авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Трибологические основы безразборного ремонта элементов судовых энергетических установок

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЛОМУХИН

ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ

ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗРАЗБОРНОГО РЕМОНТА ЭЛЕМЕНТОВ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Специальность 05.08.05 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени

доктора технических наук

Новосибирск 2010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор,

Воронин Дмитрий Максимович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Зуев Анатолий Кузьмич,

доктор технических наук, профессор,

Ерофеев Валентин Леонидович,

доктор технических наук, профессор,

Свистула Андрей Евгеньевич

Ведущая организация: ОАО «Ленское объединённое речное пароходство»

Защита состоится «11» июня 2010 г в 10 часов (ауд. 227) на заседании диссертационного совета Д223.008.01 при ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» по адресу: 630099, г. Новосибирск, ул. Щетинкина, 33, ФГОУ ВПО «НГАВТ» (тел/факс (383)-222-49-76, Е-mail: ngavt@ngs.ru или ese_sovet@mail.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Автореферат разослан «03» мая 2010 г.

Учёный секретарь

Диссертационного совета Малышева Е.П.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Опыт применения ремонтно-восстановительного состава (РВС) в технике, в том числе и для двигателей внутреннего сгорания (ДВС), показывает, что применение РВС дает положительный эффект, связанный с увеличением безремонтного пробега, снижением эксплуатационных затрат предприятия, обусловленное отсрочкой капитального ремонта. Но серьезные препятствия возникают при выборе РВС, их применение в большинстве случаев обуславливается характеристиками РВС, а не текущим техническим состоянием ДВС. Отсутствуют методики и алгоритмы выбора того или иного РВС. В связи с этим попытки применения РВС не всегда приводят к ожидаемому результату.

Способ диагностирования ДВС по комплексному анализу работающего смазочного масла достаточно надёжно зарекомендовал себя в практической работе на предприятиях эксплуатирующих ДВС. Данный способ даёт возможность определять текущее техническое состояние, не только не разбирая ДВС, но и не прерывая его процесс эксплуатации. Кроме этого, имеется возможность существенной экономии моторного масла т.к. определяя состояние ДВС, определяется и состояние носителя информации – моторного масла.

Если реализовать современные научные результаты в области диагностирования ДВС по анализу масла для объективного выбора РВС в зависимости от текущего технического состояния ДВС, и получить научно-обоснованный метод выбора РВС, то обеспечим, таким образом, существенную оптимизацию эксплуатационных расходов предприятия.



Объектом исследования является процесс изменения содержания продуктов износа в смазочном масле и параметров самого масла в системе смазки. Закономерности изменения параметров масла и содержания продуктов износа в двигателях внутреннего сгорания. Определение действенности РВС для возможности их условной классификации.

Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованной методики выбора РВС по состоянию ДВС на основе результатов анализа смазочного масла и ее экспериментальная проверка.

Методы исследования. Теоретической и методической основой исследований послужили современные достижения в области технической диагностики, теории вероятностей, теории распознавания образов. В опытах и практическом применении результатов данной работы использовалась современная измерительная аппаратура. Испытания проводились на аттестованном оборудовании, по сертифицированным методикам РОСС Ru.АЯ79.М52040 0219784, с учетом отраслевых стандартов и ведомственных методик СТП 314.536.0-01-88. Обработка результатов исследований проводилась методами математической статистики.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: обоснованностью исходных посылок, вытекающих из опыта эксплуатации и физической картины явлений; совпадением результатов теоретических исследований с результатами экспериментов.

На защиту выносятся:

Теория выбора препаратов РВС, в зависимости от текущего технического состояния ДВС определяемого по значению концентрации продуктов износа в картерном масле, состоящая из:

– алгоритма принятия решения;

– математической модели выбора препарата по состоянию двигателя;

– уравнения для определения массы ремонтно-восстановительного состава в зависимости от концентрации продуктов износа в смазочном масле ДВС;

– уравнения для прогнозирования ресурса по результатам спектрального анализа смазочного масла для определения целесообразности применения РВС;

– математической модели диагностирования по второй пробе (допороговый метод) с моделью выбора РВС.

Научная новизна работы определяется выполненными автором исследованиями и теоретическими обобщениями их результатов. В рамках решаемой проблемы они сводятся к следующему:

– теоретически обоснованы предпосылки для выбора препаратов РВС в зависимости от технического состояния ДВС определяемого по значению текущей концентрации продуктов износа в масле;

– впервые получено уравнение для определения массы ремонтно-восстановительного состава в зависимости от концентрации элемента-индикатора (диагностического параметра);

– предложено уравнение для прогнозирования остаточного ресурса по результатам спектрального анализа смазочного масла;

– создана математическая модель диагностирования по второй пробе (допороговый метод);

– разработана машина трения, достоверно моделирующая реальные условия эксплуатации и сокращающая время проведения испытаний;

– уточнена методика проведения испытаний ремонтно-восстановительных составов;

– впервые установлен дополнительный диагностический параметр, повышающий точность диагностирования;

– впервые предложена классификация ремонтно-восстановительных составов по результату действия.

