Eng
Главная
Последний документ


Патент № 2415176


Научное руководство



Зуев Валерий Владимирович

Доктор геол.-минер. наук, академик РАЕН, автор четырех научных открытий, в которых выявлены новые энергетические подходы к объяснению и предсказанию физико-химических свойств минеральных и других кристаллических веществ

Рекомендательное письмо...


Кто на сайте
Сейчас 73 гостей онлайн
Порт


Порт
 
Диагностическое обследование главного двигателя 6ЧНСП 18/22 теплохода «ЛУГА», ч.2 (ТА «Дизель Тест»)

ОТЧЕТ
о диагностических обследованиях
главного двигателя 6ЧНСП 18/22 т/х «ЛУГА»

2.2.2 Топливная аппаратура. Оценка исправности форсунок и насосов высокого давления по индикаторным показателям

Методы проверки

Метод проверки исправности ТА по отклику цилиндра на нагрузку двигателя

Для оценки используют измеренные значения коэффициентов отклика цилиндров – показателей реакции цилиндров на нагрузку двигателя. Коэффициент отклика – отношение прироста мощности цилиндра к приросту мощности двигателя, то есть процент прироста мощности цилиндра, приходящийся на один процент прироста мощности двигателя.

В новом двигателе коэффициенты отклика всех цилиндров равны 1. Если техническое состояние ТА какого-либо цилиндра ухудшается, то мощность его снижается, а коэффициент его отклика падает. При этом мощности исправных цилиндров растут, так как они «додают» ту часть мощности, которую теряет цилиндр с неисправной ТА. Растут и коэффициенты отклика исправных цилиндров. Таким образом, в эксплуатируемом двигателе коэффициенты отклика цилиндров имеют значения как большие, так и меньшие единицы.

Связь состояния ТА с величиной коэффициента отклика показана в таблице.

Коэффициент отклика цилиндра Состояние топливной аппаратуры цилиндра
свыше 0,94 хорошее
от 0,7 до 0,94 удовлетворительное
менее 0,7 неудовлетворительное

Измеренные значения отклика наносят на график, где выделены области возможных состояний ТА.

Метод проверки исправности ТА по приросту давления при сгорании

Для оценки используют измеренные значения прироста давления при сгорании. Они равны разности максимального давления сгорания и давления конца сжатия. Измеренные значения прироста наносят на график, где выделены три области: нормальных, повышенных и пониженных значений.

В область повышенных значений измеренные значения попадают в том случае, если горение топлива начинается слишком рано, то есть угол начала подачи выставлен с опережением, большим требуемого. В область пониженных значений измеренные значения попадают в двух случаях. Во-первых, если горение топлива начинается слишком поздно, то есть угол начала подачи выставлен с опережением, меньшим требуемого. Во-вторых, при неисправностях топливной аппаратуры, вызывающих ухудшение качества топливовоздушной смеси и уменьшающих скорость сгорания топлива в рабочем цилиндре.

В область нормальных значений измеренные значения попадают в том случае, если процесс горения топлива протекает нормально.

Метод проверки исправности ТА по сходству процессов сгорания в цилиндрах

Из индикаторных диаграмм всех цилиндров, отснятых на режимах повышенной мощности, выделяют фрагменты с процессами сгорания. Выделенные фрагменты совмещают способом наложения. Среди фрагментов находят такие, на которых процесс сгорания нормален или наиболее близок к нормальному, и принимают их в качестве эталона для сравнения с другими фрагментами. Ищут существенные расхождения в протекании процессов в разных цилиндрах и связывают эти расхождения с неисправностями. Например, более пологую линию нарастания давления при сгорании в каком-либо цилиндре связывают со сниженной скоростью выделения тепла в первых фазах сгорания. Это снижение – результат либо плохого распыливания топлива, либо уменьшения подаваемого потока топлива из-за утечек или из-за добавочного сопротивления, возникающего при закоксовывании распыливающих отверстий.

Результаты проверок

Проверка по отклику (рисунок 9) показывает, что по данным на 27.12.2004 г. коэффициент отклика цилиндра 2 попадает в область неудовлетворительного состояния, а коэффициент цилиндра 3 – в область удовлетворительного состояния. Коэффициенты остальных цилиндров попадают в область хорошего состояния.

Проверка по приросту показывает, что на 28.10.2004 г. (рисунок 10) прирост во всех цилиндрах попадал в область нормальных значений.

На 27.12.2004 г. (рисунок 11) прирост в цилиндре 6 попадает в область повышенных значений. Это – следствие того, что угол начала сгорания топлива в этом цилиндре смещен в сторону опережения (рисунок 3). Приросты в цилиндрах 2 и 3 попадают в области пониженных значений. Причиной пониженных значений прироста в данном случае не могут быть поздние углы начала подачи (смотрите рисунок 3). Следовательно, причина – неисправность топливной аппаратуры этих цилиндров.

При проверке исправности по сходству процессов сгорания в качестве эталонов выбраны процессы сгорания в цилиндрах 1, 4 и 5. В этих цилиндрах нормален отклик на нагрузку, нормален прирост давления при сгорании, нормальны углы подачи топлива. Сравнение процесса сгорания в цилиндре 2 с эталонами показывает (рисунок 12), что на малой нагрузке сгорание в этом цилиндре мало отличается от эталонов. Но на повышенной нагрузке хорошо видна пологость линии нарастания давления при сгорании, которая говорит о снижении скорости выделения тепла в данном цилиндре. Снижение скорости выделения тепла с ростом нагрузки – свидетельство плохого качества распыливания топлива, то есть неисправности форсунки.

