«ПРАКТИКУМ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА Допущен Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качеств е учебного пособия для студентов сельскохозяйственных высших учебных заведений, обучающихся по ...»

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерный институт

ПРАКТИКУМ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА

Допущен Министерством сельского хозяйства

Российской Федерации в качеств е учебного пособия для студентов сельскохозяйственных высших

учебных заведений, обучающихся по агроинженерным специальностям

Новосибирск 2008 УДК 631.3.004 (075) ББК 40.72 П 691 Р ец е нз е н ты :

Доктор технических наук, профессор, член-корреспондент В.В. Альт (ГНУ СибФТИ СО Россельхозакадемиии);

Доктор технических наук Н.М. Иванов (ГНУ СибИМЭ СО Россельхозакадемиии);

Доктор технических наук, профессор И.Я. Федоренко (ФГОУ ВПО «Алтайский ГАУ»).

С о ст ав и т ел и:

Блынский Ю.Н., д-р техн. наук, проф., Воронин Д.М., д-р техн. наук, проф., Голубь С.А., канд. техн. наук, доц., Долгушин А.А., канд. техн. наук, доц., Кемелев В.С., канд. техн. наук, доц., Никитин В.А., канд. техн. наук, доц., Пискарев А.В., канд. техн. наук, проф., Разумов М.Н., канд. техн. наук, доц., Федоров С.П., канд. техн. наук, доц.

Гуськов Ю.А., канд. техн. наук, доц.

Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка / Под. ред. Ю.Н. Блынского; Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т. – Новосибирск, 2008. – 263 с.

В учебном пособии рассматриваются эксплуатационные свойства машинно-тракторных агрегатов, приводится методика решения технологических и инженерно-экономических задач по обоснованию состава и планированию работы машинно-тракторного парка хозяйств, технология диагностики и технического обслуживания узлов, агрегатов и систем машин.

Новосибирский государственный аграрный университет, ISBN

ВВЕДЕНИЕ

Полученны е в результате прослушивания лекций и изучения учебников теоретическ ие знания нуждаются в закреплении с помощью практической работы студентов.

Для этого студенты должны выполнять соотв етствующие контрольные и л абораторные работы, курсовые проекты, пройти производственную практику. Итогом обучения студентов и подготовки специалистов является разработка дипломного проекта.

«Практикум по эк сплуатации машинно-тракторного парка» составлен в соответствии с программой по эксплуатации МТП, утвержденной для институтов и факультетов механиз ации сельскохозяйственного производства и является учебны м пособием для выполнения контрольных работ, лабораторно-практических занятий, курсового и дипломного проек тирования, ознакомления с программой производственной практики.

Основная задача практикума – помочь студентам в расширении и закреплении теоретическ их знаний, овладении приемами и методами эффективного использования машинно-трак торного парка, приобретения навыков самостоятельного выполнения инж енерных расчетов по эксплуатации МТП.

В настоящем прак тикуме обобщен многол етний опыт преподавания дисциплины кафедрой эксплуатации МТП Новосибирского государственного аграрного унив ерситета.

1. РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ

МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

Цель расчета з аключается в количественной оценке влияния конструктивных параметров, режимов работы, состояния поля на тяговые свойства трактора.

При расчете эксплуатационных параметров МТА будем рассматривать два варианта. В первом варианте определение тягово-сцепных свойств трактора (касательная сила тяги, сила сцепл ения трактора с почвой, движущая сила, сила сопротивления движению и сила тяги) проведем аналитическим методом по известным формулам (§1.1) и рассмотрим случай расчета свойств МТА с использованием экспериментальных значений силы тяги, рабочей скорости движения, крюковой мощности и буксования, взятых из тяговой характеристики трактора (§1.2-1.4).

Во втором варианте расчет эксплуатационных параметров МТА проведем по реал изуемой эффективной мощности двигателя с учетом агротехнических требований на допустимое буксование и удельным энергоз атратам технологического процесса.

1.1. Определение тягово-сцепных свойств трактора Для ведения расчетов используем марку трактора и его краткую характеристику, заданную технологическую операцию и диапазон допустимых рабочих скоростей движения трактора на этой операции, агрофон и величину уклона поля, коэффициенты сцепления ведущего аппарата с почвой и сопротивления движению трактора.

Расчет тягово-сцепных свойств трактора ведут для трех выбранных передач, обеспечивающих заданный диапазон рабочих скоростей движения:

1. Определ ить номинальные значения касательной силы тяги трактора, РК i, для соответствующих передач:

н 0,159 N е м i тi, кН, (1.1) где N ен – номинальная мощность двигателя, кВт;

м – механический КПД трансмиссии и ходового аппарата трактора.

(для колесных м= 0,91…0,92, для гусеничных м= 0,86…0,88);

iтi – передаточное отношение трансмиссии (от кол енчатого вала к оси ведущего колеса трактора) по передачам;

nн – частота вращения коленчатого вала двигателя на номинальном rк – радиус качения ведущего колеса ил и ведущей звездочки, м.

Радиус качения для колесных тракторов равен где rо – радиус стального обода колеса, м;

ш – коэффициент усадки шины (на стерне и залеж и – 0,75; на hш – высота поперечного профиля шины, м.

2. Определить сцепной вес трактора, GТсц.

Для гусеничных трак торов и полноприводных тракторов (колесная схема 4х4) Для колесных тракторов с одной ведущей осью (колесная схема 2х4) где GТР – эксплуатационный вес трактора, кН.

3. Определ ить мак симальную силу сцепления, Fmax, ведущего ходового аппарата трактора с почвой:

где – коэффициент сцепления движителей трактора с почвой.

4. Найти движущую силу Рдв, на основе сравнения численных значений РК i и Fmax. Определить для каждой передачи условия сцепления:

Недостаточное при Достаточное при 5. Определить величину силы на перекатывание трактора, Рf:

где fт – коэффициент сопротивления перекатыванию трактора.

6. Определить величину силы на преодоление подъема, Рi, трактора:

где i – величина уклона поля в сотых долях.

7. Рассчитать крюковое усил ие трактора, Ркр, на выбранных передачах при условии, что трактор движется на подъем:

8. Нарисовать схему приложения сил РК, Fmax, Рдв и других сил, действующих на ведущие колеса или ведущие звездочки трактора.

9. Нарисовать схему приложения сил GТР, GТсц, Fmax, Рf, Рi, Рдв, Ркр, действующих на трактор при его движении на подъем.

10. Сделать выводы по результатам выполненных расчетов.

1.2. Расчет состава агрегата, определение скоростного режима и его кинематических параметров Расчет агрегата и его кинематических параметров необходимо вести для двух-трех выбранных передач трактора, обеспечивающих диапазон рабочих скоростей движения для заданной операции.

Для выбранного диапазона рабочих скоростей определяем передачи трактора и на этих передачах – значения силы тяги трактора (Ркр ), рабочей скорости движения (Vp ), крюковой мощности (N кр ) и буксования ( ). Следует помнить, что допустимое буксование составляет 0, для гусеничных и 0,15 для колесных тракторов.

Расчет МТА для трех выбранных передач, входящих в диапазон рабочих скоростей, необходимо вести в такой последовательности:

1. Определить удельное сопротивление в зависимости от рабочей скорости движения:

– для пахотного агрегата – для непахотных агрегатов где К 0 – удельное сопротивление на вспашке, кН/м ;

Кn – удельное сопротивление разных машин, входящих в агрегат, кН/м, n = 1, 2, 3 – количеств операций, выполняемых агрегатом (количество операций, выполняемых комбинированной машиной);

Vp – рабочая скорость движения, км/ч.

V0 – скорость движения, при которой были определ ены значения 2. Определить теоретическую ширину захвата пахотного МТА:

где h – глубина вспашки, м;

qпл – вес плуга, отнесенный к ширине его захвата;

g – коэффициент, учитывающий величину догрузки трактора при работе с нав есными машинами, g = 1,1… 1,5;

f – коэффициент сопротивления перекатыванию;

i – уклон поля, в сотых долях.

3. Определить теоретическую ширину захвата прицепного комбинированного агрегата:

где qм – вес комбинированной сельхозмашины, отнесенный к ширине qсц – вес сцепки, отнесенный к ширине ее захвата, кН/м.

4. Определить теоретическую ширину захвата навесного комбинированного агрегата:

5. Определить число корпусов плуга или рабочих машин каждого вида в агрегате:

где bk, bkп – конструктивная ширина захвата рабочей машины или корпуса плуга, м.

Полученные значения округ лить до целых чисел в строну уменьшения.

6. Определить конструктивную ширину захвата агрегата:

7. Определить тяговое сопротивление пахотного агрегата, Rпл:

где Gпл – вес плуга, кН.

8. Определить тяговое сопротивление комбинированного прицепного МТА:

где Gмп, Gсц – вес сельскохозяйственной машины и сцепки соответственно, кН.

9. Определить тяговое сопротивление комбинированного навесного МТА:

10. Определить коэффициент использования тягового усилия трактора:

Результаты расчетов свести в табл. 1.1.

Марка трактора 11. Определить радиус поворота МТА:

где К пов – поправочный коэффициент.

12. Определ ить максимальную ширину поворотной полосы при поворотах:

13. Определить рабочую ширину захвата агрегата:

где – коэффициент использования ширины захвата (при вспашке и посеве и междурядной обработке, = 1,0; на других операциях = 14. Определить число проходов МТА для обработки поворотной полосы:

Полученное значение П необходимо округлять до большего целого числа в сторону увеличения.

15. Определить фактическую ширину поворотной полосы:

16. Определить рабочую длину гона:

где L – длина участка, м.

17. Определить рациональную ширину загона для способов движения всвал, вразвал и с чередованием загонов:

18. Определить число рабочих проходов МТА на загоне:

Полученное значение Пз округляем до большего целого числа.

Для челночного способа движения ширина загона равна ширине участк а.

19. Определить фактическую ширину загона 20. Для посевного агрегата необходимо определить вылет марк еров для:

где кг – расстояние между краями гусениц, м;

C м – ширина стыкового междурядья, м.

При вождении трактора с использованием сл едоуказ ателя оба маркера имеют одинаковую длину и определяются по формуле:

где сл – длина следоуказателя, м.

21. Начертить план рабочего участка и схему МТА (вид сверху) с указанием кинематических характеристик.

Расчет баланса времени смены и его составляющих необходимо вести на всех передачах, подходящих по коэффициенту использования тягового усилия.

1. Определить среднюю длину холостого хода МТА за цикл для способов движения:

– всвал, вразвал и с чередованием загонов:

– челночного с петл евым поворотом:

2. Определить коэффициент рабочих ходов для заданного способа движения МТА 3. Определить основное время работы МТА за смену где Т см – время смены (Т см 10 ч), ч;

Т пер – время, затраченное на внутрисменные переезды, Т Т – время остановок агрегата на техническое обслуживание, в зависимости от кл асса трактора и выполненной операции следует принимать равным 0,2...0,3 ч за смену;

Т ф – время остановок на регламентируемый перерыв в течение смены, Тф = 0,15… 0,30 ч;

Т ТО – время на технологическое обслуживание агрегата. Для МТА, не связанных с распредел ением материал а по полю, принимаем Т ТО = 0,10…0,30 ч.;

пов – коэффициент поворотов, характеризующий отношение времени поворота к времени работы, пов = Тn / Тр, или, выражая пов через коэффициент рабочих ходов, получим пов = (1 - ) /.