Научная гипотеза. В качестве рабочей гипотезы считается, что изменение технического состояния ДВС, приводит к изменению определенных показателей смазочного масла (элементов-индикаторов – диагностических параметров), которое позволяет производить обоснованный выбор РВС для безразборного ремонта элементов ДВС.

Практическая значимость работы заключается в следующем. На основе системы диагностирования ДВС по анализу смазочного масла разработана, доведена до практического использования и внедрена система контроля и восстановления работоспособности ДВС с применением РВС и диагностирования по анализу смазочного масла (СДПМ), которая улучшает экономические, экологические и ресурсные показатели ДВС. Апробирована возможность использования не только целостной системы, но и составляющих ее элементов. В целом использование системы позволяет снизить эксплуатационные затраты.

Реализация работы. Материалы диссертации использовались при создании и развитии системы диагностирования судовых дизелей по параметрам смазочного масла в системе технической эксплуатации флота Западно-Сибирского речного пароходства, где от применения этой системы получен значительный экономический эффект. В пароходстве внедрен стандарт предприятия «Система диагностирования дизелей по методу комплексного анализа смазочного масла» (СТП 314.536.0-01-88), созданный при непосредственном участии автора.

Компания AutoDoctor Ltd. Liability Co., California, USA использует разработки диссертационной работы как для оптимизации применения разрабатываемых компанией препаратов для ДВС, так и для увеличения срока службы моторного масла.

Результаты диссертационной работы используются в SC Corporation, Южная Корея, Официальный дистрибьютор в Новосибирске: ООО «Прадо».

Предложенные в диссертации теоретические обоснования, позволили с помощью ремонтно-восстановительных составов увеличить срок службы эксплуатирующихся дизель-генераторов в 4 раза. (ГОК ЗАО «Акционерная компания АЛРОСА», Республика Саха).

Материалы диссертации используются в автотранспортном предприятии ПАТП-4 г. Новосибирска. В результате применения системы технической эксплуатации с диагностированием ДВС по анализу смазочного масла, значительно увеличился безремонтный пробег, сокращен расход смазочных масел. Тем самым сокращено антропогенное воздействие на окружающую среду.

Материалы диссертации использовались при создании и развитии системы технической эксплуатации и обслуживания ДВС с применением РВС в ОАО «Автодиагностика»: для судовой и автотракторной техники, а также стационарных и передвижных дизель-генераторных установок.

Апробация работы. Отдельные фрагменты работы докладывались, обсуждались и были одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Новосибирской государственной академии водного транспорта и Новосибирского государственного аграрного университета 2002-2008 гг.; на межрегиональной конференции по диагностике дизелей речных судов пароходств Восточных бассейнов 2003 г.; на Сибирской Ярмарке 2003, 2004, 2005, 2009 годах; на международной Российско-Корейской конференции 2004 г.; на международной конференции «Автохимия» в 2005 г. Новосибирск - Академгородок; на городском межвузовском семинаре «Инновационные проекты ВУЗов Городу» 2005 г. Новосибирск; на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Двигатели внутреннего сгорания – современные проблемы, перспективы развития» 2006 г. Барнаул; на семинаре «Теория и практика безразборного ремонта ДВС» 2007г. Новосибирск; на всероссийской научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии технического сервиса» 2007 г. Москва;

«Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики» (ЭЭТПЭ-2008), Вторая Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, 2008 г. АлтГТУ, им И.И. Ползунова, Барнаул; «Машинно-технологическое, энергетическое и сервисное обеспечение сельхозтоваропроизводителей Сибири», международная научно-практическая конференция, посвщённая 100-летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ А.И. Селиванова, 2008 г., п. Краснообск; ГОСНИТИ, 2008 г. Москва; «Достижения науки – агропромышленному производству», Международная научно - техническая конференция, 2009 г. Челябинск. Результаты работы используются в учебном процессе.

Публикации. По результатам исследований автором опубликовано: 55 научных работ, из которых 14 – в журналах рекомендованных ВАК, четыре монографий.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, библиографии из 213 источников. Содержание работы изложено на 305 страницах, включает 75 таблиц и 79 рисунков.

Основное содержание работы


Во введении определена цель работы, показана актуальность и практическая ценность решаемых задач; дано краткое описание результатов исследования; сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены проблемы и задачи исследования, произведен анализ систем диагностирования, показано и обосновано место технической диагностики в структуре предприятия, дана характеристика РВС, определены задачи исследования.

Большую роль в разработку диагностирования по анализу картерного масла внесли В.В. Чанкин, А.П. Болдин, Ю.А. Гурьянов, В.Л. Ерофеев, А.В. Дунаев, С.К. Кюрегян, В.М. Михлин, В.Н. Сторожев, А.И. Соколов, Л.А. Шеромов, Н.Н. Сорокин, С.В. Викулов и другие исследователи. Но в данных работах больше внимания уделялось качеству смазочных материалов и процессов, происходящих в нем. Одной из задач было получение нормативов, пороговых значений, при которых нужно производить замену моторного масла.





