Повышение долговечности турбокомпрессоров автотракторных дизельных двигателей путем установки автономной смазочной системы в постгарантийный период эксплуатации

• Автор: Орлов, Никита Васильевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 151 с. : ил.

РЕФЕРАТ
ТУРБОКОМПРЕССОР, ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТЬ, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ, ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ, ТЕМПЕРАТУРА ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА, АВТОНОМНАЯ СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА, ОСТАНОВКА ДИЗЕЛЯ
Диссертационная работа изложена на 119 страницах, содержит 72 рисунка, 20 таблиц, 159 литературных источников и приложения.
В диссертационной работе рассмотрены факторы, влияющие на работоспособность турбокомпрессора автотракторных дизельных двигателей, основным из которых является высокая теплонапряженность деталей турбокомпрессора.По результатам анализа долговечности турбокомпрессоров выявлено, что наиболее теплонапряженным режимом является режим остановки дизеля. Проведенные исследования показали, что эффективным способом снижения теплонапряженности подшипникового узла турбокомпрессора на режиме остановки дизеля является использование автономной смазочной системы.
Аналитически определена зависимость температуры подшипникового узла турбокомпрессораТКР 7С-6 от времени с момента остановки дизеля. Рассмотрено влияние режима работы дизеля перед остановкой на величину максимальной температуры подшипникового узла турбокомпрессора.

Стендовые исследования в условиях ОАО завод двигателей «КАМАЗ», г.

Набережные Челны, подтвердили аналитические зависимости теплового состояния подшипникового узла турбокомпрессора. При проведении эксплуатационных исследований внедрения опытных автономных смазочных систем установлено, что увеличение межремонтного ресурса турбокомпрессоров составилоне менее 70%.
Обоснованы основные характеристики автономной смазочной системы турбокомпрессора, приведен расчет ее основных элементов и разработана схема установки предложенной системы.
Использование автономной смазочной системы позволяет снизить простои в техническом обслуживании (ТО) и ремонте (Р) на 4,3%. Годовой экономический эффект составляет 15600 руб/авт. Окупаемость автономной смазочной системы наступает на первом году эксплуатации.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ
1.1. Анализ конструкций ресурсоопределяющих элементов турбокомпрессоров
1.1.1.Конструктивные особенности подшипниковых узлов
турбокомпрессоров
1.1.2. Анализ основных отказов турбокомпрессоров
1.1.3. Пути повышения долговечности турбокомпрессоров
1.2. Изменение технического состояния элементов турбокомпрессора в процессе эксплуатации
1.3. Условия работы турбокомпрессоров
1.4. Выводы и задачи исследования
2. МЕТОДИКА И ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Общие методика и программа исследования
2.2. Методика аналитического исследования
2.3. Методика экспериментального исследования
2.4. Схемы измерений элементов турбокомпрессора
2.5. Методика эксплуатационных исследований
2.6. Методика планирования эксперимента
2.7. Выводы
3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ 49 ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА ТУРБОКОМПРЕССОРА
3.1. Моделирование теплонапряженного состояния корпуса подшипников турбокомпрессора ТКР 7С-
3.2. Моделирование теплового состояния элементов турбокомпрессора ТКР 7С-
3.2.1. Системный анализ тепловых потоков в турбокомпрессоре ТКР 7С-
с автономной смазочной системой
3.2.2. Математическая модель тепловых процессовв турбокомпрессоре
ТКР 7С-
3.2.3. Математическая модель механических и газодинамических процессов
в турбокомпрессоре ТКР 7С-
3.2.4. Математическая модель гидродинамических процессов в
подшипниковом узле турбокомпрессора ТКР 7С-6с автономной смазочной системой
3.2.5. Структурные схемы математических моделей тепловых и

гидродинамических процессов турбокомпрессора ТКР 7С-
3.2.6. Результаты математического моделирования
3.3. Выводы
4.АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Анализ результатов исследований изменения технического состояния турбокомпрессоров ТКР 7С-6, возвращенных по рекламациям
4.2. Оценка результатов экспериментальных исследований эффективности автономной смазочной системы турбокомпрессора
4.3. Обработка результатов экспериментальных исследований
4.4. Оценка результатов эксплуатационных исследований
4.5. Сравнение результатов аналитических!! экспериментальных исследований
4.6. Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1. Устройство предложенной автономной смазочной системы
5.2. Расчет элементов автономной смазочной системы
5.2.1. Выбор масляного насоса
5.2.2. Расчет привода масляного насоса
5.2.3. Расчет масляного радиатора
5.2.4. Расчет заправочного объема масляного бака
5.2.5. Расчет трубопроводов
5.3. Разработка схемы включения автономной смазочной системы
5.4. Технико-экономическая оценка использования автономной смазочной системы турбокомпрессоров
5.5. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список используемой литературы
Приложение
Приложение
Приложение

моделирования с данными экспериментов по показателям в виде статических оценок.
2.3. Методика экспериментального исследования
Исследования влияния автономной смазочной системы на тепловое состояние элементов турбокомпрессора проводились в лабораторных условиях завода двигателей ОАО «КАМАЗ», г. Набережные Челны. Автономная смазочная система монтировалась на двигатель КАМАЗ 740.64—420, установленный на стенде НОШВА. Двигатель укомплектован турбокомпрессорами марки ТКР 7С-6. Внешний вид стенда и пульта управления представлен на рисунках 2.2 - 2.3.
Испытательный стенд укомплектован необходимым оборудованием и приборами, точность которых соответствует требованиям ГОСТ 14846-81 [21, 108]. Все приборы испытательного стенда аттестованы и тарированы в соответствии с ГОСТ [22, 23]. Измерительное оборудование стенда позволяет проводить измерения следующих параметров работы двигателя:
- частота вращения коленчатого вала;
- температура и давление выхлопных газов;
- температура и давление наддуваемого воздуха;
- моточасы работы двигателя;
- давление картерных газов;
- температура охлаждающей жидкости;
- температура и давление масла в системе смазки;
- нагрузка, создаваемая тормозным устройством;
- расход топлива.
На пульте управления имеются контрольные лампы наиболее важных параметров работы двигателя, таких как температура и давление масла, температура охлаждающей жидкости и другие. При включении соответствующей лампы и отсутствии реакции оператора стенд автоматически производит остановку двигателя.