Для посевных агрегатов время Т ТО определяется по выражению где М – число заправок за смену, с учетом часовой производительности МТА (сеялки СЗП – 3,6, СЗС – 2,1Л, «Обь - 4 - 3») и продолжительности смены следует принимать М – 10… 12;

to – время одной заправки, принимаем для трехсеялочного агрегата to = 0,20… 0,25 ч;

Для сеялок типа «Кузбасс 8,5», «Джон-Дир 1820» и др. число заправок за смену можно принять М = 5…6, а время одной заправки to = 0,2…0,25 ч.

3.4. Определить коэффициент использования времени смены по передачам трактора:

1.4. Расчет технико-экономических показателей МТА Для рассчитываемых агрегатов определить производительность, удельные энергозатраты технологического процесса, удельный расход топлива и затраты труда.

1. Определить часовую производительность агрегата:

2. Определить сменную производительность МТА:

3. Определить удельные энергозатраты технологического процесса:

где GМТА – эксплуатационный вес МТА, т.е. вес трактора, сцепки и всех сельскохозяйств енных машин, входящих в агрегат.

4. Определить удельный расход топлива при выполнении технологического процесса:

где уд – удельный расход топлива при выполнении технологического д – удельный расход топлива при работе агрегата, кг/га;

о – удельный расход топлива при остановках агрегата, кг/га:

где g н – номинальный удельный эффективный расход топлив а двигае т – коэффициент увеличения удельного эффективного расхода топлива при загрузке двигателя ниже номинальной, т = 1,02…1,06;

м – механический КПД трансмиссии, мг = 0,86… 0,92;

– КПД буксования, = (1 – );

– величина буксования в сотых долях.

Расход топлив а при технологических остановках определяется по формуле:

где Gо – расход топлива двигателя при остановках, кг/ч;

Н – норма внесения (сбора), кг/га;

W чз – производительность загрузчика сеялок, кг/ч (W ч = 6000…7000 кг/ч).

Для процессов, не связанных с технологическ ими остановк ами, приня ть:

5. Определить затраты труда на единицу работы агрегата:

где mo – число механизаторов, обслуживающих агрегат;

mв – число вспомогательных рабочих на агрегате.

6. Результаты расчетов свести в табл. 1.2.

Значение расчетных технико-экономических 7. Выбрать рациональный состав машинно-тракторного агрегата по технико-экономическим параметрам в табл. 1.3.

(трактор + сцепка + передача V р, км/ч механиза- вспомогательных 8. Сделать выводы по результатам проведенных расчетов.

1.5. Определение эфф ективной мощности двигателя, реализуемой в соответствии с агротехническими требованиями на допустимое буксование 1. В соответствии с выполняемым технологическим процессом и выбранной сельхозмашиной определить допустимый по агротребованиям диапазон скоростей движ ения МТА.

2. На основании выбранного диапазона скоростей движения подобрать рабочие передачи трак тора.

3. Для каждой из выбранных передач определить мощность, которая может быть реализована по условиям достаточного сцепления (допустимого буксования).

где GТсц – сцепной вес трак тора, кН. Для гусеничных и пол ноприводных колесных тракторов сцепная масса равна эк сплуатационной массе трактора GТР; для колесных трак торов с одной pi – расчетная скорость движения трактора на i-й передаче, км/ч;

– коэффициент сцепл ения ходового аппарата трактора с почвой;

м – КПД ходового аппарата и трансмиссии трактора.

Принять м = 0,80…0,85.

4. Определить движущую мощность трактора, N дв i:

5. Изобразить графически зависимости номинальной мощности двигателя и мощности, реализуемой по условиям достаточного сцепления от расчетной скорости движения N ен f р и N р f V р. Отметить на графике (рис. 1.1) зоны достаточного и недостаточного сцепления.

Рис. 1.1. График реализации эффективной м ощности двигател я: V p max, V p min – максимал ьная и м инимал ьная допустим ые рабочие скорости в ыполнения операции; V pi – расчетная скорость на в ыбранной передаче; 1 – номинал ьная мощность реализуется начиная от скорости V pi ; 2 – ном инал ьная мощность реализуется во в сем диапазоне рабочих скоростей; 3 – номинал ьная м ощность в диапазоне рабочих скоростей не реализуется 6. Сделать выводы по результатам выполненных расчетов.

1. Определ ить удельное сопротивление на каждой из выбранных передач.

Пахотный агрегат.

Вначале определяется удельное сопротивл ение при вспашке на единицу ширины захвата, К пл о :

где h – глубина вспашки, м.

Определить удельное сопротивление в зависимости от рабочей скорости движения:

где К о – удельное сопротивление при вспашке на единицу обрабаты ваемой площади, кН/м2 ;

vр – расчетная скорость движения на i-й передаче, км/ч;

Непахотный агрегат:

2. Определить приведенное удельное сопротивление агрегата для каждой из передач.

Пахотный комбинированный:

Прицепной комбинированный:

Навесной комбинированный:

где qпл, qm1, qm2, qсц – соответственно масса плуга, основной и допол нительных машин, сцепки, приходящаяся на 1 м f – коэффициент сопротивления перек атыванию соответственно При расчете одномашинных агрегатов К 2 = 0, qm2 = 0.

3. Определить теоретическую ширину захвата агрегата:

4. Определить количество машин в агрегате:

– для пахотного (количество корпусов плуга) где mn1, mk – соответственно количество машин основной и дополнительной операций, количество корпусов плуга;

bk1, bk – соответственно ширина з ахвата одной машины ил и одного Полученные з начения округлить до ближайшего меньшего целого числа.

5. Определить конструктивную ширину захвата агрегата для каждой из передач.

где значения mn1 и mk – целые числа.

6. Определить тяговое сопротивление агрегата:

1.7. Определение кинематических параметров 1. Определить кинематическую длину агрегата:

где lт, lм, lсц – кинематическая длина соответств енно трак тора, сельскохозяйственной маш ины и сцепки, м.

2. Определить длину выезда агрегата:

3. Определить радиус поворота агрегата:

4. Определить минимальную ширину поворотной полосы:

– при петлевых поворотах:

– при беспетлевых поворотах:

5. Определить число проходов агрегата при обработке поворотной полосы, округляя полученный результат до большего целого числа:

где Вр – рабочая ширина захвата агрегата;

Прим ечан ие. Поворотная полоса не требует обработки при посеве кукурузы, подсол нечника, посадке картофеля, междурядной обработке и подкормке кукурузы и картофеля.

6. Определить фактическую ширину поворотной полосы:

7. Определить рабочую длину гона:

Для указанных в примечании пункта 5 видов обработки Lр = L.

8. Определить рациональную ширину загона:

– для способов всвал, вразвал и с чередованием загонов:

– для беспетлевых комбинированных:

9. Определить для посевного агрегата вылет маркеров по ф. (1.28), (1.29) и (1.30).

10. Схематически изобразить МТА (вид сверху) при выпол нении технологического процесса с указанием кинематическ их параметров агрегата и рабочего участка.

1.8. Определение удельных энергозатрат 1. Определ ить рабочую длину гона, приходящуюся на 1 га обрабатываемой площади:

2. Определить среднюю длину поворота агрегата:

– для способов движения всвал и вразвал:

– для способа с чередованием загонов всвал и вразвал:

– для челночного с грушевидными поворотами:

– для беспетлевого комбинированного:

3. Определить длину поворотов, приходящуюся на 1 га обрабатываемой площади:

где L – длина рабочего участк а, га;

F – площадь участка, га.

4. Определить коэффициент рабочих ходов:

5. Определить удельные энергозатраты технологического процесса.

На преодол ение сил сопротивления, возникающих при взаимодействии рабочих органов с почвой:

– для непахотных комплексных агрегатов:

– для пахотного комплекса МТА:

6. На преодоление сил сопротивления перекатыванию агрегата при рабочем ходе:

7. На преодоление сил сопротивления перемещению агрегата на повороте:

8. Определить суммарные удельные энергозатраты технологического процесса:

9. Изобразить графические зависимости 1.9. Определение основных показателей работы МТА 1. Построить график зависимости буксования от тягового усил ия на крюке трактора, = f(Ркр ).

Для построения графика необходимо воспользоваться данными таблиц П3-П6.

2. Определить КПД буксования на каждой передаче:

3. Определить степень загрузки двигателя при рабочем ходе агрегата на каждой передаче:

4. Определ ить степень загрузки двигателя при повороте агрегата на всех выбранных передачах:

5. Определить эксплуатационную степень загрузки двигателя:

Рекомендуемые значения = 0,92…0,96.

6. Определить теоретическую часовую производительность агрегата:

7. Определить сменную производительность МТА:

где Т см – продолжительность смены, Т см = 10 ч;

– коэффициент использования времени смены.

8. Построить регуляторный участок скоростной характеристики двигателя и определ ить по нему фактическ ий удельный эффективный расход топлива двигателя для выбранных передач трактора.

9. Определить расход топл ива на 1 га обработанной площади:

где о – коэффициент потерь времени при остановках агрегата с работающим двигателем;

Gо – расход топлива при остановках трактора, кг/ч.

10. Определ ить затраты труда на единицу выполненной работы по выражению (1.44).

Рис. 1.2. Зав исимость удел ьного эффективного расхода 11. Полученные в результате расчета пок азатели А, Нт, W см и свести в табл. 1.4.

Показатели, характеризующие работу МТА 12. Выбрать рациональный состав МТА и заполнить табл. 1.3.

2. РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

ПАРКОВ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

2.1. Расчет технического обслуживания тракторов Расчет нормативных значений показателей используемых при планировании технического Цель задания. Освоить методику расчета нормативных значений показател ей при пл анировании технического обслуживания для сложившейся структуры ТО или для корректировки при изменении структуры.

Исходная информация: межремонтная наработка (наработка до капитального ремонта), периодичность технического обслуживания (наработка, посл е которой выполняется определенный вид обслуживания), трудоемкость технического обслуживания данного вида.

Наработка может быть задана в тоннах израсходованного топлива или в моточасах.

В качестве нормативных значений принимаем долю вида обслуживания в общем количестве воздействий и удельную трудоемкость технического обслуж ивания.

1. Доля видов обслуживания в общем количестве воздействий для заданной марки тракторов:

где Qц – межремонтная наработк а, т топлива;

q1 – периодичность ТО-1, т топлива.

2. Определить количество обслуживаний каждого вида по выражению где i – индекс номера обслуживания.

