Вопросы моделирования технического состояния цилиндропоршневой группы и анализ особенностей применяемых методик
Modeling issues of the technical state of the cylinder-piston group and analysis of the used methods’ peculiarities

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

моделирование, анализ, техническое состояние, цилиндропоршневая группа, герметичность, параметры, надежность, modeling, analysis, technical condition, cylinder-piston group, tightness, parameters, reliability

АННОТАЦИЯ

Авторы: Гриценко А. В., Караулов А. В., Барышников С. А., Рождественский Ю. В., Старунов А. В.

Как показывает анализ состояния вопроса, на сегодняшний день активными темпами развивается отрасль цифрового машиностроения, основой которого является проектирование и разработка новых интеллектуальных систем автотракторных средств с целью унификации, активного использования существующего опыта и обеспечения высоких ресурсных параметров узлов и систем. Установлено, что внедрение новых систем и узлов приводит к весомому приросту нагрузок и появлению дополнительных факторов снижения надежности автотракторных средств. Отмечено взаимовлияние друг на друга таких узлов, как система питания, цилиндропоршневая группа, турбокомпрессорный наддув, система выпуска, которые в комплексе могут существенно усложнять контроль технического состояния. Такой базовый узел, как цилиндропоршневая группа, становится уязвимым к разного рода факторам, ухудшающим надежность. Новые системы и принципы их конструирования делают невозможным применение существующих методов и средств диагностирования. Наличие роботизированных коробок передач, компактных головок цилиндров с длинными каналами под форсунки и свечи зажигания, неудобных компоновок систем делает невозможным использование известных методов. Был проведен анализ наиболее известных методов и средств диагностирования цилиндропоршневой группы: контроля компрессии, неравномерности вращения коленвала двигателя, температурных параметров в цилиндре, вибропараметров, утечек газов и установлены значительные недостатки, связанные с низкой универсальностью, неприемлемой точностью и достоверностью представленных средств и методов диагностирования. Для возможности исключения кардинальных недостатков предлагается новый метод диагностирования цилиндропоршневой группы по мгновенной величине давления в камере сгорания при прокрутке коленчатого вала двигателя на малых скоростях внешним устройством. Предложенный метод имеет высокую адаптивность под конструктивные инновации современных двигателей, обладает высокой универсальностью, достоверностью и точностью. Для проведения дальнейших экспериментальных работ подготовлен экспериментальный стенд на базе дизельного двигателя Д-240 трактора МТЗ-80. Разработана методика и технология процесса диагностирования цилиндропоршневой группы новым методом. В перспективе предполагается проведение полнофакторного эксперимента, обработки и анализа полученных данных. Результаты проведенного исследования могут быть использованы специалистами в области разработки, исследования и эксплуатации автотракторных средств в сельском хозяйстве.

Abstract:

NAME: Modeling issues of the technical state of the cylinder-piston group and analysis of the used methods’ peculiarities
AUTOR: Gritsenko A. V., Karaulov A. V., Baryshnikov S. A., Rozhdestvensky Yu.V., Starunov A. V.

As the analysis of the state of the issue shows, the digital engineering industry is currently developing very actively. The basis of this industry is design and development of new intelligent systems of automotive and tractor vehicles for the purpose of unification, active use of existing experience and ensuring high resource parameters of units and systems. It has been established that the introduction of new systems and units leads to a significant increase in loads and the emergence of additional factors reducing the reliability of automotive and tractor vehicles. It has been noted the mutual influence of such units as the power supply system, cylinder-piston group, turbocharger supercharging, exhaust system, which together can significantly complicate the monitoring of the technical condition. Such a basic unit as a cylinder-piston group becomes vulnerable to various factors that worsen reliability. New systems and principles of their design make it impossible to use existing diagnostic methods and tools. The presence of robotic gearboxes, compact cylinder heads with long channels for injectors and spark plugs, inconvenient system layouts make it impossible to use known methods. An analysis of the most known methods and tools for diagnosing a cylinder-piston group was carried out: compression control, uneven rotation of the engine crankshaft, temperature parameters in the cylinder, vibration parameters, gas leaks. It was identified significant shortcomings related to low universality, unacceptable accuracy and reliability of the presented diagnostic tools and methods. It is offered a new method for diagnosing the cylinder-piston group by the instantaneous value of pressure in the combustion chamber when cranking the engine crankshaft at low speeds with an external device In order to eliminate cardinal shortcomings. The proposed method has high adaptability to design innovations of modern engines, has high versatility, reliability and accuracy. An experimental stand based on the D-240 diesel engine of the MTZ-80 tractor has been prepared for further experimental work. A methodology and technology for the process of diagnosing the cylinder-piston group by a new method have been developed. In the future, it will be planned to conduct a full-factorial experiment, process and analyze the obtained data. The results of the study can be used by specialists in the field of development, research and operation of motor vehicles in agriculture.