнах установлено 3,5 тысячи таких двигателей, которые через два-три года потребуют ремонта, но наши ремонтные предприятия к этому не готовы [2].

Стоимость капитального ремонта машин обходится в 2-3 раза дешевле покупки новых, а отношение стоимости капремонта двигателя к цене нового уменьшилось с 40-60 до 22-30 % [4], что делает капитальный ремонт привлекательным.

Для качественного ремонта двигателя необходимо соответствующее технологическое оборудование и прежде всего обкаточно-тормозной стенд соответствующей мощности. Эту необходимость подтверждает подготовка РО «Белагросервис» специальной программы «Модернизация и техническое перевооружение мотороремонтных заводов и специализированных предприятий агросервиса» [8].

Одним из направлений совершенствования технического сервиса АПК является лицензирование ремонтно-обслуживающих предприятий и сертификация выполняемых ими работ и услуг [1].

Обкатка двигателя после ремонта - это не только заключительная операция ремонта, но и испытание по определению его технико-экономических показателей на предмет соответствия их установленным нормативам. Без этой операции невозможно ни лицензирование, ни сертификация ремонтного производства.

Раньше мотороремонтные заводы Беларуси оснащались электрическими обкаточно-томозными стендами, большинство из которых предназначалось для обкатки и испытаний двигателей мощностью до 120 кВт.

В настоящее время эти стенды являются физически изношенными и морально устаревшими и не имеют прежней востребованности по следующим причинам. Во-первых, большинство из них отработали свой срок службы, который составляет 25 лет. Во-вторых, количество ремонтов двигателей Д-240 значительно снизилось, так как существенно уменьшился парк тракторов МТЗ-80/82. В-третьих, они не пригодны для обкатки мощных двигателей.

В силу этих причин целесообразна модернизация имеющихся электрических стендов с целью расширения возможности использования их при обкатке двигателей мощностью 300 и более кВт. Каждый мотороремонтный завод имеет примерно по десять таких обкаточно-тормозных стендов мощностью порядка 120 кВт и нуждается не менее как в одном стенде для обкатки мощных двигателей.

Мировой рынок предлагает различные конструкции обкаточно-тормозных стендов разной мощности и стоимости.

Так, гидравлический тормозной стенд «Hоribа» (Япония) позволяет проводить испытания двигателей мощностью до 2000 кВт. Техническим недостатком этого стенда является потребность в отдельном водопроводе и невозможность пуска и холодной обкатки двигателя. Примерная его стоимость - 250 тыс. евро.

Другие обкаточно-тормозные стенды импортного производства стоят еще дороже и в массовом порядке не доступны для технического переоснащения предприятий агросервиса.

Методы исследования

Для разработки тормозного устройства с использованием аксиально-плунжерного насоса с дросселированием потока рабочей жидкости все функциональные зависимости были получены при испытаниях аксиально-плунжерного насоса на участке обкатки агрегатов гидростатической трансмиссии и экспериментальных образцов обкаточно-тормозных стендов на участке обкатки двигателей ОАО «Гомельский МРЗ».

Основная часть

БГАТУ совместно с ОАО «Гомельский МРЗ» в течение ряда лет проводили исследования по обоснованию параметров электрогидравлических стендов (рисунок 1, 2), где пуск отремонтированного двигателя и прокрутка его коленчатого вала на холодную осуществляется электродвигателем малой мощности, а торможение при горячей обкатке - тормозным устройством с использованием дросселирования потока рабочей жидкости, с помощью регулируемого аксиально-плунжерного насоса и дросселя постоянного сечения [3, 9]. Такие тормозные устройства характеризуются малыми габаритами, небольшой массой, не требуют электрической подстанции большой мощности, имеют возможность утилизации тормозной энергии и при этом будут иметь невысокую стоимость - в 4-6 раз ниже импортных.

Сегодня представляется возможным, используя полученный научный задел, модернизировать имеющиеся на мотороремонтных предприятиях республики электрические стенды малой мощности. Суть модернизации (рисунок 3) состоит в том, что пуск ДВС 1 и проворачивание его коленчатого вала при холодной обкатке осуществляется электрическим двигателем 4 стенда, а торможение ДВС 1 при горячей обкатке - тем же элетродвигателем4 стенда, работающим в режиме генератора, и дросселированием рабочей жидкости с помощью регулируемого аксиально-плунжерного насоса 7 и дросселя постоянного сечения 10 посредством ременной передачи 3.

Рис. 3. Схема модернизированного электрического стенда

1 - двигатель внутреннего сгорания; 2 - датчик крутящего момента;

3 - ременная передача; 4 - электродвигатель стенда; 5 - теплообменный аппарат;

6 - манометры; 7 - регулируемый аксиально-плунжерный насос;

8 - фильтр; 9 -гидробак; 10 - дроссель постоянного сечения

При этом обеспечивается возможность перехода тормозной энергии в тепловую с помощью кожухо-трубчатого теплообменника 5 и измерения нагрузки на валу ДВС 1 по весовому механизму стенда и давлению в напорной и сливной магистралях (манометрам 6) либо с помощью датчика тормозного момента 2, установленного на валу привода электродвигателя 4.

Схема стенда не исключает возможности объединения двух насосов в модуль с целью увеличения тормозной мощности (рисунок 3), а также использования нерегулируемых насосов и регулируемых дросселей [6, 7].