3. Определить долю каждого вида обслужив ания 1, 2, 3 в межремонтном цикл е по следующ ей формул е:

4. Определить норматив ное значение удельной трудоемкости технического обслуживания тракторов:

где tik – трудоемкость i-го вида обслуживания k-й марк и трактора;

k – число марок тракторов;

i – доля обслуживания данного вида;

qik – периодичность в т израсходованного топлива.

В дальнейших расчетах для парка машин в целом или для группы машин данной марки значения 1, 2, 3 принимаются постоянными.

Расчет трудоемкости обслуживания парка Исходные данные: наработк а тракторов каждой марки на планируемый период, трудоемкость обслуживания по видам и маркам тракторов, доля видов обслуживания.

Расчет будем вести по планируемой наработке на период.

В общем случае суммарная трудоемкость Т парка машин на планируемы й период определяется по формуле где tik – трудоемкость i-го вида обслуживания k-й марк и трактора;

Пi – количество обслуживаний i-го вида;

k – число марок тракторов.

1. По каждой марк е трак торов определить общее количество воздействий из соотношения:

где Qpk – наработка всех тракторов данной марки на планируемый период.

2. Определить количество обслуживаний каждого вида по каждой марке трак торов как произведение 3. Определить трудоемкость обслуживания тракторов данной марки, Т k, на планируемый период как произведение 4. Определить трудоемкость обслуживания всего парка машин на планируемый период как сумма трудоемкости всех марок тракторов Расчет можно вести по удельной трудоемкости технического обслуживания.

Общая трудоемкость технического обслуживания парка трак торов определяется по формул е где tk – удельная трудоемкость обслуживания трак тора k-й марк и, Qрк – расход топлива трак торами k-й марки в планируемом периоде, т топлива.

Расчет трудоемкости обслуживания Расчет ведется по средневзвешенным значениям периодичности и трудоемкости ТО. Применяется в случае, когда задана общая наработка по всему парку тракторов без распределения по маркам.

1. Определить средневзвешенную периодичность ТО-1 по формуле где q1k – периодичность ТО-1 k-й марки трактора;

mk – количество тракторов k-й марк и;

М – общее количество тракторов.

2. Определить общее количество обслуживаний, П, парка машин из соотношения где Q – наработка всех трак торов в планируемом периоде.

3. Определить количество обслуживаний каждого вида, Пi, как произведение 4. Определить средневзвешенную трудоемкость i-го вида и обслуживания ti по формуле где ti – средневзвешенная трудоемкость i-го (первого, второго, третьего) 5. Определить общую трудоемкость обслуживания парка тракторов как сумма произведений Определение числа исполнителей и коэффициента технического использования парка 1. Определить количество исполнителей по формуле где Т – трудоемкость обслуживания парка тракторов, чел.-ч;

Ф – фонд времени исполнителя, ч.

где Др – количество рабочих дней в периоде;

tсм – продолжительность смены, ч, принимается tсм = 7 ч;

– коэффициент использования времени смены. Принимается для стационарных условий работы = 0,80-0,85; при работе мобильных агрегатов ТО = 0,60-0,70.

Для расчетов, выполняемых в данном задании, можно принять годовой фонд времени испол нителя Ф = 1900 ч.

2. Определить коэффициент технического использования.

В общем случае коэффициент технического использования определяется по формул е где Т рi, Т ni – соответственно время работы и время простоя машин.

Для случая, когда парк представлен однотипными тракторами, расчет ведется по формуле где tp, tnp – соответств енно удельные значения времени работы и времени простоя на выполнение технического обслужив ания где индексы ТО и СТО соответственно означают периодическое техническое обслуживание (1, 2, 3) и ежесменное техническое обслуживание.

При расчетах принимается:

- наработка до капитального ремонта – 6000 моточасов;

- один астрономическ ий час рав ен 0,8 моточаса;

- длительность смены – 10 ч;

- продолжительность простоя при всех видах обслужив ания составляет примерно половину трудоемкости обслуживания;

- значения удельных пок азателей определяются в цикле от начала использования до капитального ремонта – 6000 моточасов.

Первый вариант.

Графическое планирование начинается с построения интегральной (суммарной) кривой наработки трактора в пл анируемом периоде в осях «наработка – время».

По оси абсцисс откл адывается календарное время планируемого периода (месяц, квартал), по оси ординат в удобном масштабе откладывается наработка трактора от начал а эксплуатации до КР (т израсходованного топлива). В связи с тем, что наработка до очередных ТО у разных марок тракторов неодинакова (кроме моточасов), целесообразно ординату наработки принять одну для всех марок тракторов, а ординаты периодичности видов ТО – отдельно для каждой марки трактора. Затем на ординате наработки, соответствующей началу I квартала, откладывается наработка трактора с начала эксплуатации до планируемого периода, а на соответствующей окончанию I квартала (началу II квартала) ординате наработка этого трактора за I в квартал нарастающим итогом, т.е. к наработке трактора с начал а эксплуатации до планируемого периода, прибавляется планируемая наработка на I квартал. На ординате наработки, соответствующей окончанию II квартала, откладывается сумма значений наработки данного трактора с начала эксплуатации и планируемых наработок на I и II квартал. Этот принцип построения сохраняется для III и IV кварталов. Отмеченные на ординатах точки соединяют прямыми линиями, а полученная общая линия носит название интегральной (суммарной) кривой. Для определения какого-либо вида ТО или ремонта данного трактора на шкале периодичности видов ТО по израсходованному топл иву находят отметки интересующих видов ТО и через них проводят параллельные оси абсцисс линии до пересечения с интегральной кривой этого трактора. Точки пересечения будут соответствовать количеству ТО данного вида или ремонта. Для определения даты проведения данных видов ТО или ремонтов достаточно из указанных точек пересечения опустить перпендикуляры на ось абсцисс. Основание перпендикуляра указывает на дату (день месяца) проведения ТО или ремонта.

Таким образом, масш таб шкалы наработк и для каждой марки трактора будет одинаковым, а масштабы шкал периодичности в идов ТО будут разными для всех марок тракторов. Поэтому целесообразно представлять планирование ТО для каждой марки трактора на отдельных рисунках.

Интегральные кривые строят для каждого физического трак тора отдельно. Началом график а служ ит точка на оси ординат, которая показывает наработку трактора с начала эксплуатации (или последнего КР) до планируемого периода.

Исходные данные: наработка с начала эк сплуатации, периодичность и виды технического обслужив ания в межремонтном цикле, расход топл ива по кварталам.

На рис.2.1 представлен графический способ планирования ТО тракторов ВТ-100 согласно исходным данным и описанной выше методике построения и нахождения видов ТО и сроков их проведения.

Второй вариант.

Построить линейный график видов воздействий в межцикловом периоде (от начала использования до начала ремонта). В качестве учетной единицы принять количество израсходованного топлива в тоннах.

Линейный график представляет собой горизонтальную ось с двумя шкалами – верхней и нижней. По верхней шкале откладывают в масштабе выработку в тоннах нарастающим итогом от нуля до капитального ремонта. Цена деления шкалы – периодичность ТО-1. Таким образом, каждое деление шкалы равно одному из видов воздействий (ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТР, КР).

По нижней шкал е отмечают соответствующие наработке виды воздействия.

Виды и количество обслуживаний в планируемом периоде определяют на отрезк е оси от начала до конца пл анируемого периода по нижней шкале графика (начало периода задается наработкой или последним видам воздействия). В случае, когда наработка на планируемый период выходит за капитальный ремонт, остаток переносится на начало шкалы.

Последовательность выполнения задания.

1. Определить общее количество воздействий для трактора данной марки в межцикловой период по формул е где n – количество воздейств ий в межцикловом периоде;

Qц – межцикловая наработка (от 0 до КР), т топлива;

q1 – периодичность ТО-1, т топлива.

Рис. 2.1. Графический способ планиров ания ТО ВТ- 2. Разметить горизонтальную ось график а. Количество делений должно быть равно количеству воздействий в межцикловом периоде.

3. Сформировать верхнюю шкалу график а. Для этого необходимо знать наработку трактора нарастающим итогом в межцикловом периоде (от 0 до КР).

Цена дел ения – периодичность ТО-1 в тоннах топлив а.

4. Сформировать нижнюю шкалу графика. Для этого напротив каждого деления проставить вид воздействия, соответствующий наработке.

Второй вариант решения.

Исходные данные те же.

1. Постройте линейный график и отметить последний вид воздействия (пункты 1.2 предыдущего решения ).

2. Разделить наработку в планируемом периоде на периодичность ТО-1 (получится количество воздействий в планируемом периоде).

3. От начала планируемого периода (последний вид воздействия) отсчитать количество делений, равных количеству воздействий (Пi) и определить на отрезке виды и количество ТО в планируемом периоде.

Третий вариант решения.

Исходные данные те же.

1. Разметить горизонтальную ось на количество дел ений в межцикловом периоде.

2. На верхней шкале проставить, порядковые номера делений от 0 до КР. Для нашего случая 0…,…48.

3. На ниж ней шкале проставить виды воздейств ий, соотв етствующие порядковому номеру верхней шкалы.

Вид воздействия 4. Найти порядковый номер последнего воздействия на начало периода:

5. Найти количество воздействий в планируемом периоде:

Рис. 2.2. Линейный график пл анирования ТО 6. Отсчитать от последнего воздействия (№НП = 20) 5 делений и на отрезке порядковых номеров 20-25 найти виды и кол ичество обслуживаний 2.2. Расчет технических обслуживаний автомобилей 2.2.1. Выбор исходных данных для расчета Исходными данными при планировании ТО автомобилей служ ат:

– списочное количество автомобилей и прицепов в хозяйстве по маркам;

– планируемый годовой пробег автомобилей;

– пробег автомобил ей с начала эксплуатации;

– нормативные данные, регламентирующие ТО и ремонт автомобилей;

– показатели, характеризующие условия эксплуатации автомобилей.

Нормативные данные, регл аментирующие ТО и ремонт, без корректирования могут применяться в расчетах только для следующих условий эксплуатации:

– применение базовых моделей автомобил ей;

– 1-я категория условий эксплуатации;

– использование транспорта в центральной природно-климатической зоне;

– пробег с начала эксплуатации 50-60% от пробега до первого капитального ремонта;

– работа транспорта в составе автотранспортного предприятия, имеющего 150-300 единиц подвижного состава.

При этом следует учитывать, что:

1) нормативы трудоемкости ТО-1 и ТО-2 не включают трудоемкость ЕТО;

2) трудоемкость дополнительных работ по сезонному обслуживанию составляет к трудоемкости ТО-2: для районов Крайнего Севера – 50%, для зоны холодного климата – 30% и для прочих условий – 20%;

3) нормативы не учитывают трудовых затрат на вспомогательные работы по гаражу, которые устанавливаются в размере 25-30% от суммарной трудоемкости ТО и ТР. В состав вспомогательных работ входят обслуживание и ремонт оборудования и инструмента; транспортные и погрузочно-разгрузочные работы, связанные с обслуживанием и ремонтом подвижного состава; перегон автомобил ей внутри гараж а;

хранение, приемка и выдача материальных ценностей; уборка производственных и служебно-бытовых помещений.