Сравнение процесса сгорания в цилиндре 3 с эталонами показывает (рисунок 13), что сгорание в этом цилиндре отличается от эталонов сниженной скоростью выделения тепла, как на малой, так и на повышенной нагрузке. Такая особенность процесса характерна при использовании распылителя с уменьшенным проходным сечением. Возможно, в форсунке цилиндра 3 распылитель имеет закоксованные отверстия. Возможно, он относится к другой модификации с отверстиями уменьшенного диаметра.

Сравнение процесса сгорания в цилиндре 6 с эталонами показывает (рисунок 14), что сгорание в этом цилиндре отличается от эталонов только тем, что в нем сгорание начинается раньше примерно на 4 градуса ПКВ. Это результат отклонения в регулировке угла начала подачи топлива.

Выводы

Топливная аппаратура цилиндра 2 работает неудовлетворительно. Предполагаемая причина – неисправность распылителя. Рекомендация – сменить форсунку, восстановить распылитель.

Топливная аппаратура цилиндра 3 работает удовлетворительно. Предполагаемая причина сниженной оценки – использование распылителя с уменьшенным проходным сечением. На режимах повышенной нагрузки такой распылитель снижает мощность цилиндра и увеличивает дымность выпускных газов. Длительное использование такого распылителя нежелательно. Рекомендация – сменить форсунку, выбраковать распылитель.

Топливная аппаратура остальных цилиндров исправна. В цилиндре 6 необходимо угол начала подачи топлива сдвинуть на 4 градуса ПКВ в сторону запаздывания.

Рис. 9. Отклик цилиндров на рост нагрузки двигателя

Рис. 10. Прирост давления при сгорании в цилиндрах двигателя 28.10.2004 г.

Рис. 11. Прирост давления при сгорании в цилиндрах двигателя 27.12.2004 г.

Рис. 12. Проверка сходства эталонных процессов сгорания в цилиндрах 1, 4 и 5 с процессом сгорания в цилиндре 2 (27.12.2004 г)

а) режим 474 об/мин и 33,9% индикаторной мощности

б) режим 589 об/мин и 56,5% индикаторной мощности

Рис. 13. Проверка сходства эталонных процессов сгорания в цилиндрах 1, 4 и 5 с процессом сгорания в цилиндре 2 (27.12.2004 г.)

а) режим 474 об/мин и 33,9% индикаторной мощности

б) режим 589 об/мин и 56,5% индикаторной мощности

Рис. 14. Проверка сходства эталонных процессов сгорания в цилиндрах 1,4 и 5 с процессом сгорания в цилиндре 6 (27.12.2004 г.)

а) режим 474 об/мин и 33,9% индикаторной мощности

б) режим 589 об/мин и 56,5% индикаторной мощности

2.2.3 Крышки цилиндров. Оценка загрязненности воздушных и газовых каналов по показателям наполнения цилиндров

Влияние загрязненности воздушных и газовых каналов на работу двигателя

Загрязнение воздушных каналов. В ходе эксплуатации двигателя на поверхностях воздушных каналов образуются отложения, состоящие из копоти, пыли и конденсата масляных паров, содержащихся в поступающем воздухе. Другой источник образования отложений – несгоревшие частицы топлива и масла, содержащиеся в выпускных газах, забрасываемых в малых количествах в воздушный канал из цилиндра в начальной фазе открытия впускного клапана.

Загрязнение газовых каналов. Источник образования отложений – несгоревшие частицы топлива и масла, содержащиеся в выпускных газах и осаждающиеся на стенках каналов. Горючая часть отложений, соприкасаясь с выпускными газами, постепенно выгорает. На стенках остаются твердые зольные образования.

Негативные последствия загрязнений – уменьшение площади проходных сечений каналов.

Уменьшение площади сечения воздушного канала уменьшает воздушный заряд цилиндра и увеличивает тепловую нагрузку цилиндра. Вызывает рост мощности, затрачиваемой цилиндром на всасывание воздуха, а значит, снижает механический КПД и увеличивает удельный расход топлива.

Уменьшение площади сечения газового канала увеличивает сопротивление выпуску газов. Вызывает рост мощности, затрачиваемой цилиндром на выталкивание газов, а значит, снижает механический КПД и увеличивает удельный расход топлива. Кроме того, рост противодавления приводит к увеличению доли остаточных газов и к снижению доли кислорода в воздушном заряде.

Для предотвращения негативных последствий служит периодическая оценка загрязненности, по результатам которой определяют необходимость очистки каналов крышек цилиндров.

Методы оценки загрязненности

Метод оценки по величине коэффициента наполнения

Значение коэффициента наполнения определяют по индикаторным диаграммам, отснятым на режимах холостого хода или малой нагрузки. Величина коэффициента наполнения у нового двигателя и двигателя, прошедшего полную очистку, лежит в диапазоне 0,85-0,94. При загрязнении воздушного канала коэффициент наполнения снижается. Область значений в диапазоне от 0,78 до 0,85 принято считать областью повышенных потерь заряда воздуха при наполнении, приемлемых в эксплуатации. Область значений, лежащих ниже 0,78, принято считать областью чрезмерных потерь. Попадание измеренных значений в эту область сигнализирует о необходимости очистки каналов крышек.

При использовании метода следует иметь в виду, что причиной потерь заряда воздуха при наполнении могут быть отклонения в фазах открытия – закрытия органов газораспределения. Поэтому выводы о загрязненности каналов крышек делают с учетом результатов проверки фаз газораспределения.