Исследования о возможности применения различных присадок (препаратов, РВС), улучшающих трибологические свойства пар трения, проводят Д.Н. Гаркунов, Э.Л. Мельников, В.С. Гаврилюк, А.Ю. Шибанов, Б.В. Перминов, А.К. Ольховацкий, А.В. Дунаев, В.Л Алипа, В.А. Аметов и многие другие исследователи. Однако исследования носят индивидуальный характер, разрабатываются технологии применения только исследуемого препарата.

На основании этого сформулированы основные проблемы, решаемые в исследовании. Они сводятся к следующему:

– создать теоретические предпосылки для выбора препаратов РВС в зависимости от текущего технического состояния ДВС определяемого по значению текущей концентрации продуктов износа в картерном масле;

– разработать математическую модель диагностирования по второй пробе (допороговый метод);

– произвести исследование взаимосвязи параметров работающего масла и текущего технического состояния главных судовых дизелей;

– исследовать действие различных препаратов (ремонтно-восстановительных составов) для получения возможности их классификации по результату действия;

– осуществить практическое применение диагностирования по анализу картерного масла ДВС для выбора РВС и дать рекомендации производству.

Во второй главе изложены теоретические предпосылки для выбора препаратов РВС в зависимости от текущего технического состояния ДВС определяемого по значению диагностических параметров по анализу картерного масла.

Предположим, что количество изношенного слоя следует компенсировать аналогичным количеством привнесенного слоя (материала РВС) (рисунок 1).

Рисунок 1 – Баланс продуктов износа

Тогда принятие решения по результату анализа смазочного масла по одному элементу-индикатору (диагностическому параметру) будет выглядеть, как показано на рисунке 2. Обычно диагностических параметров несколько. Это результаты физико-химического анализа масла (температура вспышки; кинематическая вязкость; механические примеси; щелочное число и др.), и результаты спектрального анализа (количественное содержание металлов: железо; алюминий; олово; кремний и др.).

Рисунок 2 – Алгоритм принятия решения

В общем виде на рисунке 2 элементы-индикаторы представлены как Хj так как предлагаемый подход един. Как следует из предлагаемого алгоритма, необходимо произвести сравнение с пороговыми значениями – нормативами.

Способы определения пороговых значений могут быть различными. В настоящей работе применялся способ получения пороговых значений, который надёжно зарекомендовал себя при работе на предприятиях речного флота и изложен в СТП 314.536.0-01-88.

Приняв величину надежности диагноза равной 0,95, что соответствует уровню необходимой надежности двигателей, отказ которых не грозит немедленной гибелью людей. Уровень пересечет эти кривые в точках А и В. Это пороговые значения. Очевидно, что при получении текущего анализа, попавшего ниже точки А (рисунок 3), двигатель можно считать исправным с вероятностью большей 0,95; выше точки В – двигатель неисправен с вероятностью большей, чем 0,95. Между точками А и В находится зона отказа от распознавания (зона неопределенности).

Необходимо связать текущее техническое состояние с возможностью применения препарата для двигателя, который улучшит его работу. Для этого применим контрольные уровни. Исходным будем считать, применительно к нашей работе, пороговое значение А, соответствующее X0, как нормальному уровню диагностического параметра. Предупредительный уровень, их будет три (рисунок 3). Это предположение основано на кривой В.Ф. Лоренца (приработка; установившейся износ; аварийный износ).

Рисунок 3 – Оценка отклонений по предельным уровням

До достижения текущей концентрацией, параметром X(t) отклонения X0 +1 – применяем препарат, входящий в группу 1или 2, если значение текущей концентрации выше предупредительного уровня 2, но ниже предельного 3, то применять препараты только группы 3. Если текущее значение параметра X(t) превысило пороговое значение В, то использование любых препаратов не целесообразно – следует применять традиционный ремонт.

Уровни 1, 2 и 3 определяются на основании испытаний, но в первом, начальном их использовании возможно, учитывая случайную нестабильность диагностического параметра, принять

, (1)

где х – среднеквадратичное отклонение параметра.

При первоначальном использовании данного алгоритма выбора препарата, следует применить

. (2)

Необходимо постоянное оценивание выборок. Можно оценить достоверность различия с помощью критерия Стьюдента или Фишера.

Рассчитав пороговые значения и проведя сравнение (рисунок 2), возможно приступить к выбору РВС.

Рассмотрим известное уравнение Пахомова Э. А.

, (3)

где – общий объем масло-системы, л.; – масса изношенных элементов в системе, г.

Если учесть потери с угаром и фильтрации, а также начальную концентрацию, , получим

, (4)

, (5)

Имея выборку предшествующих значений по отобранным пробам масла, (рисунок 3), составим систему уравнений

, (6)

где – объем выборки.

Обозначив

, (7)

Получим

, (8)

. (9)

Массу РВС, которую следует привнести, если текущая концентрация элемента-индикатора соответствует , а предшествующие значения концентраций известны (), можно определить по формуле с учетом угара и маслофильтра

. (10)

Однако время, затрачиваемое на накопление статистического материала для расчета пороговых значений велико. Поэтому применение
допорогового метода диагностирования ДВС, начиная со второй пробы, позволяет обосновать выбор необходимого РВС для ДВС в текущем техническом состоянии.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.