При отклонении действительных условий эксплуатации автомобилей от приведенных выше нормативные данные корректируют.

С учетом действительных условий эксплуатации производится корректирование периодичности ТО, пробега до КР, трудоемкости ТО и ТР.

Корректирование нормативных данных производится с использованием коэффициентов, учитывающих условия эксплуатации (К 1 ), тип и модифик ацию автомобилей (К 2 ), природно-климатические условия (К 3 ), пробег автомобилей с начала эксплуатации (К 4 ) и размер автотранспортных предприятий (К 5 ).

При определении периодичности ТО коэффициент корректирования:

При определ ении пробега до КР коэффициент корректирования:

При определении трудоемкости ТО коэффициент корректирования:

При определении трудоемкости ТР коэффициент корректирования:

Значения коэффициента К 1 с учетом 2-й к атегории эксплуатации для условий Западной Сибири приня ть рав ным: по периодичности – К 1 = 0,8, по норме межремонтного пробега – К 1 = 0,8, по норме удельной трудоемкости ТР – К1 = 1,2.

Значения коэффициента К 2 принимаем из табл. 2.1.

Значения коэффициента К 2, учитывающего тип Тип и модификация автомобиля трудоемкость пробег до Самосвалы при работе на плечах свыше 5 км 1,15 0, Автомобили-самосвалы с одним прицепом или при работе на коротких плечах (до 5 км) Автомобили-самосвалы с двумя прицепами 1,25 0, Значения коэффициента К 3, учитывающего природно-климатические условия эк сплуатации, для наш ей зоны (холодная) можно принять равным: по удельной трудоемкости ТО и ТР – К3 = 1,2, по норме межремонтного пробега – К3 = 0,8.

Значения коэффициента корректирования К 4 принимаем из табл. 2.2.

Значение коэффициента корректирования К5, учитывающего число автомобилей, принимаем из табл. 2.3.

Значения коэффициента корректирования К 4, учитывающего пробег автомобиля с начала эк сплуатации Значение коэффициента К 5, учитывающ его размеры автопредприятия для более трех технол огически Количество автомобилей, обслуживаемых Значение коэффициента Для конкретных условий нормативная периодичность ТО, нормы пробега до КР, а также нормативы трудоемкости ТО и ТР должны быть скорректированы по выражениям:

Периодичность ТО:

где L ТО-1, LТО-2 – соответств енно нормативный пробег до ТО-1 и ТО- L Н ТО-1, L Н ТО-2 – соответств енно пробег до ТО-1 и ТО-2 до корректирования.

где LН КР – нормативный пробег автомобиля до КР до корректирования.

Трудоемкость ТО:

где Зт ТО-2, Зт ТО-1, Зт ЕТО – соответственно трудоемкость одного ТО-2, Зт.Н ТО-2, Зт.Н ТО-1, Зт.Н ЕТО – соответственно трудоемкость одного ТО-2, Трудоемкость ТР:

где Зт ТР, Зт Н ТР – соответственно нормативная трудоемкость ТР (на 2.2.3. Определение программы работ по ТО и ремонту В соответствии с исходными данными определить планируемый пробег автомобилями данной марк и:

где L i – планируемый пробег автомобилями данной модели, тыс. км;

К i – списочное количество автомобилей данной марки;

L r i – средний пробег автомобиля данной марк и в планируемом периоде, тыс. км.

С учетом откорректированных значений определ ить количество обслуживаний каждого вида в используемом периоде по парку автомобилей данной марки:

где j – индекс вида обслуживания; i – индекс марки автомобиля, Количество ежесменных обслуживаний определяется по значению среднесуточного пробега:

где lcci – среднесуточный пробег автомобиля данной марки, км (для бортвых автомобилей – 170 км; самосвалов – 190 км; автопоездов – 150 км).

Количество сезонных технических обслуживаний:

где 2 – количество сезонных обслуж иваний в год для автомобиля данной марки;

К i – количество автомобил ей данной марки.

Определить суточную программу по техническому обслуживанию.

Суточная программа по техническому обслуживанию определяется отдельно по каждому виду обслуж ивания для каждой марки автомобил ей.

где nСТОji – количество обслуживаний j-го вида i-й марки автомобилей Дpгi – количество рабочих дней в году участка или зоны обслуживания, выполняющих данный вид обслуживания. Для Результаты расчетов свести в таблицу.

Определить годовую трудоемкость работ по ТО и ремонту, а также число рабочих специализ ированного подраздел ения.

При определении трудоемкости технического обслуж ивания и ремонта необходимо учесть следующее:

1. В тех случаях, когда водитель принимает участие в ЕТО, на его долю приходится 50…60% от нормативной трудоемкости – контрольно-заправочные работы. Остальной объем работ (уборочно-моечные) выполняет оператор зоны обслуживания. Если водитель не принимает участия в ЕТО, то в расчет берется нормативное значение.

2. Рекомендуется привлекать водителя к выполнению операций ТО-2, СТО, ТР. При этом на их долю приходится до 50% объема работ.

3. Дополнительная трудоемкость операций сезонного технического обслуживания составляет для Сибири 30% от трудоемкости ТО-2.

С учетом принятого годовая трудоемкость ТО и ремонта автомобилей данной марки определяется следующим образом.

Ежемесячное обслужив ание:

где – доля объема работ, выполняемая специализиров анным подразделением ( = 1, есл и водитель не принимает участия в обслуживании; = 0,4…0,5 – если принимает).

Техническое обслуж ивание №1:

Техническое обслуж ивание №2:

Сезонное обслужив ание Текущий ремонт:

Общая годовая трудоемкость ТО и ремонта автомобилей данной марки:

Общая годовая трудоемкость ТО и ремонта парка всех автомобилей определяется по формул е:

Количество рабочих специал изированного подраздел ения для ТО и ремонта:

где Ф – фонд времени рабочего, ч.

При расчетах принять фонд времени рабочего Ф = (1860…1900) ч.

В случае необходимости определ ения кол ичества рабочих по отдельным видам ТО и ремонта расчет ведется аналогично. В числителе проставляется трудоемкость соответствующего вида работ.

Для окончательного расчета необходимо учесть работы по обслуживанию объектов спецподразделения, трудоемкость которых составляет 25…30% общегодовой трудоемкости обслуживания и ремонта парка машин.

где Т С – объем работ по самообслуживанию объектов спецподразделения, чел.-ч;

Т – полный годовой объем работ специализ ированного подразделения, чел.-ч.

2.2.4. Определение метода организации Для определения метода ТО применяют рекомендации НИИАТ, согласно которым:

– ТО-1 грузовых автомобилей на тупиковых поток ах производится по программе до 10 обслуживаний в сутки; при большем числ е обслуживаний одноименных автомобилей в сутки ТО-1 проводится на поточной линии;

– ТО-2 грузовых автомобилей на тупиковых постах проводится при программе до 1-2 обслуживаний в сутки; при суточной программе в 2-5 автомобилей обслуживание проводится на тупиковых постах с выделением поста смазки; при суточной программе более 6 автомобилей ТО-2 проводится на поточной линии.

3. ВЫБОР СПОСОБОВ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Основным способом уборки зерновых является комбайновый, который подразделяется на прямое и раздельное комбайнирование.

Прямым комбайнированием обмолачивают зерновые в районах с неустойчивой погодой, когда около 95% зерна находится в фазе полной (твердой) спелости. Влажность зерна в районах с благоприятными климатическими услов иями должна быть не более 16…18%. В районах повышенного увл ажнения, а также при длительной ненастной погоде в период уборки возмож на уборк а зерна вл ажностью 21…24% с последующей сушкой.

Раздельную уборку начинают, когда хлеба находятся в фазе восковой спелости. Начало восковой спелости определяют по характеристикам зерна и стеблей. Продолжительность ее при нормальных погодных условиях составляет 8…12 дней, в жаркую и сухую погоду она сокращается до 4…5 дней, а в увлажненных условиях затягивается до 15 дней и более.

Раздельным способом убирают зерновые, склонные к осыпанию и полеганию, высокостебельные соломистые и неравномерно созрев ающие культуры (просо, овес, гречиху и др.), посевы с большим кол ичеством сорняков. Этот способ цел есообразен на крупных массивах степных и некоторых лесостепных районов с небольшим количеством осадков в период уборочных работ. Подбирают и обмол ачивают валки при пол ной спелости хлебов. В зависимости от почвенно-кл иматической зоны этот период составляет от 5 до 15 дней. Эти два способа уборки дополняют друг друга.

1. Определ ить даты начала T н и окончания T к сроков сева возделываемых культур.

2. Определ ить даты наступления начал а T вн и конца T вк восковой спелости, возделываемой культуры:

где вег – период развития и роста растений от сева до восковой спелости, дней, который рассчитывают по формул е:

где и в – величины, зависящие от вида культуры (табл. 3.1);

К гтк – значения зонального гидротермического коэффициента 3. Определ ить даты наступления фаз полной спелости в валках (T пв), полной спелости зерна на корню (T пк) и интенсивность наступления той или иной фазы спелости зерна (Y i) по формулам:

Пшеница яровая:

Значения гидротермического коэффициента для зон Сибири где F – площадь культуры (поля), га;

Т кi, T нi – соответственно окончание и начало той ил и иной фазы 1 и 2 – количество дней до наступления фазы полной спелости 4. Нарисовать график созревания зерновых культур (рис. 3.1).

3.3. Расчет потребности уборочной техники Вначале определяется потребность комбайнов, исходя из оптимальных агросроков для выполнения той или иной операции:

Рис. 3.1. График созрев ания зерновой кул ьтуры:

1 – в осковая спелость; 2 – сушка в ал ков ; 3 – пол ная спелость на корню где N к, Nо, Nп – соответственно потребное количество комбайнов для W к, W о, Wп – соответств енно дневная производительность комбайнов на косовице, обмолоте и прямой уборке, га в день;

Dк, Dо, Dп – соответственно рациональное количество календарных Количество комбайнов фактическ и может существенно отличаться от их рационального числа. В связи с этим определяется коэффициент рациональности соотнош ения числ а комбайнов, направляемых на косовицу в валки и их обмолота – :

Зная фак тическое количество комбайнов N ф и расчетное оптимальное N к, N о, их распредел ение на косовицу и обмолот рассчитывают по формуле Для скашивания в валки направляют N фк комбайнов:

где N фо, Nфк – соответственно фактическое количество комбайнов, направляемых на обмолот и косовицу, шт.

На выбор способа уборки влияют многие факторы: состояние зерновых (высота, густота, спелость); зональные особенности (температура в период уборки, вероятность осадков); наличие и техническое состояние техники для уборки и послеуборочной обработки з ерна; наличие топл ива и др.