Метод оценки сходства насосных процессов во всех цилиндрах

Из индикаторных диаграмм всех цилиндров выделяют фрагменты с процессами всасывания воздуха и выталкивания газов. Выделенные фрагменты совмещают способом наложения и ищут существенные расхождения в протекании насосных процессов в разных цилиндрах. Отклонение в каком-либо цилиндре линии всасывания в область пониженного давления означает повышенное загрязнение воздушного канала в крышке этого цилиндра. Отклонение линии выталкивания в область повышенного давления означает повышенное загрязнение газового канала. При оценке отклонений линии выталкивания учитывают влияние, оказываемое неравномерной нагрузкой цилиндров.

Результаты оценки загрязненности

На рисунке 15 показаны результаты измерения коэффициента наполнения. Измерения показывают, что во всех цилиндрах потери заряда при наполнении соответствуют норме.

На рисунке 16 видно, что насосные процессы во всех цилиндрах протекают практически одинаково.

Выводы

В настоящее время загрязненность крышек цилиндров мала и не создает препятствий для нормального воздухоснабжения цилиндров, необходимость в очистке отсутствует.

Рис. 15. Коэффициенты наполнения цилиндров двигателя

Рис. 16. Проверка сходства насосных процессов в цилиндрах двигателя 27.12.2004 г. (33,9% индикаторной мощности, 474 об/мин)

2.2.4 Система воздухоснабжения. Оценка исправности по соответствию фактических характеристик базовым характеристикам

Методы проверки исправности

Метод проверки загрязнения воздушной части системы

В ходе эксплуатации воздушная часть системы – проточные части воздушного фильтра, компрессора, воздухоохладителя – загрязняются копотью и пылью, смешанной с конденсатом масляных паров. Эти загрязнения вызывают рост сопротивления на входе в воздушный ресивер.

Для проверки загрязненности воздушной части системы используют значения давления воздуха в ресивере, полученные на режимах холостого хода. Базовый уровень, соответствующий незначительному загрязнению, определяют по замерам, полученным на двигателе, вышедшем из ремонта.

Для реализации метода используют график вида «давление в ресивере – частота вращения». На график наносят базовый уровень, соответствующий чистой системе, граничный уровень, соответствующий предельно-допустимому загрязнению, и измеренные на холостом ходу точки, соответствующие текущему состоянию воздушной части системы. По расположению измеренных точек определяют степень загрязнения воздушной части.

Метод проверки загрязнения газовой части системы по давлению наддува

В ходе эксплуатации газовая часть системы – проточная часть турбины, искрогаситель, выпускные трубы – загрязняются продуктами сгорания. Эти загрязнения на режимах нагрузки вызывают рост давления в выпускном коллекторе, в рабочих цилиндрах и в воздушном ресивере двигателя (то есть рост давления наддува). Для проверки загрязненности газовой части системы сравнивают фактические значения давления наддува, полученные на режимах швартовной характеристики, с базовыми значениями, характерными для чистой системы. Величина превышения фактических значений давления наддува над базовыми значениями, как правило, характеризует собой степень загрязнения выпускного тракта двигателя. В качестве предела загрязнения принимают такое состояние выпускного тракта, при котором давление наддува достигает номинального значения уже при мощности 70%.

Для реализации метода используют график вида «давление наддува – мощность». На график наносят базовую характеристику, соответствующую чистой газовой части системы, граничную характеристику, соответствующую предельно-допустимому загрязнению, и измеренные точки, соответствующие текущему состоянию газовой части системы. По расположению измеренных точек определяют степень загрязнения газовой части. При оценке загрязненности по давлению наддува необходимо учитывать возможность роста давления наддува по иным причинам, не связанным с загрязнением. Например, сдвиг в цилиндрах процесса сгорания на линию расширения приводит к росту энергии выпускных газов, увеличению мощности газовой турбины и повышению давления наддува. Или отключение подачи охлаждающей воды на охладитель наддувочного воздуха, которое приводит к росту температуры и давления в воздушном ресивере. В связи с этим при выработке диагноза загрязненности выпускного тракта проверяется возможность влияния указанных выше причин.

Метод проверки загрязнения газовой части системы по мощности насосных потерь

Для оценки загрязнения газовой части используют значения мощности насосных потерь на режимах холостого хода, которые определяют по индикаторным диаграммам.

Для реализации метода используют график вида «мощность насосных потерь – частота вращения». На график наносят линии, разграничивающие области малого, допустимого и чрезмерного загрязнения, а также измеренные точки, соответствующие текущему состоянию газовой части. По расположению измеренных точек определяют степень загрязнения.

Результаты измерений

Рисунок 17 показывает график, предназначенный для контроля загрязнения воздушной части системы на период до следующего ремонта. Области загрязнения на графике установлены в соответствии с приведенной ниже таблицей. Для составления таблицы использованы данные последних измерений.

Давление в ресивере, изб., бары Состояние загрязнения воздушной части
свыше -0,09 незначительное
от -0,09 до -0,12 допустимое
менее -0,12 чрезмерное

Рисунки 18 и 19 показывают графики, предназначенные для контроля загрязнения газовой части системы на период до следующего ремонта. Для разграничения областей на рисунке 19 использованы данные, накопленные при обследованиях нескольких двигателей данного типа.

Выводы

Проведенные обследования показали, что воздушная и газовая части системы воздухоснабжения находятся в исправном состоянии.

