Обоснование средств диагностирования турбокомпрессоров мобильных энергетических средств

• Автор: Алексеев, Олег Алексеевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
1. Анализ проблемы повышения качества эксплуатации, диагностирования и ремонта мобильных энергетических

средств с газотурбинным наддувом.

1.1 Исследование факторов, характеризующих нестандартные условия работы автотракторных турбокомпрессоров.

1.2 Основные причины и следствия отказов турбокомпрессоров.

1.3 Влияние технического состояния турбокомпрессоров на

экологические показатели мобильных энергетических средств

1.4 Обзор действующих безразборных способов определения

технического состояния турбокомпрессоров.

Выводы по главе 1
2. Теоретические основы вибрационных излучений
турбокомпрессора, его износа и прогнозирования ресурса.
2.1 Вибрация турбокомпрессора аэродинамической природы
2.2 Вибрация турбокомпрессора механической природы
2.3 Теория прогнозирования ресурса и процесс изменения
параметров технического состояния машин
2.3.1 Прогнозирование остаточного ресурса по среднему
статическому изменению параметра технического состояния.
2.3.2 Прогнозирование остаточного ресурса по реализации
изменения параметра технического состояния.
Выводы по главе 2
3. Программа и методика экспериментальных исследований
3.1 Выбор и обоснование параметров диагностирования
турбокомпрессоров
3.2 Регрессионная модель для параметрического прогноза
ресурса турбокомпрессора.
3.3 Описание экспериментальной установки
3.4 Методика проведения эксперимента
Выводы по главе 3
4. Результаты определения и прогнозирования остаточного
ресурса турбокомпрессора.
4.1 Методика обработки экспериментальных данных и
определение качественных обусловленностей ресурса турбокомпрессора с диагностическими параметрами.
4.2 Анализ поверхностей отклика основных параметров факторов и определение фактической наработки турбокомпрессора
4.3 Параметрический прогноз остаточного ресурса
турбокомпрессора
4.4 Результаты оптимизации ресурса турбокомпрессора.
Выводы по главе 4.
5. Техникоэкономические обоснования проведенных исследований
5.1 Методика экономической оценки предлагаемого технического
решения.
5.2 Расчет ожидаемого техникоэкономического эффекта
Вывод по главе 5
Общие выводы
Литература


Ротор (вращающаяся часть) турбокомпрессора состоит из рабочего колеса турбины и приваренного к нему вала 6, рабочего колеса 7 компрессора, установленного на шлицах на валу 6 и закрепленного гайкой 5, втулок и . Рабочее колесо турбины отлито из легированной жаропрочной стали, а рабочее колесо компрессора—из алюминиевого сплава. Вал ротора вращается во втулке 2, изготовленной из высокооловянистой бронзы. Она устанавливается в центральной бобышке среднего корпуса с зазором 0,—0, мм. Слой масла, попадающий в этот зазор, образует упругую подвеску подшипника, улучшающую его работу. От осевого перемещения и вращения втулка удерживается планкой . СМД-К) или центрифуги (дизель СМД-К). Перед поступлением в канал масло очищается в дополнительном фильтре с ленточно-щелевым фильтрующим элементом. Из турбокомпрессора масло сливается в поддон картера через маслоотводящую трубку. При номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля ротор ТКР делает несколько десятков тысяч оборотов в минуту ( тыс. ТКР-7Н1). Вращаясь, колесо компрессора засасывает через воздухоочиститель воздух и нагнетает его под избыточным давлением 0,4-0,8 кгссм2 по впускному трубопроводу в цилиндры дизеля [,0,1]. Работа турбокомпрессора в составе комбайновых, тракторных и автомобильных дизелей в условиях сельского хозяйства характеризуется как тяжелая и напряженная [], если сравнивать с техникой транспортного назначения, эксплуатирующейся по дорогам, преимущественно, с усовершенствованным покрытием. Это существенно затрудняет реализацию заданного рабочего ресурса ТКР. Объясняется это жесткой динамикой изменения тягового и скоростного режима работы дизеля, так как на комбайнах и тракторах двигатель выполняет сразу несколько функций: движение, привод агрегатов, буксировка и т. К примеру, на автомобиле КамАЗ технической документацией предусмотрено два тепловых режима работы ТКР - постоянный, при температуре газов в корпусе турбины 0-0°С, и кратковременный (в течении 1 часа) при температуре 0°С [,0,1]. Но конструктивно на ТКР не предусмотрена система контроля данных режимов. Соответственно при высоких нагрузках на дизель неизбежна тепловая перегрузка ТКР. Также напряженная работа ТКР обусловлена сильной запыленностью воздуха, более 1 г/м3. Коэффициент очистки воздуха в современных двигателях составляет ,9 %, поэтому проход через неплотности в соединениях впускного тракта всего 1% воздуха в раз увеличивает поступление пыли в двигатель []. Поэтому на практике ремонт ТКР осуществляется не в зависимости от его технического состояния, а при достижении им предельного неработоспособного состояния (внезапного отказа) [4,]. Все выше перечисленные внешние физические факторы рассмотрены на примере сельскохозяйственных угодий Оренбургской области, где при резком континентальном климате диапазон изменения температуры воздуха составляет в среднем от - °С до +°С, со среднегодовым количеством осадков до 0 мм, скорость ветра в степных районах достигает более м/с. Разнообразность типов рельефа местности (равнинная, холмистая, увалистая, низкогорная, мелкосопочная) и состояние дорог Оренбургской области, тоже в свою очередь оказывают существенное влияние на тягово-силовые свойства и общий ресурс техники [0]. Такая зависимость рассмотрена на примере автомобиля КамАЗ моделей , 5, 5, 6, 4, 8, применяемых в сельском хозяйстве, и представлена в таблице 1. Из значений, приведенных в таблице 1. Т - км. Такие корректировки являются вынужденными мероприятиями для поддержания заданного ресурса. Но статистика показала, что средний ресурс ТКР на двигателях автомобилей КамАЗ составляет - тыс. А установка ТКР зарубежного производства, существенно ситуацию не меняет. Таблица 1. Категория условий эксплуата- ции. Зона движения. Условия движения. Дорожи ое покрыти е и рельеф местное -ти Периодичность ТО и допустимый интервал отклонений в км. II За пределами пригородной зоны (более км от границы города) В малых городах (до 0 тыс. В малых городах (до 0 ты с. В больших городах (более 0 тыс. Д1-Р1- Р5; Д2-Р1-Р4; ДЗ-Р1-РЗ; Д4-Р1. V (более км от границы города) В малых городах (до 0 тыс. В больших городах (более 0 тыс. Периодичность для целей планирования.