Расход топлива меньше при прямом комбайнировании, при благоприятных погодных условиях, меньше затраты труда при прямом комбайнировании. Однако срок окончания уборки при прямом комбайнировании, как правило, более поздний в сравнении с раздельной уборкой.

Поэтому при выборе варианта уборки необходимо руководствоваться возможностями хозяйства, сроками окончания уборки, затратами средств и труда на уборку товарными и семенными качествами зерна.

Сокращение сроков уборки позволяет раньше начинать готовить почву под урожай будущего года.

Дату окончания уборки определяют по количеству рабочих и к алендарных дней от даты начала обмолота зерновых:

где Т ок – дата окончания уборки;

T пi – дата начал а обмолота валков или прямого комбайнирования (определяется по формул ам (3.3) и (3.4));

Dкф – календарный срок обмолота, который вычисляют по формуле где Dр – количество рабочих дней на обмолот;

и – коэффициент использования календарного времени уборки;

Количество рабочих дней при разных способах уборки Прямое комбайнирование При раздельной уборке возможно несколько решений:

Решение 1. Погодны е условия позволяют без перерывов провести косовицу в валки и обмолотить их, т.е. вести работу на косовице и обмолоте.

где tp – время на переоборудов ание комбайнов с косовицы на обмолот, 1 – время на сушку валка от фазы восковой спелости (табл. 3.3).

При изменении погодных условий (выпадение осадков) мож ет быть принято несколько решений по проведению способов продолжения уборки. Например, до выпадения осадков было скошено в валки S площадей, из которых S1 обмолочены.

Решение 2. После выпадения осадков уборку вести раздельно, т.е. способ не менять.

где tск – продолжительность сушки з ерновых культур на корню после осадков, необходимое для скашивания в валки tск 2...3 дня;

tс – продолжительность сушки валков после их увлажнения осадками, tс 4...7 дней;

S – площадь, скошенная до дождей, га;

S1 – площадь, обмолоченная до дождей, га.

Решение 3. Все комбайны переоборудов ать на подбор скошенных до дождей валков, а затем на прямое комбайнирование:

Решение 4. За время сушки валков все комбайны (если есть валковые жатки) направить на скашивание з ерновых культур с оставшейся площади, а затем их перевести на обмолот валков:

Количество календарных дней уборк и определить с учетом дней погоды с осадками:

где Dкоб – общая длительность уборки, дней;

Dос – длительность осадков, дней;

Dр1 – длительность уборки площади S до осадков, дней;

Di – длительность уборки по разным вариантам, дней;

В случае сокращения длительности уборки после полной спелости культуры на 6…8 дней предпочтительна раздельная уборка.

Затягивание уборки посл е пол ной спелости з ерновых культур на 10...12 дней ведет к потерям 15...20% урожая.

При отсутств ии данных по срок ам вегетации ( вег), гидротермическому коэффициенту (К гтк) методика расчета уборки раздельным способом иная.

Зная возможное время проведения уборочных работ и наличие техники в хозяйстве, определяют площ ади, подл ежащие уборке раздельным способом и прямым комбайнированием.

При раздельной уборк е урожая время подбора валков должно быть сдвинуто относительно времени ск ашивания на число дней, необходимых для подсушки растений в валках.

Для того, чтобы определить площадь раздельной уборки, нужно знать продолжительность подбора валков Dп, которую вычисляют по формуле где W ж – общая суточная производительность имеющихся жаток, га;

W к – общая суточная производительность комбайнов на подборе Определив продолжительность подбора валков и зная суммарную производительность комбайнов, можно установить площадь, подлежащую уборке раздельным способом, исходя из установленной продолжительности раздельной уборки:

где Dр – установленная продолжительность раздельной уборки.

В случае, когда техники недостаточно для одновременного скашивания и подбора хлебов, определяют площадь, которая может быть убрана раздельно до начала прямого комбайнирования.

Время, необходимое для подсушки валков, определяется в каждом случае в зависимости от климатических условий данной зоны.

Для получения з ерна пш еницы высокого качества валк и должны быть обмолочены в течение 3…4 дней после их высыхания от начала скашивания. В случае смачивания валков дождями или росой высококачественное зерно получить нельзя. Поэтому, выбирая раздельную уборку, необходимо получить характеристику метеоданных. Таким образом, длительность уборки должна составлять Ду = 1 + (3…4).

Увеличение лежки валков до 10…12 дней несущ еств енно влияет на потери зерна, но существенно влияет на его качество.

4. ЛАБОРАТО РНЫЙ ПРАКТИКУМ

4.1. Лабораторная работа №1, 2. Влияние эксплуатационных ре жимов и ре гулировок на те хнико-экономиче ские Цель работы: оценить степень влияния теплового режима двигателя, регулировок форсунок, теплового зазора клапанного механизма и угла опережения подачи топлива на технико-экономические показатели двигателя (эффективную мощность, часовой и удельный расходы топлива).

Приборы и оборудование: дизельный двигатель Д-240, обкаточно-тормоз ной стенд КИ-2139Б ГосНИТИ, прибор для проверки и регулировки форсунок КИ-562, определ итель момента топливоподачи и фаз газораспределения КИ-13902, весы для замера расхода топл ива, секундомер, набор щупов № 2 для замера зазоров в клапанном механизме, набор инструментов.

1. Перед выполнением работы пров ерить надежность крепл ения карданного вал а, наличие воды в системе охлаждения двигателя, уровень масла в системе смазк и.

2. Запрещается работать на стенде при отсутствии защитных кожухов (на реостате, над карданным валом и маховиком).

3. Запрещается включать стенд с погруженными в раствор электродами реостата (когда стенд не работает, они должны быть выведены из раствора).

4. Запрещается при работе двигателя проводить регул ировки, проверку и подтяжку креплений.

5. Не стоять против вращающегося карданного вал а (маховик а).

6. При проверке качества впрыска в регулировке форсунок запрещается подносить руку к струе топлива, направлять впрыск в сторону регулирующего.

Факторы, влияющие на мощность и топливную Мощность и расход топлива – основные показатели, характеризующие эксплуатационные свойства и качество работы двигателя. От их значений зависят производительность и экономичность машиннотракторных агрегатов.

Различают индикаторную и эффективную мощность. Индикаторной мощностью называют работу газов, совершаемую в цилиндрах двигателя в единицу времени. При полной нагрузке двигателя большая часть индикаторной мощности расходуется на полезную работу, остальная часть (25…30%), затрачиваемая на преодоление трения в механизмах и системах двигателя, называется мощностью механических потерь. Мощность, которая идет на выполнение пол езной работы (равная разности между индикаторной и мощностью механическ их потерь), называется эффективной.

Мощность двигателей внутреннего сгорания измеряют в киловаттах (кВт). Однако некоторые тормозные стенды (например, КИ-2139Б) рассчитаны на измерение мощности в лошадиных силах (л.с.), при этом нужно учитывать, что 1 кВт = 1,36 л.с.

Топливную экономичность дизеля оценивают по удельному расходу топлива, обозначающему массовый расход, приходящийся на единицу мощности. Удельный расход топлива выражают в граммах на киловатт-час (г/кВтч).

Мощность работающего двигателя зависит от нагрузки, приложенной к кол енчатому валу. При работе двигателя вхолостую эффективная мощность равна нулю. С повышением нагрузки (цикловой подачи) мощность возрастает до того момента, пока рейка топливного насоса не коснется упора.

Мощность и экономичность двигателя, как правило, оценивают при работе на номинальном скоростном и нагрузочном режимах. Все остальные режимы принято называть пониженными или частичными.

Эффективная мощность зависит от количества топл ива, подаваемого в цилиндры, полноты его сгорания и частоты вращения коленчатого вала. С ухудшением этих факторов и пониж ением частоты вращения коленчатого вала двигателя ниже номинального значения мощность снижается.

В процессе эксплуатации двигателя в результате вибраций, износов, действия других факторов, а также при неправильной установке отдельных узлов в период ТО и ремонта происходит изменение регулировочных параметров сопряжений. Снижение давления распыла топлива форсунками, рост зазоров между бойками коромысел и торцами стержней клапанов, изменение упругости пружин, смещение угла опережения впрыска топлива в значительной мере влияют на мощность и расход топлива.

Внешние признаки отклонения регулировок от оптимальных значений: дизель не запускается или запускается плохо; при его прокручивании идет белый дым; работает с перебоями и не развивает требуемую мощность; из выхлопной трубы идет черный дым; стуки в двигателе.

В данной работе предоставляется возможность оценить влияние как отдельных эксплуатационных факторов (угол опережения подачи топлива, давление и качество распыления форсунок, величина теплового зазора клапанов механизма газораспределения), так и их совместное воздействие на мощность и экономичность дизеля. При этом параллельно может быть учтена и оценена зависимость этих пок азателей от теплового состояния двигателя.

Обкаточно-тормоз ной стенд КИ-2139Б предназ начен дли обк атки и диагностирования двигателей тракторов по мощ ностным и экономическим пок азателям.

Лабораторная установка (рис. 4.1), созданная на баз е стенда КИ-2139Б, включает в себя двигатель-тормоз, регулировочный реостат, электросиловой шкаф, карданный вал, защитный кожух и весы для измерения массового расхода топлив а.

Для измерения мощности, развиваемой обкатываемым двигателем, на стенде применен весовой метод. Сущность метода заключается в том, что с помощью весового механизма измеряется реактивный момент на корпусе электрической машины, подвешенной бал ансирно на двух стойк ах, который числ енно рав ен крутящему моменту обкатываемого двигателя.

Зная величину крутящего момента и число оборотов двигателя, его мощность может быть определена по известной в механике формуле:

где М – крутящий момент двигателя, кгм;

n – частота вращения вала двигателя, об/мин;

а – коэффициент, значение которого зависит от конструкции стенда и принятой единицы измерения мощности (л.с. или На стенде применен маятниковый весовой механизм.

Для снижения резкости отклонения и быстрого успокоения колебаний маятника при резком изменении нагрузки обкатываемого двигателя в конструкции весового механиз ма стенда применен гидравл ический демпфер. Он представляет собой цилиндр с поршнем, который связан с корпусом электрической машины.

Применение весового маятникового механиз ма обеспечивает возможность замера тормозного момента эл ектрической машины при работе в генераторном режиме и крутящего – при работе в двигательном режиме. По величине крутящего момента мож но судить о качестве сборки и приработки обк атываемых двигател ей. Причем на циферблате весового механиз ма имеются две шкалы: для генераторного режима, от нуля по направлению движения часовой стрелки, и для двигательного – от нуля против движения часовой стрелки.

Чтобы обеспечить нормальную работу элек трической машины, в конструкции реостата предусмотрены: электронасос для перемешивания электролита, вследствие чего достигается выравнивание его температуры, и двойные стенк и бака, между которыми мож ет пропускаться охлаждающая вода.

1 – карданный вал; 2 – защитный кожух; 3 – упругая муфта; 4 – привод датчика электродистанционного тахометра;

5 – тормоз (электромашина); 6 – маятниковый динамометр; 7 – регулировочный реостат; 8 – электросиловой шкаф Расход топлива при испытании двигателей определяют весовым способом с помощью устройства, которое состоит из стрелочных весов на кронштейне, прикрепляемом к стенке, банки и трехходового крана.