Рис. 17. Давление воздуха в ресивере на режимах холостого хода

Рис. 18. Давление воздуха в ресивере на режимах швартовной характеристики

Рис. 19. Мощность насосных потерь на режимах холостого хода

2.2.5 Рамовые подшипники. Оценка исправности по соответствию фактических показателей вибрации базовым значениям

Метод проверки исправности

В качестве диагностических показателей используют значения вибрации (размаха вибросмещения) стенок нижней части блока цилиндров. Точки измерения выбирают в плоскостях расположения рамовых подшипников. Измеряют значения вибрации в горизонтальном направлении (рисунок 20).

Для проверки используют график, на котором выделены области хорошего, удовлетворительного и неудовлетворительного состояний. На график наносят измеренные значения. По попаданию измеренного значения в ту или иную область, определяют состояние подшипника.

Результаты измерений

На рисунках 21 и 22 представлены результаты измерений, полученные 28 октября 2004 г. и 27 декабря 2004 г. Из рисунков видно, что все измеренные значения попадают в область хорошего состояния.

Вывод

Вибрационные характеристики рамовых подшипников коленчатого вала соответствуют показателям хорошего состояния.

Рис. 21. Вибрация рамовых подшипников 28 октября 2004 г.

Рис. 22. Вибрация рамовых подшипников 27 декабря 2004 г.

3. Динамика изменения состояния двигателя за период наблюдения

3.1 Цилиндропоршневая группа. Изменение герметичности уплотнений «втулка – поршневые кольца»

Рис.23. Изменение герметичности уплотнений «втулка – поршневые кольца» (оценка по потерям воздуха при сжатии на режимах холостого хода при 440 - 550 об/мин)

Цилиндры 1, 2 и 3

Цилиндры 4, 5 и 6

3.2. Рамовые подшипники. Изменение вибрации

Рис. 24. Вибрационная история рамовых подшипников

Примечание: В качестве измеренного в каждой точке значения принимают среднее двух измерений, выполненных на разных режимах швартовной характеристики.

Заключение

Задачи обследования:

28 октября и 27 декабря 2004 г выполнены диагностические обследования главного двигателя т/х «Луга».

Задачи обследования:

  • проверить по параметрам рабочего процесса регулировку степени сжатия, углов начала подачи топлива, фаз газораспределения и цикловых подач;
  • проверить состояние цилиндропоршневой группы, топливной аппаратуры, рамовых подшипников и системы воздухоснабжения;
  • оценить эффект действия ремонтно-восстановительной композиции ТСК-В, добавленной в циркуляционное масло.

Для решения поставленных задач использованы измерения, проведенные при каждом обследовании на одном режиме холостого хода и на двух режимах швартовной винтовой характеристики.

Результаты обследования:

Регулировка степени сжатия, углов начала подачи топлива, фаз газораспределения и цикловых подач

Регулировка степени сжатия во всех цилиндрах – в пределах нормы.

Регулировка углов начала сгорания топлива. Измерения, выполненные 27.12.2004 г, показывают, что углы начала сгорания во всех цилиндрах сместились, в сравнении с предыдущими измерениями, на 3-4 градуса в сторону опережения. По-видимому, это - результат изменения регулировки привода блочного насоса. После изменения регулировки в цилиндрах 3 и 6 сгорание начинается слишком рано. Фазы газораспределения всех цилиндров соответствуют норме. Регулировка цикловой подачи в цилиндрах – в пределах нормы.

Рекомендации: развернуть привод блочного насоса примерно на 4 градуса ПКВ в сторону запаздывания. Углы начала подачи топлива в цилиндры 3 и 6 сдвинуть на 2 градуса в сторону запаздывания, чтобы уменьшить разброс значений углов по цилиндрам.

Состояние цилиндропоршневой группы

Уплотнения «втулка – поршневые кольца» всех цилиндров на момент последнего обследования характеризуются хорошей герметичностью.

Состояние топливной аппаратуры цилиндров

Топливная аппаратура цилиндра 2 работает плохо. Причина – неисправность форсунки. Топливная аппаратура цилиндра 3 работает удовлетворительно. Предположительная причина ухудшения качества работы – уменьшенное проходное сечение распылителя, например, из-за закоксовывания сопловых отверстий. Топливная аппаратура остальных цилиндров исправна. Рекомендация: сменить форсунки цилиндров 2 и 3.

Состояние крышек цилиндров

В настоящее время загрязненность крышек цилиндров мала и не создает препятствий для нормального воздухоснабжения цилиндров, необходимость в очистке отсутствует.

Состояние системы воздухоснабжения

Воздушная и газовая части системы воздухоснабжения находятся в исправном состоянии.

Состояние рамовых подшипников

Вибрационные характеристики рамовых подшипников коленчатого вала соответствуют показателям хорошего состояния.

Оценка эффекта применения ремонтно-восстановительной композиции ТСК-В:

Ввод композиции улучшил герметичность уплотнений «втулка – поршневые кольца» цилиндров 1 и 3. Потери заряда воздуха при сжатии в этих цилиндрах были наибольшими. После применения ТСК-В потери в цилиндрах 1 и 3 уменьшились с 8,7% до 6,2% и с 7,4% до 5% соответственно.

Приложение 1. Процесс сгорания на индикаторных диаграммах

Процесс сгорания в цилиндрах 27 декабря 2004 г. при мощности 56,5% и частоте вращения 589 об/мин

Приложение 2. Измеренные значения давления конца сжатия и максимального давления сгорания

Измеренные значения давления конца сжатия, бары (27 декабря 2004 г.)

Измеренные значения максимального давления сгорания, бары (27 декабря 2004 г.)

