Affiliation:
1. Южно-Уральский государственный аграрный университет
2. филиал Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева
3. Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» Министерства обороны Российской Федерации, филиал в г. Челябинске
Abstract
В сельскохозяйственном машиностроении активно используется турбонаддув. Турбокомпрессоры (ТКР) сегодня устанавливают на 90 % автотракторной техники, используемой в сельском хозяйстве. В результате анализа сформулирована проблема замещения электронных компонентов и систем на более простые решения: установку в систему смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) двух гидроаккумуляторов (ГАКБ) – прокачивающего и питающего. Рассмотрение теории вопроса показывает, что использование ГАКБ в системе смазки позволяет к 180-й секунде, прошедшей с момента выбега, снизить температуру подшипника ротора ТКР на 15 °С. Проведенные расчеты позволили установить объемы рабочих камер ГАКБ прокачивающего и питающего, которые соответственно составили 4,5 и 1,2 литра. В методической части исследования представлены спроектированные ГАКБ и схема модернизированной системы смазки. В экспериментальной части работы установлено, что в штатном режиме при остановке ДВС время снижения величины давления перед подшипником ТКР до 0 составляет менее 5,25 секунды. Тогда как время выбега турбокомпрессора продолжается от 10 до 20 секунд в зависимости от режима. Таким образом ¾ времени выбега подшипник находится при подпитке нулевым давлением. Установка ГАКБ позволяет более 20 секунд поддерживать рабочее давление у подшипника. Так, при начальном давлении 0,599 МПа к концу 20-й секунды оно снижается всего на 0,13 МПа, обеспечивая с высоким запасом подпитку подшипника ТКР поступающим свежим маслом. Результаты экспериментальной работы с учетом варьирования температуры входного масла в подшипник турбокомпрессора Твх = 70…90 °С позволяют определиться с границами эффективности работы подшипников ТКР, их подпитки и лучшей прокачиваемости масла. В рабочих зонах частот вращения вала ротора ТКР 65 000–75 000 мин–1 при минимальных входных давлениях 0,10–0,15 МПа рабочая температура масла повышается до 111 °С, что является близким результатом к предельным значениям температур масла. Повышение величины давления масла до 0,25 МПа в зоне тех же частот вращения вала ротора ТКР приводит к снижению температуры масла до 106 °С. Правильная подборка рабочих объемов ГАКБ позволяет избежать перегрева подшипников и масла, обеспечив при этом эффективную работу ДВС на любых возможных режимах.
Publisher
FSBEI of Higher Education "South Ural State Agrarian University"
Reference23 articles.
1. 1. Плаксин, А. М. Результаты экспериментальных исследований времени выбега ротора турбокомпрессора ТКР-11 / А. М. Плаксин, А. В. Гриценко, А. Ю. Бурцев // Вестник Челябинской государственной агроинженерной академии. – 2014. – Т. 70. – С. 130–135.
2. 2. Глемба, К. В. Диагностирование коренных и шатунных подшипников кривошипно-шатунного механизма / К. В. Глемба, А. В. Гриценко, О. Н. Ларин // Вестник ЮУрГУ. – Сер. : Машиностроение. – 2014. – Т. 14. – № 1. – С. 63–71.
3. 3. Галиев, И. Г. Индивидуальная система смазки подшипникового узла турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания / И. Г. Галиев, А. Т. Кулаков, А. Р. Галимов // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. – 2020. – № 2 (68). – С. 252–258.
4. 4. Математическая модель индивидуальной системы смазки подшипника турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания / И. Г. Галиев, К. А. Хафизов, Р. Р. Шайхутдинов, А. Р. Галимов // Техника и оборудование для села. – 2020. – № 4 (274). – С. 39–43.
5. 5. Галиев, И. Г. Модернизация системы смазки подшипникового узла турбокомпрессора автотракторного двигателя / И. Г. Галиев, К. А. Хафизов, Ф. Х. Халиуллин // Вестник Казанского ГАУ. – 2019. – Т. 14. – № 1 (52). – С. 71–76.