Трехходовой кран позволяет осуществлять подачу топлива из топливного бака к двигателю помимо весов; подачу топлива к двигателю и одновременно заливку топл ива в банку, установленную на весах; подачу топлива из банк и с весов к двигател ю. Заливка топл ива в банку и поступление его из банки к двигател ю осуществляется по трубке.

Пульт управления разнесен. На шкафу, смонтированном на плите вместе с весовым механизмом, находятся циферблат весового механизма, указ атель числ а оборотов вал а элек трической машины, манометр для контроля давл ения масл а в системе смазки двигателей, два дистанционных термометра для контроля температуры масл а в системе смазки и температуры воды в системе охлаждения двигателя. Сигнальная л ампа и пусковые кнопк и установлены на передней панели электросилового шкафа.

Жидкостный реостат предназначен для регулирования числ а оборотов при работе эл ектромашины в двигательном реж име (холодная обкатка двигателей внутреннего сгорания, запуск дв игателя) и нагрузки в генераторном режиме (обкатк а двигателей при работе с нагрузкой, испытание на мощность, проверка технического состояния отдельных его систем механиз мов).

Жидкостный реостат представляет собой металлический бак, в котором находится эл ектролит. На в алу с помощью изоляторов смонтированы три стальных электрода, каждый из которых состоит из трех пластин: средней (основной) и двух боковых (дополнительных).

Вращением рукоятки электроды могут погруж аться в электролит, и в зависимости от глубины погруж ения изменяется величина сопротивления, добавляемого к обмотке ротора. Бак реостата з акрывается сетчатым кожухом для предохранения оператора от случайного прикосновения к элек тродам и от попадания в бак и на эл ектроды посторонних предметов.

Реостат изготовляют с эл ектрическ им исполнительным механизмом и ручным приводом. Применение электрического исполнительного механиз ма позволяет установить реостат на значительном расстоянии от стенда и управлять им дистанционно с помощью кнопок управления, расположенных на пульте.

Электролитом для реостата служит 1-3%-й раствор кальцинированной соды.

Пуск электромашины возможен только в случае полного вывода электродов из раствора, а погружение электродов в раствор только после включения электромашины.

Для исключения порчи электромашины включать и выключать рубильник следует только при верхнем положении электродов реостата.

1. Проверить готовность к работе стенда и двигателя. При необходимости долить воду в систему охлаждения и масло в картер двигателя.

2. Проверить и при необходимости отрегул ировать з азоры в клапанном механизме, установив номинальную их вел ичину. Номинальный зазор между впускными и выпускными клапанами и коромыслами прогретого двигателя Д-240 составляет 0,25. При холодном дв игателе зазор увеличивают на 0,05 мм.

3. Проверить и отрегулировать давление форсунок. Номинальное значение давления для форсунок двигателя Д-240 составляет 175 + 5 кгс/см2.

4. Проверить работу устройства для замера расхода топлива. При установке трехходового крана в полож ение «3алив» топливо должно поступать в мерный сосуд, в положении «Замер» двигатель будет расходовать топливо из мерного сосуда. При установке крана в положение «Двигатель» топливо поступает в двигатель, минуя мерный сосуд.

5. Заполнить топл ивом мерный сосуд, для чего рукоятку трехходового крана поставить в положение «Залив».

6. Запустить двигатель. Рычагом управления подачи топлива установить максимальную подачу После этого реостатом создать нагрузку обеспечивающую номинальный скоростной режим работы двигателя.

7. В процессе прогрева замерить время, за которое будет израсходовано 100 г топлива при номинальной нагрузк е при температуре 40, 60 и 80оС.

Записать замеренное значение времени, а также пок азания весового механизма и тахометра стенда в соответствующую табл ицу журнала лабораторных работ.

8. Изменяя зазоры клапанного механиз ма ступенями по 0,25 мм в сторону увеличения от нормального з начения, провести 2…3 испы тания согласно пунк там 6 и 7. Записать показания весового механизма стенда тахометра и секундомера.

9. Отрегулировать зазор в клапанном механиз ме до номинального значения.

10. Изменяя угол опережения впрыска топлива ступенями по 3° в сторону опережения и запаздывания от оптимального значения, провести 5…6 испытаний согласно пунктам 6 и 7, записать результаты замеров.

Для регулировки угл а опереж ения впрыск а топлива снять крышку топливного насоса. Вывернуть соединительные болты из отверстий регулировочного фл анца. Поворот фланца до совпадения каждого следующего отверстия под болты с отв ерстиями в ступице шестерни привода изменяет угол опережения впрыска топлива на 3°.

11. Изменяя регулировку давления форсунок ступенями по кгс/см2 в сторону увеличения и уменьшения от номинального, провести 4 испытания согл асно пунктам 7 и 8. Для изменения давления форсунок на 25 кгс/см2 регулировочный винт повернуть на 1/4 оборота (делать пункт 11 после согласования с преподав ател ем).

Результаты испытаний занести в таблицы журнала лабораторных работ и построить график зав исимости мощности и удельного расхода топлива от температурного режима двигателя, теплового зазора и угла опережения подачи топлива.

Мощность двигателя N е (л.с.) подсчитывается по формуле где Р – показание весового механизма стенда, кгс;

n – частота вращения коленчатого вала двигателя по тахометру, – коэффициент пол езного действия редуктора стенда (рав ен Часовой расход топлив а Gт (кг/ч) определить по формуле где t – время (с), за которое расходуется 100 г топлива.

Удельный расход топл ива подсчитать по формуле Массовый расход топлива для двигателя Д-240: номинальный Gт = 15,2 кг/ч; допускаемый Gт = 16,3 кг/ч. Удельный расход топн лива – соответств енно номинальный g е = 258 г/кВтч; допускаемый g доп = 275 г/кВтч.

Если удельный расход топлив а превышает допускаемое значение, значит двигатель неисправен. При недостатке или превышении мощности и массового расхода топлива в допускаемом значении удельного расхода топл ива необходимо соответственно увел ичить или уменьшить подачу топлива.

4.2. Лабораторная работа №3. О пре деле ние мощности дизель ного двигателя бе стормозными ме тодами Цель работы: изучить методы определ ения мощности дизельных двигателей в пол евых условиях без применения специальных тормозных устройств.

Приборы и оборудование: работающий дизель, приспособление для отключения цилиндров, емкость для сбора топлива, тахометр, дроссельрасходомер КИ-1097Б, прибор ИМД-ЦМ, малый набор инструментов.

1. Перед включением золотника распределителя дроссель-расходомер установить в положение «Открыто». Запрещается включать подачу масл а в дроссель при закрытом положении, когда стрелкауказатель и ноль лимба совпадают.

2. Запрещается проводить испытания при температуре масла гидросистемы выше 60°С.

3. Индуктивный датчик устанавливать только на неработающем двигателе в присутствии учебного мастера с разрешения преподавателя. Соединять датчик с прибором при подключенном внешнем питании, т.е. только тогда, когда светятся лампы индикаторного табло.

4. Измерения прибором ИМД-ЦМ производить строго по технологическ им схемам, приведенным на рис. 4.5-4.8. При этом следует помнить, что при отклонении частоты вращения коленчатого вала двигателя от номинального значения необходимо отрегул ировать регулятор топливного насоса.

Контроль технического состояния двигателей Эффективная мощность и часовой расход топлива определяют производительность, экономичность и экологическую безопасность работы машинно-тракторных агрегатов. По мере использования двигатель, как и любая техническая система, теряет свои начальные свойства и по истечении определенного времени его основные показатели выходят за допустимые пределы.

При отсутствии контроля и восстановления работоспособности двигатели в условиях рядовой эксплуатации имеют в среднем заниженную на 17% мощность и завышенный на 16% расход топлива. Анализ результатов наблюдений показывает, что выход показателей работы двигателя за допустимы е пределы наступает уже через 200-400 часов работы в зависимости от типа трактора и вида выполняемой работы.

Дальнейшее использование двигателя без соответствующего обслуживания приводит его в режим форсиров анного из носа и может привести к аварии. Между тем доказано, что при своевременном контроле и регулировках двигатель может работать с соблюдением требований экономичности 2500-4000 часов. Тем самым подчеркивается целесообразность и необходимость контроля мощности и расхода топлива.

Общепринято проводить испытания на тестовых (искусственно создаваемых) режимах, адекватных эксплуатационному при работе двигателя с максимальной мощностью. Сущность испытаний в том, что двигатель переводится в режим максимальных значений мощности и расхода топл ива с помощью специальных или штатных систем.

В зависимости от характера нагружения и скоростного режима испытания подразделяются:

по нагрузочному режиму: тормозные (с применением внешних источников торможения), бестормозны е (нагружение внутренним моментом механическ их потерь, комбинированные (сочетание тормоз ных и бестормоз ных способов);

по скоростному реж иму: на установившихся режимах работы;

на неустановившихся режимах (свободный выбег).

Необходимость контроля технического состояния двигателя в условиях эксплуатации и невозможность решения этой з адачи на основе тормозных испытаний из-з а большой металлоемкости тормоз ных установок обусловили поиск новых, нетрадиционных методов.

Бестормозные испытания на установившемся режиме работы двигателя (метод Ждановского Н.С.) Сущность метода заключается в использовании в качеств е источника нагрузки внутренних сил сопротивления (трение в цил индропоршневой группе, кривошипно-шатунном и газораспределительном механизмах, привод основных и вспомогательных систем). При работе двигателя без внешней нагрузки индикаторный момент двигателя уравновешивается моментом от сил внутреннего сопротивления. В зависимости от числа работающих цил индров установившаяся частота вращения коленчатого вала будет из меняться от максимальной на холостом ходу при всех работающих цилиндрах до минимальной, равной nzp = 1, при работе двигателя на одном цилиндре. Объясняется это тем, что при откл ючении цилиндров момент механических потерь всех цилиндров перераспределяется между рабочими цилиндрами, выступая теперь уже аналогично внешнему моменту сопротивления. В результате этого частота вращения коленчатого вала сниж ается.

При работе двигателя с полной подачей топлива на одном цилиндре индикаторный момент на номинальной частоте меньше момента механических потерь, поэтому равновесный режим наступает при частоте меньшей, чем номинальная (рис. 4.2). Для двигателей данной марки нормального технического состояния частота принимается постоянной. Отклонение этой частоты от допустимых пределов означает техническую неисправность двигателя.

Рис. 4.2. Скоростные характеристики дизел ьного двигателя Эффективную мощность и расход топлива определяют расчетным путем.

где – фактическое значение эффектив ной мощности двигателя;

Ne – номинальное значение эффективной мощности двигателя К 1 – коэффициент пропорциональности;

n1 – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя данной марки при работе на одном цилиндре;

n1ф – фактическ ая средняя частота вращения коленчатого вала двигателя при работе на одном цилиндре.