Вернуться к части 1

 
Диагностическое обследование главного двигателя 6ЧНСП 18/22 теплохода «ЛУГА», ч.1 (ТА «Дизель Тест»)

ОТЧЕТ
о диагностических обследованиях
главного двигателя 6ЧНСП 18/22 т/х «ЛУГА»

1. Характеристики обследований

1.1. Задачи обследований

  • Проверить параметры регулировки двигателя после ремонта, дать рекомендации по корректировке регулировочных параметров, проверить их после корректировки.
  • Проверить техническое состояние рабочих цилиндров, топливной аппаратуры, системы воздухоснабжения.
  • Оценить эффект действия ремонтно-восстановительной композиции ТСК-В, добавленной в циркуляционное масло, на техническое состояние двигателя.

1.2. Условия обследований

Таблица 1.

Топливо – дизельное. Циркуляционное масло – DL-MP-30.
Наработка двигателя после ввода композиции ТСК-В к 27.12 2004 г – 250 часов.

1.3. Режимы обследований

Диагностирование двигателя проведено на режиме холостого хода и на двух режимах нагрузочной характеристики. Параметры режимов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

2. Состояние двигателя на момент обследований

2.1. Регулировка двигателя

2.1.1. Камеры сжатия. Соответствие фактических характеристик (степени сжатия, объема) заданным значениям

Заданные значения (справочные сведения)

Конструктивные значения:

  • объем камеры сжатия – 504 куб. см;
  • степень сжатия – 12.1.

Диапазоны заданных значений, определяемые наличием монтажных допусков:

  • объем камеры сжатия – от 480 до 530 куб. см;
  • степень сжатия – от 11,8 до 12,4.

При безразборной проверке соответствия фактических характеристик заданным значениям, проводимой в эксплуатационных условиях, учитывают влияние, оказываемое отложениями нагара. Отложения на днищах крышки и поршня могут уменьшить высоту камеры сжатия на 1 мм. Диапазоны заданных значений, рассчитанные с учетом отложений нагара:

  • объем камеры сжатия – от 450 до 530 куб. см;
  • степень сжатия – от 11,8 до 13,1.

Выход измеренных значений из диапазона заданных значений означает, что монтажные отклонения выше допустимых.

Сравнение фактических и заданных значений

Фактические значения степеней сжатия, полученные путем математической обработки индикаторных диаграмм, приведены на рисунке 1. На рисунке также обозначена область заданных значений. Из рисунка видно, что значения степени сжатия во всех цилиндрах попадают в область заданных значений.

Выводы

Параметры камер сжатия всех цилиндров двигателя соответствуют норме.

Рис.1. Значения степени сжатия в цилиндрах двигателя

2.1.2. Углы начала подачи топлива. Соответствие фактических значений нормальным

Метод проверки соответствия

Для безразборной проверки геометрических углов начала подачи используют значения углов начала сгорания топлива, так как между углом начала подачи и углом начала сгорания существует прямая связь. Углы начала сгорания определяют по индикаторным диаграммам. Результаты наносят на график вида «угол начала сгорания – индикаторная мощность». На графике выделена область нормального начала сгорания (нормальной регулировки). Ниже этой области находится область раннего начала сгорания, выше – область позднего начала сгорания.

Область раннего начала сгорания. При раннем начале сгорания двигатель работает жестко, с повышенной нагрузкой на подшипники коленчатого вала. В эту область измеренные значения попадают, если геометрический угол начала подачи топлива сдвинут в сторону опережения. Небольшой сдвиг начала сгорания в сторону опережения возможен также при слабом затяге форсуночной пружины, при зависании иглы форсунки, при закоксовывании сопловых отверстий распылителя.

Область позднего начала сгорания. При позднем начале сгорания процесс сгорания смещается на линию расширения, что увеличивает расход топлива. В область позднего начала сгорания измеренные значения попадают, если геометрический угол начала подачи топлива сдвинут в сторону запаздывания. Небольшой сдвиг начала сгорания в сторону запаздывания возможен также при слишком сильном затяге форсуночной пружины, при неплотности нагнетательного клапана.

Результаты проверки

На рисунках 2 и 3 представлены результаты измерений, выполненных 28.10.2004 г и 27.12.2004 г.

Измерения, выполненные 28.10.2004 г, показывают, что углы начала сгорания во всех цилиндрах попадают в область нормального начала сгорания. То есть регулировка геометрических углов начала подачи выполнена правильно.

Измерения, выполненные 27.12.2004 г, показывают, что углы начала сгорания во всех цилиндрах сместились, в сравнении с предыдущими измерениями, на 3-4 градуса в сторону опережения. По-видимому, это – результат изменения регулировки привода блочного насоса. После изменения регулировки в цилиндрах 3 и 6 сгорание начинается слишком рано.

Выводы

Рекомендуется развернуть привод блочного насоса примерно на 4 градуса ПКВ в сторону запаздывания. Рекомендуется также углы начала подачи топлива в цилиндры 3 и 6 сдвинуть на 2 градуса в сторону запаздывания, чтобы уменьшить разброс значений углов по цилиндрам.

Рис. 2. Углы начала сгорания в цилиндрах двигателя 28.10.2004 г.

Рис. 3. Углы начала сгорания в цилиндрах двигателя 27.12.2004 г.

2.1.3 Углы фаз газораспределения. Соответствие фактических значений нормальным

Определение области нормальных значений

Конструктивные фазы работы выпускного клапана:

  • открытие – 140 градусов поворота коленчатого вала (ПКВ) после ВМТ1 (40 гр. ПКВ до НМТ);
  • закрытие – 40 градусов ПКВ после BMT2.

Для проверки фаз работы клапана необходимо и достаточно измерить значение одного из углов. При безразборной проверке по индикаторной диаграмме измеряют угол открытия.