Выбор насоса гидравлического тормозного устройства производится по номинальным значениям его рабочего объема и крутящего момента, которые находятся в следующей зависимости (1):

, (1)

гдеР- номинальное давление насоса, Па;Vо- номинальное значение рабочего объема насоса, м3.

Значение тормозного момента при торможении регулируемым насосом с дросселем постоянного сечения определяется по формуле (2):

, (2)

где- коэффициент взаимовлияния;- диаметр дросселя, м;- коэффициент объемного расширения, К-1. Для минеральных масел= 8•10-4 К-1;- плотность жидкости при температуре , кг/м3;n- частота вращения вала насоса, с-1.

Коэффициент взаимовлияния к при создании нагрузки дросселированием потока жидкости позволяет учесть изменение коэффициента расхода и КПД насоса и повысить точность определения тормозного момента на валу двигателя.

, (3)

где - коэффициент расхода; - КПД насоса.

Для получения максимального тормозного момента на коленчатом валу двигателя определяется оптимальный диаметр дросселя постоянного сечения по выражению (4):

, (4)

где- максимальный рабочий объем насоса, м3;- частота вращения вала тормозного устройства, с-1; - объемный КПД насоса;- давление за дросселем, Па.

Существует возможность применения для торможения двигателя внутреннего сгорания нерегулируемого насоса и регулируемого дросселя, при этом величину тормозного момента определяют по формуле (5):

, (5)

Имеющаяся доступная, недорогая элементная база позволила создать опытный образец такого стенда и в будущем провести модернизацию обкаточно-тормозных стендов на всех мотороремонтных предприятиях, отказавшись от импорта такого оборудования.

Экономические расчеты [5] по сравнению электрического стенда и предлагаемого подтверждают целесообразность модернизации.

Заключение

1. Отечественные мотороремонтные заводы оснащены физически и морально устаревшими обкаточно-тормозными стендами, несоответствующими технике хозяйств и требующими замены.

2. Отсутствие на ремонтных предприятиях современных обкаточно-тормозных стендов может послужить причиной отказа в выдаче им лицензии производства и сертификации продукции.

3. Наличие научного задела и незагруженность отдельных предприятий РО «Белагросервис» позволяет разработать, создать и выпускать малогабаритные, мощные и дешевые обкаточно-тормозные стенды с использованием объемных гидронасосов и дросселирования потока рабочей жидкости.

4. Массовое переоснащение ремонтных предприятий, подготовку их к ремонту двигателей мощностью более 300 кВт возможно и целесообразно провести на базе обкаточно-тормозных стендов отечественного производства.

Литература

1.Анисович, К. К. Основные направления обеспечения технического сервиса организаций АПК Республики Беларусь в условиях рыночной экономики / К.К. Анисович. - Внедрение новой техники, оборудования и организации их сервисного обслуживания // Доклады науч.-техн. конф. РО «Белагросервис». - Минск, 2005. - С. 16-17.

2. Ермаков, Н. И. Ремонтный бум еще грядет / Н.И. Ермаков // Беларуская нiва. -2009.- 04 марта. - С. 2-3.

3. Жданко, Д. А. Теоретическое обоснование параметров гидравлического тормозного устройства обкаточно-тормозного стенда / Д.А. Жданко // Агропанорама. - 2009. - № 3. - С. 38-42.

4. Лабушев, Н. А. В Новый год - с надежным партнером / Н.А.Лабушев // Белорусское сельское хозяйство. - 2009. - №52. - С. 22-24.

5. Жданко, Д. А. Экономическая эффективность обкатки двигателей на электрогидравлическом обкаточно-тормозном стенде / Д.А. Жданко // Агропанорама. - 2009. - № 6. - С. 38-41.

6. Обкаточно-тормозной стенд: пат. 3174Респ. Беларусь МПК7 G 01М 15/00 / В. Я. Тимошенко, В. Н. Кецко, Н. И. Ермаков; заявитель БГАТУ. - № u20060317; заявл. 19.05.06; опубл. 30.12.06 // Афiцыйныбюл. / нац. цэнтрiнтэлектуал. уласнасцi. - 2006. - № 1. - С. 124.

7. Обкаточно-тормозной стенд: пат. 5505Респ. Беларусь МПК7 G 01М 15/00 / Д. А Жданко, В. Я. Тимошенко, В. В. Ярош; заявитель БГАТУ. - № u20090114; заявл. 16.02.09; опубл. 15.05.09 // Афiцыйныбюл. / нац. цэнтрiнтэлектуал. уласнасцi. - 2009. - № 2.- С. 136.

8. Янушкевич, К. К. Система сервисного обслуживания и ремонта двигателей DT530EC265 серии 40 Е корпорации «Детройт дизель» / К.К.Янушкевич// Внедрение новой техники, оборудования и организации их сервисного обслуживания:доклады науч.-технич. конф. РО «Белагросервис». - Минск. - 2005. - С. 83-85.

9. Соловьев, Р. Ю. Гидрообъемный привод как средство обкатки двигателей внутреннего сгорания /Р. Ю. Соловьев, А. А. Ермилов // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2006. - №7. - С. 8-10.

Размещено на Allbest.ru