где Gт – фактический расход топлива двигателя;

К 2 – коэффициент пропорциональности, учитывающий характер изменения расхода топл ива на корректорном участке скоростной характеристики двигателя;

Gт1 – фактическ ий расход топлива при работе двигателя на каждом из цилиндров.

Оборудование, необходимое для проведения испытаний: тахометр (автономный ил и аттестованный штатный), измеритель расхода топлива (объемный ил и весовой), отключатели цилиндров с отводом топлива от неработающих цил индров в расходомер топлива.

Основное достоинство способа – простота реал изации: для проведения испытаний достаточно иметь тахометр. Однако невозможность обеспечения оптимального теплового режима при работе двигателя на холостом ходу ограничивало применение при пониженных температурах окружающего воздуха. В этих условиях в практике полевых испытаний был реализован комбинированный (парциальный) способ испытаний двигателя.

Этот способ занимает промежуточное положение между тормозным и бестормозным. Сущность его сводится к следующему. Есл и у двигателя, работающего в режиме максимальных оборотов холостого хода, отключить часть цилиндров, то работающие будут загружены внутренним моментом механических потерь. Задавая количество работающих цилиндров, можно обеспечить такое полож ение, когда двигатель будет работать на регуляторном участке. А чтобы вывести на номинальный скоростной режим, необходим дополнительный момент внешнего сопротивления.

Количество одновременно работающих цилиндров и дополнительную мощность внешнего источника сопротивл ения определяют по формулам где Z p и Z – соответственно число работающ их и общее число цилиндров двигателя;

N g – дополнительная мощность внешнего источника сопротивления;

N е – номинальная мощность двигателя;

– доля работающих цилиндров: = Zp / Z;

м – механическ ий к.п.д. двигателя.

Например, при м = 0,75 соответствующие показатели будут иметь следующие значения (табл. 4.1).

Значения количества работающих цил индров и дополнительной мощности в зависимости от общего числа цилиндров двигателя Общее число Доля работаюработающих мощности по отношению цилиндров щих цилиндров В качеств е дополнительного источника сопротивления используют тормозные установки или гидросистему трак тора.

Оборудование, необходимое для испытания с использованием гидросистемы трактора: отключатели цилиндров, расходомер топлива, тахометр автономный (если измерение угловой скорости от вала отбора мощности трактора) или штатный, дроссель-расходомер КИ-5473 ГОСНИТИ.

При использовании в качестве источника внешней нагрузки гидросистемы трактора контроль осуществляют в такой последовательности.

Устанавливают отключател и цилиндров, расходомер топлива, дроссель-расходомер на трубопроводы одного из выносных цилиндров. Рукоятку дроссель-расходомера устанавливают в положении «открыто».

Запускают двигатель, прогревают его до номинального теплового режима. Устанавливают рычаг управления работой выносного цилиндра в положение «подъем» или «опускание». Одновременно измеряют частоту вращения коленчатого вала двигателя (или вала отбора мощности) и увеличивают давление масла в магистрал и выносного цилиндра.

При достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя и ее стабилиз ации регистрируют показ ания манометра дроссель-расходомера и измеряют расход топлива. Длительность работы двигателя на данном режиме не более одной минуты. После измерения на данной группе цилиндров переходят к аналогичным из мерениям на следующей группе, предварительно снимая нагрузки с гидросистемы трак тора.

По результатам полученных данных определя ют расчетным путем значения основных показателей.

где N t – соответственно пок азания дроссель-расходомера при работе на к аждой группе цилиндров (в данном случае рассматривается работа двигателя с двумя труппами – четырехцил индровый двигатель);

Gт изм – расход топлива двигател ем, кг/ч;

а, k – коэффициенты пропорциональности.

Несмотря на очевидную простоту реализ ации, способам контроля на установившихся реж имах работы двигателя присущ ряд серьез ных недостатков: и в том, и в другом случае за основу принято постоянство для данной марки двигателя момента механических потерь, большая трудоемкость контроля. Дальнейшим развитием бестормоз ных способов испытаний двигателей стал предлож енный сотрудниками Сибирского фил иала ВИМ способ оценки технического состояния двигателя при работе его в реж име свободного разгона. Свободный разгон – это процесс увел ичения угловой скорости свободного от внешней нагрузки двигателя от минимальной угловой скорости до максимальной на холостом ходу при резком увеличении подачи топлив а до максимального значения. Сущность способа заключается в следующем.

При работе дв игателя на минимальных оборотах индикаторный момент уравновешивается моментом механических потерь.

При резком увеличении подачи топлив а равновесие нарушается, т.к. индикаторный момент значительно превышает момент механических потерь. Избыток индик аторного момента реализуется на увеличение угловой скорости (разгон) двигателя. Уравнение движения двигателя имеет вид:

где I – момент инерции вращающихся масс двигателя;

р – угловое ускорение;

Ме – эффектив ный момент двигателя.

Эффективная мощность при вращ ательном движении определяется зависимостью где – угловая скорость коленчатого вала двигателя.

Для любого значения угловой скорости справедливо соотношение:

Для двигател ей данной марк и вел ичина момента инерции постоянна; если из мерение производится на номинальной угловой скорости, то н тоже постоянна. Следовательно, для измерения мощности двигателя достаточно из мерить ускорение свободного разгона и умножить его на постоянный коэффициент ил и сравнить с нормативным значением. К достоинствам способа относятся: неограниченный диапазон измерений, универсальность, комфортность, низкая трудоемкость. Все это обеспечило массовость серийного производств а средств реал изации: ИМД-2М, ИМД-Ц, «Импульс-12» СибИМЭ, АДТ-1.

Определение мощностных показателей методом проф ессора Н.С. Ждановского 1. Запустить двигатель и прогреть его до температуры охлаждающей воды 85…90°С и картерного масл а 75…85°С. Одновременно прогреть масло в корпусах силовой передачи, поработав с нагрузкой при включенном вал е отбора мощности. Установ ить трак тор на ровную горизонтальную площадку.

2. Проверить и при необходимости отрегулировать частоту вращения коленчатого вала на оборотах холостого хода. Установить максимальный скоростной режим с максимальной подачей топлива. Поочередно выключая по три цилиндра, замерить частоту вращения вала отбора мощности или коленчатого вала двигателя при работе на одном цилиндре. Если измерялась частота вращения ВОМ, то подсчитать частоту вращения коленчатого вала по формуле или по специальной номограмме.

3. Полученные значения частоты вращения коленчатого вала двигателя при работе на отдельных цилиндрах сравнить с данными табл.

4.2. Если результаты из мерений выходят за допустимы е пределы, что свидетельствует о неравномерности нагрузки цилиндров, то необходимо выявить причины и устранить их.

При допустимых частотах вращения коленчатого вала двигателя их среднюю вел ичину при работе на отдельных цилиндрах определить по формуле где n1, n2, n3, n4 – частота вращения коленчатого вала при работе двигателя на соответствующем цилиндре, об/мин.

4. Подсчитать мощность двигателя по формуле где n1 – номинальная частота вращения коленчатого вал а при работе N н – номинальная мощность двигателя, л.с.;

к – коэффициент пропорциональности, л.с. об/мин.

Значения N н, n1, к берут из табл. 4.2. Уменьшение мощности от номинального значения допуск ается на 5%, увеличение – 7%.

Показатели, используемы е при определении мощности двигателей тракторов по методу Н.С. Ждановского Трактор ность двинальности к, Определение мощности двигателя парциальным методом 1. Установить гидродогружатель КИ-1097 на трубопровод одного из выносных цилиндров. Установить рукоятку управления дросселем в положение «0». Рукоятку управления гидрораспределителем установить в нейтральное положение. Сбросить давление в системе питания двигателя. Отключить 2-й и 3-й цилиндры двигателя. Подключить тахометр.

2. Установить максимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя. Установить рукоятку гидрораспредел ителя в положение «Подъем» или «Опускание». Плавно вращ ая кран дросселя, загрузить двигатель до номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя. После стабил изации скоростного режима зарегистриров ать показания манометра дросселя расходомера.

3. Сбросить давл ение в гидросистеме, установить рычаг гидрораспредел ителя в нейтральное положение, заглушить двигатель.

4. Включить 2-й и 3-й цилиндры двигателя, отключить 1-й и 4-й.

Выполнить операции 2-4 и привести двигатель в исходное состояние.

Значение контрол ируемых величин определяют по формуле где N e – полная эффективная мощность двигателя, кВт;

N t – мощность механических потерь, кВт;

Р1, Р2 – соответственно показания манометра гидронагружателя при работе на каждой из пар цил индров; кгс/см2 ;

а – коэффициент пропорциональности, см2 ;

nн – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, – к.п.д. гидропривода, = 0,88.

Параметры работы двигателя для контроля парциальным методом Номи- Мощность Номинальная частота Коэффициент Двига- нальная механиче- вращения коленчатого пропорциотель мощность, ских потерь, вала двигателя, нальности, Основные технические данные и характеристики ИМД-ЦМ.

Устройство измерительное ИМД-ЦМ (дал ее устройство) предназначено для технического диагностирования наибол ее распространенных марок тракторных двигателей, находящихся в эксплуатации на предприятиях Госагропрома СССР.

Устройство при техническом диагностировании двигателей в комплекте с первичными преобразователями ПрП-2 и КИ-13341 позволяет измерять частоту вращения коленчатого вал а двигателя, ускорение – эффективную мощность коленчатого вала двигателя, постоянное напряжение электрооборудования трактора.

Устройство используется в переносных и стационарных диагностических компл ектах, а также в передв ижных диагностических установках. Использование устройств в передвижных диагностическ их установках возможно с дополнительной амортизацией, снижающей механические нагрузки.

Перед эксплуатацией необходимо внимательно оз накомиться с техническ им описанием прибора ИМД-ЦМ (рис. 4.3) и инструкцией по техническому диагностиров анию дизел ей.

Рис. 4.3. Общий в ид и органы управления ИМД-ЦМ:

1 – шнур питания; 2 – индикаторное табл о; 3 – ручка установ ки «Калибров ка ускорения», 4 – ручка настройки «Кал ибров ка уровня фиксации»; 5 – ручка установ ки «Кал ибров ка по частоте в ращения»; 6 – ручка «Вкл.» и регулиров ки в рем ени индикации; 7 – клавиша «Изм ерение напряжения»; 8 – кл авиша «Числ о цилиндров 1-4; 6-12»; 9 – клав иша «Работа от преобразователя КИГосНИТИ «ВОМ»; 10 – клавиша «Кал ибров ка частоты вращения»; 11 – кл авиша «Калибров ка уровня фиксации n »; 12 – кл авиша «Кал ибров ка ускорения»; 13 – клав иша «Изм ерение частоты в ращения – ускорения n »; 14 – клавиша «Изм ерение отрицател ьного ускорения -»; 15 – гнезда «Вход»

Диапазон измерения частоты вращения коленчатого вал а, углового ускорения, постоянного напряжения в нормальных услов иях применения (температуре окружающего воздуха 20±2°С, относительной влажности окружающего воздуха 30…80%, атмосферном давлении 84…106 КПа (630…795 мм рт.ст.) напряжении питания 12±0,24 В) приведены в табл. 4.4.