Область нормальных значений угла открытия выпускного клапана, определяемая наличием монтажных допусков, равных +/- 4 градусам, имеет следующие границы:

  • нижняя граница – 136 гр. ПКВ после BMT;
  • верхняя граница – 144 гр. ПКВ после BMT.

При безразборной проверке соответствия фактических характеристик заданным значениям, проводимой в эксплуатационных условиях, учитывают влияние износа деталей привода распределительного вала и привода клапанов. Износ сдвигает углы в сторону запаздывания. Нормальным принят износный сдвиг на два градуса. Область нормальных значений, учитывающая износный сдвиг:

  • нижняя граница – 136 гр. ПКВ после BMT;
  • верхняя граница – 146 гр. ПКВ после BMT.

Выход измеренных значений из области нормальных значений означает, что отклонения в регулировке выше допустимых.

Метод проверки соответствия

Угол открытия выпускного клапана определяют на крупномасштабном фрагменте индикаторной диаграммы, отображающем особенности изменения давления при движении поршня вблизи НМТ (смотрите пример на рисунке 4). Особенности состоят в следующем. При движении поршня вниз процесс расширения газа в цилиндре до открытия выпускного клапана характеризуется замедляющейся скоростью падения давления (часть кривой на рисунке, находящаяся слева от линии, условно разделяющей процесс). После открытия выпускного клапана характер процесса расширения изменяется, так как из-за вытекания газа в выпускной коллектор скорость падения давления на некоторое время возрастает (часть кривой на рисунке, находящаяся справа от линии, условно разделяющей процесс).

Момент изменения характера процесса расширения, замеченный на диаграмме, есть «видимый» угол открытия выпускного клапана. Он отстает от истинного момента открытия (отрыва клапана от седла) на угол запаздывания, необходимый для заметного изменения характера процесса расширения. Для двигателя данного типа угол запаздывания составляет 3-5 градусов ПКВ. Поэтому с достаточной для практики точностью фактические значения углов открытия выпускных клапанов определяют по формуле:

φф.вып.к. = φи.вып.к. - 4,

где: φф.вып.к. – фактический угол открытия выпускного клапана, градусы ПКВ от BMT;
φи.вып.к. – измеренный угол открытия выпускного клапана, определяемый по индикаторной диаграмме, градусы ПКВ от ВМТ;
4 – угол запаздывания, учитывающий инерционность процесса изменения давления в цилиндре, гр. ПКВ.

Для определения углов используют диаграммы, отснятые на режимах с повышенной нагрузкой. Опыт показывает, что при небольших нагрузках (значениях среднего индикаторного давления, меньших 4 бар), определение момента открытия выпускного клапана по диаграмме является менее точным, так как снижение давления в цилиндре происходит по более пологой кривой, на которой труднее заметить искомый момент.

Сравнение фактических и нормальных значений

Фактические значения углов открытия выпускных клапанов приведены на рисунке 5. Там же обозначена область нормальных значений. Из рисунка видно, что выпускные клапаны во всех цилиндрах открываются в заданном угловом промежутке.

Выводы

Углы открытия выпускных клапанов всех цилиндров отрегулированы в соответствии с нормой.

Рис. 4. Фрагмент индикаторной диаграммы, отображающий характер изменения давления в цилиндре до и после открытия выпускного клапана

Рис. 5. Углы открытия выпускных клапанов в цилиндрах двигателя

2.1.4. Цикловые подачи топлива. Отклонения от среднего значения

Заданные ограничения (справочные сведения)

Цикловые подачи топлива регулируют так, чтобы отклонения мощности цилиндров от средней по двигателю величины не превышали заданного ограничения. Размер ограничения (допустимого отклонения) устанавливают, учитывая условия эксплуатации. При эксплуатации двигателя на средней нагрузке допустимы 10-процентные отклонения мощности цилиндров от средней величины. При эксплуатации на повышенной нагрузке допустимы 7,5-процентные отклонения. При эксплуатации на полной нагрузке допустимы 5-процентные отклонения. В нашем случае размер заданного ограничения составляет 7,5%.

Метод проверки цикловых подач

Для проверки используют значения индикаторной мощности цилиндров, измеренные на всех режимах диагностирования. Эти значения наносят на графики, где выделены три области: нормальных, повышенных и пониженных значений. При анализе измеренных значений учитывают следующее.

В область повышенных значений измеренные значения попадают в том случае, если индикаторная мощность цилиндра превышает среднее по цилиндрам значение на 7,5% (проценты от полной мощности цилиндра). Причиной такого превышения среднего значения является увеличенная цикловая подача топлива в данный цилиндр (как результат ошибки при регулировке).

В область пониженных значений измеренные значения попадают в том случае, если индикаторная мощность цилиндра ниже среднего по цилиндрам значения на 7,5% (проценты от полной мощности цилиндра). Такое снижение возможно по трем причинам. Первая – уменьшенная цикловая подача топлива в цилиндр (как результат ошибки при регулировке). Вторая – неисправности топливной аппаратуры, вызывающие уменьшение количества топлива, попадающего в цилиндр (например, утечки топлива), или ухудшающие процесс сгорания и снижающие индикаторный КПД цилиндра (например, плохое распыливание топлива). Третья – цикловая подача уменьшена обслуживающим персоналом для компенсации роста температуры выпускных газов, который вызван неисправностями системы подачи воздуха.

В область нормальных значений измеренные значения попадают в том случае, если топливная аппаратура цилиндра исправна и отклонение индикаторной мощности цилиндра от среднего по цилиндрам значения не превышает 7,5%. Это означает, что цикловая подача отрегулирована с точностью, удовлетворяющей требования эксплуатации.

