Технические науки/4. Транспорт

К.т.н., доцент Королев А.Е.

Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Технологическая и эксплуатационная

безотказность двигателей

Обкатка - это внешнее воздействие на объект с целью повышения его эксплуатационной надежности. Этот процесс осуществляется в малой степени на ремонтном предприятии (1,5…3 ч) и большей частью в эксплуатационных условиях (30…60 ч). Динамика этапов приработки принимается из условия подготовки поверхностей трения к восприятию эксплуатационных нагрузок .

Завершенность процесса обкатки определяется достижением необходимого уровня и стабилизацией технических показателей . Однако не учитывается проявление отказов из-за дефектов деталей, сборки и регулировки сопряжений, устранение которых в эксплуатационных условиях значительно сложнее, чем на ремонтном предприятии.

Исследования проводились на специализированных ремонтных предприятиях. В процессе стендовой приработки дизелей Д-240, СМД-14, ЯМЗ-238НБ и А-41 по одно, трех и пятичасовым режимам проводился сбор информации по их отказам (далее показаны результаты на примере двигателей Д-240). На ремонтных предприятиях под наблюдением находилось 40…50 двигателей, а в эксплуатации 20…30, что обеспечило проведение экспериментов с доверительной вероятностью не ниже 0,90 и относительной ошибкой не выше 15%. Расчет показателей безотказности проводился по стандартной методике, а для получения зависимостей использовался метод корреляционного анализа.

В результате экспериментов выявлено, что с увеличением продолжительности стендовой обкатки двигателей скорость проявления отказов снижается, но при этом возрастает их суммарное количество (рис. 1). На этапе холодной обкатки имели место в основном отказы систем смазки и охлаждения, при горячей обкатке на холостом ходу включается в работу топливная аппаратура и газораспределительный механизм, а под нагрузкой происходили отказы ресурсоопределяющих деталей. Работы по подтяжке соединений и замене прокладок проводились практически равномерно по всему периоду обкатки. Такое распределение отказов свидетельствует о том, что их число в малой степени зависит от режимов обкатки, а определяется в основном качеством выполнения технологических операций ремонта деталей и сборки узлов двигателей.

Рисунок 1 - Зависимость количества отказов двигателей Д-240 от продолжительности их обкатки: 1 - 1 час, 2 - 3 часа, 3 - 5 часов

В эксплуатации наибольшее число отказов наблюдается в начальный период, а при наработке свыше 600 мото-часов скорость их проявления практически стабилизируется (рис. 2).

Рисунок 2 - Изменение количества эксплуатационных отказов двигателей Д-240 при одночасовой (1), трехчасовой (2) и пятичасовой положительности обкатки

При увеличении продолжительности стендовой обкатки с одного до пяти часов число отказов за этот период возрастает на 16% и уменьшается в эксплуатации на 28%. При этом режиме число отказов ресурсоопределяющих деталей снижается в среднем в 1,9 раза, это указывает на более высокую степень приработки сопряжений. Коэффициент парной корреляции полученных зависимостей составил 0,95...0,98, что свидетельствует о высоком уровне взаимосвязи количества отказов с продолжительностью работы двигателей. Большинство отказов приходится на систему питания и герметичность соединений (табл. 1), но в эксплуатации значительно возрастает доля сложных отказов.

Таблица 1

Распределение отказов двигателей

Наименование систем и механизмов	Среднее число отказов, %
	при обкатке	в эксплуатации
1. Система питания 2. Система смазки 3. Система охлаждения 4. Газораспределительный механизм 5. Цилиндропоршневая группа 6. Кривошипно-шатунный механизм 7. Подтяжка соединений, замена прокладок	53,1 10,0 8,1 11,3 0,4 0,2 16,9	32,1 16,0 5,5 14,1 2,7 3,7 25,9

Отказы подчиняются закону распределения Вейбулла, т.е. они носят в основном внезапный характер вследствие нестабильности технологического процесса ремонта двигателей.

Литература:

1. Слитников К. JI. Обоснование периодичности предупредительных ремонтов ДВС с целью сокращения эксплуатационных затрат: автореф. дис. ... канд. техн. наук / K.Л. Слитников. - Волгоград, 2012. - 16 с.

2. Стрельцов В.В. Формирование поверхности трения при обкатке дигателей / В.В. Стрельцов, С.Н. Девянин, А.С. Носихин // Техника и оборудование для села. - 2011. - № 8. - С. 44-45.