Диапазоны измерения параметров прибора ИМД-ЦМ Параметры, единицы Условное Диапазон Предел допускаемой измерения обозначение измерения погрешности, % Частота вращения коленчаn 100-5000 ±0,5+(0,05-1) того вала, об/мин Частота вращения коленчатого вала в режиме «ВОМ», ВОМ 100-5000 ±1+(0,1-1) об/мин Угловое ускорение, рад/с Е 30-305 ±1+(0,25-1) Угловое ускорение в режиВОМ 30-305 ±2+(0,5-1) ме « ВОМ», рад/с Амплитуда сигнала, поступающего на вход, может изменяться в предел ах от 0,075 до 1 В.

Питание устройства осуществляется от внеш него источника постоянного тока, аккумулятора или гальванических батарей напряжением в пределах от 10,8 до 13,5 В, допустима пульсация ампл итудой не более 100 мВ.

Потребл ение электрического ток а должно быть не более 0,5 А.

Время установления рабочего режима не более 10 мин.

Продолжительность непрерывной работы устройства 8 ч. Время перерыва до повторного включения – не менее 2 ч.

Рабочие услов ия эксплуатации устройства: температура окружающего воздуха от -10 до +40°С; относительная влажность воздуха 90% при температуре 30°С; атмосферное давление от 84 к Па (630 мм) до 106,7 кПа (800 мм рт.ст.).

Предельные условия при транспортировке или хранении: температура от -50 до +50°С; относительная влажность воздуха 100% при температуре 25°С; воздействие вибрации в диапазоне частот от 10 до 70 Гц с мак симальным ускорением 40 м/с2 ; воздействие механических ударов с пиковым ударным ускорением до 50 м/с2 с числом ударов от 10 до 50 в минуту и длительностью импульса 6-12,5 мс при общем числе ударов в минуту – 1000.

Наработка на отказ устройства – не менее 1000 ч. Срок службы не менее 8 лет.

Габаритные размеры устройства 207 155 83 мм.

Масса устройств а с первичными преобразователями ПрП-2 и КИне более 4 кг.

Преобразователь частоты вращения Преобразователь КИ-13941 ГосНИТИ вместе с устройством ИМД-ЦМ предназ начен для из мерения частоты, вращения и ускорения коленчатого вала двигател ей трак торов сельскохозяйственного назначения (табл. 4.5).

Основные параметры и характеристики преобразователя Диапазон преобразования частот вращения, с-1 (об/мин) 1,67*41, Число импульсов на 1 оборот вала отбора мощности (в комплекте с индуктивным преобразователем ПрП-2), шт.

Амплитудная модуляция сигнала при работе с первичным преобразователем ПрП-2, не более, % Преобразователь состоит из корпуса, втулки на подшипник е качения и з акрепл енного на втулк е зубчатого колеса. К корпусу прикреплена втулка с резьбовым отверстием для крепления индуктивного измерительного преобразователя от ИМД-ЦМ.

Принцип работы преобразователя. Втулка преобразов ателя получает вращение от вала отбора мощности трактора (ВОМ) и приводит в движение зубчатое кол есо, находящееся на втулке. Корпус преобразователя зафик сирован относительно ВОМ. При вращении индуктивный измерительный преобразователь получает от зубьев импульсы, характеризующие угловые перемещения ВОМ трактора.

Расконсервировать преобразователь и присоединить его к ВОМ (рис. 4.4), добиваясь попадания загиба втулки в паз шлицев ВОМ и совмещения пальца фик сатора с круговой канавкой ВОМ. Надеть кольцо цепочки на индуктивный преобразователь ИМД-ЦМ. Вернуть индуктивный преобразователь ИМД-ЦМ (поз.2) в отверстие преобразователя до упора. В целях фиксации корпуса преобразователя от поворота накинуть цепочку на ближ айший выступающий предмет трактора и зафик сировать крючком в конце цепочки (положение преобразователя см. рис. 4.4). Подключить соединительный к абель преобразователя к ИМД-ЦМ. Запустить двигатель. Включить ВОМ и провести измерения согласно инструкции по эксплуатации ИМД-ЦМ.

У тракторов марки К-700 и К-701 преобразователь КИ- ГосНИТИ присоединить к выходному фланцу коробки передач через специально изготовляемый переходник, используя болты М 16x30 с гайками М16.

Чертежи для изготовления переходника имеются в паспорте преобразователя частоты вращения.

Рис. 4.4. Схем а подкл ючения преобразов ателя КИ-13941 ГосНИТИ к ВОМ:

1 – ВОМ трактора; 2 – индив идуал ьный преобразовател ь ПрП-2 (входит в компл ект ИМД-ЦМ); 3 – преобразовател ь частоты вращения ВОМ КИ-13941; 4 – фиксатор, закрепляющий преобразовател ь на вал у; 5 – цепочка, искл ючающая вращение корпуса преобразователя 1. Установку преобразователя на ВОМ и снятие его должны выполнять при заглушенном двигателе.

2. При работающем ВОМ запрещается находиться в зоне преобразователя.

Диагностирование технического состояния дизельных двигателей с использованием прибора ИМД-ЦМ Прибор ИМД-ЦМ отл ичается от ранее выпускаемых большей надежностью, простотой в изготовлении и наладке, а также меньшей стоимостью. Им измеряют частоты вращения коленчатого вала двигателя, роторов турбокомпрессора и реактивной масляной центрифуги и других валов тракторов и комбайнов, ускорение разгона и выбега коленчатого вала, крутящий момент и момент механических потерь двигателя во в сех точках его скоростной харак теристик и, эффективную мощность двигателя и мощность механическ их потерь на номинальной частоте вращения коленчатого вал а.

Прибор питается от аккумуляторной батареи трактора или комбайна (напряжение 12 В ± 10%).

Параметры, характеризующие техническое состояние, высвечиваются на цифровом табло прибора. Если индикаторные лампы не светятся, нужно поменять местами штекеры шнура питания. Сигнализатором нормального напряжения является отсутствие запятых в крайних индикаторах цифрового табло. Прибор может работать и как вольтметр.

При работе с преобразователем КИ-13941 клавиша «ВОМ» на передней панел и ИМД-ЦМ должна быть в наж атом положении при всех калибровках и измерениях.

Последовательность диагностирования дизелей тракторов с применением устройства измерительного ИМД-ЦМ ведется в соответствии со структурной диагностической схемой (рис. 4.5). При этом диагПодготовьте трактор и выбега при частоте вращения. указанной в ние ЦПГ, КШМ и месовпаханизм газораспредетабл.4.6а гр.4. с допустимым (табл. 4.6б. гр.9) дает свободного разгона при частоте вращения. указанной в табл. 4.6а. гр.4 с допустимым Больше (по форму ле) и сравните его с нормативным Поздний значением (табл.4.6б. гр.10) угол начала по- ностирование предусматривает контроль энергетических показателей, сравнение полученных значений с эталонными, и при выходе измеренных значений за пределы допустимых – поиск неисправностей как с помощью устройства ИМД-ЦМ, так и с использованием диагностических средств, входящих в комплекты КИ-13924 ГосНИТИ и КИ-5308А ГосНИТИ. Для этого в инструкции по эксплуатации устройства имеются соответствующие технологические карты и справочные таблицы.

Чтение технологических схем и корректировка Последовательность выполнения измерений упрощенно можно изобразить в виде схем (сетевых графиков), представляющих собой последовательность перекл ючения клавишей управления прибором, вращения ручек потенциометров и установления соответствующих параметров элементов электронной схемы, требуемых режимов измерений и работы двигателя, снятия с цифрового табло показ аний и сравнения этих пок азаний с табличными з начениями или графическими характеристик ами.

При изображении схем измерений в виде сетевых графиков приняты следующие обозначения:

– вращать ручку соответствующ его потенциометра;

– клавиша перекл ючателя вида работ (внутри этого символа указывается вид работы, например, – измерение ускорения разгона, n – из мерение час- Вкл.

– внутри символа указывается вид работы (установить режим, снять показания, прочитать, сравнить, определить значения По табл. 4.6а, гр. параметров по соответствующей таблице);

– выполнить операции по калибровке.

Таким образом, запись следует читать: по к алибровке выпол нять следующие работы:

– вращая ручку «Вкл.» по часовой стрелке, включить питание;

n – нажать клавишу частоты вращения;

– вращая ручку потенциометра, управляющего к алибровкой частоты вращения, установить на цифровом табло прибора калибровочное значение для данной марки двигателя;

n – отжать клавишу частоты вращения.

Трактор Дизель по частов области в области мак- использовании Примечание. Калибровочное значение по у скорению равно 327, Рис. 4.6. Технол огическая схема измерения частоты Значения калибровочных величин достаточно устанавливать с точностью ±5 (оборотов ), а число 327,2 – с точностью ±0,5 (с-2 ). Если при измерении ускорений разгона и выбега тепловой режим двигателя отличается от паспортных з начений (80…85°С), то производится корректировка ускорений по графикам (рис. 4.9 и 4.10).

Корректируются и результаты измерений при отличии атмосферных условий от стандартных (барометрическое давление 760 мм рт.ст., температура 20°С).

Прим еч ание. Калибровочное значение по ускорению равно 327,2.

По окончании серии замеров проверить правильность калибровочных значений.

ответственно Рис. 4.7. Технол огическая схема измерения ускорения разгона При диагностировании двигателя с газотурбинным наддувом для повышения точности произвести корректировку измеренных значений углового ускорения по вел ичине давл ения наддува. Измерить мак симальное давление наддув а манометром, который присоединить к впускному коллек тору или ресиверу впускного трак та. Двигатель загружается при этом разгоном трактора с минимальной скорости движения на высшей передаче до максимальной при резком увеличении подачи топлива. Коэффициент корректировки определяют соотношением измеренного з начения давлений наддува к номинальному. Измеренное значение ускорения умнож ить на значение коррек тировочного коэффициента (см. рис. 4.11) и сравнить его с данными табл. 4.6б.

Калибровка, как при измерении ускорения разгона коленчатого вала, но n настраива ть Сравнить со значениями, Рис. 4.8. Технол огическая схема измерения ускорения в ыбега Рис. 4.9. График корректиров ки ускорений разгона Рис. 4.10. График корректиров ки ускорений в ыбега Рис. 4.11. График корректиров ки по давл ению наддува В производственных условиях для перевода ускорений в мощность удобно пользоваться номограммами, одна из которых приведена на рис. 4.12.

Рис. 4.12. Номограмма перевода в м ощность ( тракторы Т-4А, ДТ-75М, 1. В соответствии с инструк цией по эксплуатации подготовить трактор и прибор ИМД-ЦМ к работе.