Результаты проверки

На рисунках 6 и 7 представлены результаты измерений, выполненных 28.10.2004 г и 27.12.2004 г.

Измерения, выполненные 28.10.2004 г, показывают, что измеренное значение мощности цилиндра 1 попадает в область повышенных значений. Причина – увеличенная цикловая подача в данный цилиндр. Рекомендовано уменьшить ее. Рекомендация выполнена. Измерения, выполненные 27.12.2004 г, показывают, что значение мощности цилиндра 2, измеренное при повышенной нагрузке, попадает в область пониженных значений. Причина – неисправность форсунки данного цилиндра (см. подраздел 2.2.2). Замена неисправной форсунки увеличит мощность цилиндра 2 и снимет часть мощности с остальных цилиндров.

Диагноз

Цикловые подачи топлива по цилиндрам отрегулированы с точностью, удовлетворяющей требования эксплуатации. Повышенные отклонения мощности цилиндров от средней величины, замеченные 27.12.2004 г, являются следствием неисправности форсунки цилиндра 2. Отклонения мощности придут в норму после замены неисправной форсунки.

Рис. 6. Распределение мощности по цилиндрам двигателя 28.10.2004 г.

Рис. 7. Распределение мощности по цилиндрам двигателя 27.12.2004 г.

2.2. Состояние основных узлов и систем

2.2.1. Цилиндропоршневая группа. Оценка герметичности уплотнений «втулка – поршневые кольца» по показателям плотности надпоршневых пространств

Метод определения герметичности

Герметичность определяют по показателям плотности надпоршневых пространств. Такими показателями являются коэффициент сохранности воздушного заряда при сжатии и процент потери воздушного заряда при сжатии.

Коэффициент сохранности воздушного заряда при сжатии определяют по формуле:

Кс.з. = Мк. / Мн.,

где: Мк. – масса воздушного заряда в конце процесса сжатия;
Мн. – масса воздушного заряда в начале процесса сжатия.

Процент потери воздушного заряда связан с коэффициентом сохранности соотношением:

Пп.з. = 1 - Кс.з. * 100%

Значения массы заряда, необходимые для вычисления показателей плотности, получают путем математической обработки индикаторных диаграмм.

Связь герметичности уплотнения с процентом потери заряда показана в таблице.

Процент потери заряда при сжатии Герметичность уплотнения
«втулка – поршневые кольца»
менее 6 хорошая
от 6 до 12 удовлетворительная
от 12 до 18 неудовлетворительная
свыше 18 плохая

Результаты определения показателей плотности

Фактические значения потерь воздушного заряда приведены на рисунке 8. Светлые столбцы на рисунке – значения, измеренные 28.10.2004 г. (до ввода в циркуляционное масло ремонтно-восстановительной композиции «ТСК-В»). Темные столбцы – значения, измеренные 27.12.2004 г. (через 250 часов работы двигателя после ввода композиции). Здесь же отмечены области значений, характерные для различных состояний герметичности уплотнения «втулка - поршневые кольца».

По данным, полученным 28.10.2004 г., видно, что значения потерь, измеренные в цилиндрах 2, 4 и 5, находятся в области хорошей герметичности. Значения потерь в цилиндрах 1 и 3 – в области удовлетворительной герметичности. Данные по цилиндру 6 искажены неисправностью индикаторного крана. Средняя по пяти первым цилиндрам потеря заряда составляет 6,2%.

По данным, полученным 27.12.2004 г., видно, что значения потерь, измеренные во всех цилиндрах, находятся либо в области хорошей герметичности, либо на границе этой области. Средняя по цилиндрам потеря заряда составляет 5,5%.

Сравнение данных двух измерений показывает, что после ввода композиции «ТСК-В» потери заряда в цилиндрах 1 и 3, ранее характеризовавшихся удовлетворительной герметичностью, уменьшились.

Выводы

Состояние уплотнений «втулка – поршневые кольца» всех цилиндров двигателя, по данным на 27.12.2004 г, характеризуется как хорошее. За период от предыдущего обследования состояние уплотнений цилиндров 1 и 3 улучшилось. Улучшение вызвано действием ремонтно- восстановительной композиции «ТСК-В».

Рис. 8. Оценка герметичности уплотнений «втулка – поршневые кольца» двигателя

Часть 2

 
Эффективность применения технологии ТСК в судовых машинах и механизмах – по результатам испытаний на теплоходах «Ладога» и «Эридан» (ТА «Дизель Тест»)

Исследование эффективности применения в судовых машинах и механизмах технологии ТСК, восстанавливающей состояние пар трения
(по результатам испытаний на теплоходах «Ладога» и «Эридан»)

Введение

Технология ТСК – научная разработка в перспективном направлении, способном внести существенный вклад в совершенствование технической эксплуатации судовых технических средств (СПС). Сущность технологии ТСК состоит в нанесении на трущиеся металлические поверхности защитного слоя, который не уступает защищаемому металлу по прочности, но превосходит его по износостойкости, по антизадирным и антикоррозионным свойствам и обладает меньшим коэффициентом трения Основной технический эффект, ожидаемый от применения технологии в машинах и механизмах, это, во-первых, экономия энергии за счет снижения потерь на трение, во-вторых, снижение расхода сменно-запасных частей за счет уменьшения износа поверхностей в парах трения и, в-третьих, сокращение ремонтного времени и труда, затрачиваемого на восстановление технического состояния СТС.

Первый опыт применения технологии ТСК в судовых машинах и механизмах проведен на т/х «Ладога» и т/х «Эридан». Выполненные на этих судах измерения показали значительное уменьшение потерь на трение и снижение расхода масла на угар. Этим измерениям посвящен первый раздел исследования.

Значительное снижение расхода масла на угар явилось новым проявлением эффекта от применения технологии. Ранее, при использовании технологии в автомобильных двигателях, этот эффект так существенно себя не проявлял. Анализу этого эффекта отведен второй раздел.

Для оценки эффективности применения технологии ТСК на судах необходимы данные о сроках службы защитного слоя в судовых машинах и механизмах. В настоящее время этих данных нет. Остается использовать известные данные о сроке службы защитного слоя в автомобильных дизельных двигателях, конвертируя автотранспортные единицы измерения наработки оборудования в судовые единицы. Такая конвертация проделана в третьем разделе.

Важной составляющей экономического эффекта, возникающего при применении технологии ТСК, является экономия затрат на горюче-смазочные материалы (ГСМ), складывающаяся из экономии затрат на топливо и смазочное масло. Экономия затрат на топливо обусловлена снижением потерь на трение, а экономия затрат на масло – снижением расхода масла на угар. Схема расчета экономии затрат на ГСМ, базирующаяся на измеренном эффекте и сделанной оценке срока службы защитного слоя, представлена в четвертом разделе.

Выгодность применения технологии ТСК на конкретных объектах зависит от экономической отдачи, получаемой в результате реализации технического эффекта, и от затрат на внедрение технологии. На начальной стадии использования технологии ТСК невозможно определить величину отдачи и точно оценить выгодность внедрения. Однако нужна хотя бы приблизительная оценка, которая поможет уйти от принятия убыточных решений. Для такой оценки предлагается критерий целесообразности применения технологии ТСК и понятие о предельной плате за ее применение. Суть этих предложений изложена в пятом разделе.

При внедрении новой технологии возникает комплекс организационно-технических вопросов. Перечню этих вопросов и рекомендациям по решению некоторых из них посвящены два последних раздела исследования.

1. Результаты испытаний на т/х «Ладога» и т/х «Эридан»

Реагент, вызывающий образование защитною слоя в парах трения, введен в системы смазки следующих объектов:
1) на т/х «Ладога»: главный двигатель, реверс-редуктор, дизель-генератор;
2) на т/х «Эридан»: главный левый двигатель, левый редуктор, дизель-генератор.

Цель испытаний состояла в том, чтобы оценить влияние защитного слоя на величину угара циркуляционного масла в двигателях и на величину механических потерь в двигателях и редукторах.

1.1. Изменение расхода на угар циркуляционного масла в двигателях

Определены изменения расходов на угар в главном двигателе т/х «Ладога» и в главном левом двигателе т/х «Эридан». На каждом из этих двигателей методом учета доливок были определены два значения расхода. Первое – средний часовой расход за 150 часов работы двигателя, предшествовавших вводу реагента. Второе – средний часовой расход за 150 часов работы, последовавших за вводом реагента. Разность первого и второго значений представляет собой искомое изменение расхода. На обоих двигателях зафиксировано уменьшение расхода. На двигателе «Ладоги» расход масла был 0,65 кг/ч, стал 0,35 кг/ч, уменьшение составило 0,3 кг/ч или 46%. На двигателе «Эридана» расход масла был 0,9 кг/ч, стал 0,55 кг/ч, уменьшение составило 0,35 кг/ч или 39%.

1.2. Изменение механических потерь в двигателях и редукторах

1.2.1. Изменение механических потерь в главном двигателе и реверс-редукторе т/х «Ладога»

Для определения изменений механических потерь в главном двигателе и реверс-редукторе т/х «Ладога» использованы результаты неоднократных измерений индикаторной мощности и частоты вращения вала двигателя, проводимых при разных внешних условиях до применения реагента, образующего защитный слой, а также результаты измерения, проведенного примерно через 100 часов работы двигателя после ввода реагента. Результаты измерений, расчетов и оценок отдельных потерь приведены в таблице 1.1 (см. конец раздела). Пояснения к таблице даны ниже.

Первые два измерения проведены на разных скоростных режимах при постоянном значении температуры и вязкости забортной воды, и, следовательно, при постоянном значении коэффициента «тяжести» винтовой характеристики. Они позволили установить зависимости механических потерь от частоты вращения в элементах движительной установки, действующие до применения в двигателе и редукторе реагента, образующего защитный слой. Схема механических потерь в движительной установке т/х «Ладога» показана на рисунке 1.1. При пользовании схемой следует иметь в виду, что отображенные на ней механические потери в двигателе являются суммой трех составляющих: потерь на трение, на газообмен и на привод навешенных механизмов.

Зависимости всех видов механических потерь от частоты вращения вала двигателя показаны на рисунках 1.2 и 1.3. Зависимость потерь на газообмен установлена измерениями. Остальные – методом подбора коэффициентов линейных уравнений. Требования к коэффициентам следующие.

Значение каждой из потерь на номинальном режиме должно соответствовать своей заданной величине. Гак, для подшипников гребного вала заданная величина потерь на трение на номинальной частоте вращения вала – 1,5 кВт (примерно 1% от передаваемой мощности). Для реверс-редуктора – 18 кВт (11% от передаваемой мощности), для привода навешанных механизмов – 3,8 кВт (2% от индикаторной мощности), для потерь на трение в двигателе – 19 кВт (10% от индикаторной мощности ).

Второе требование – вычисленные значения коэффициента «тяжести» винтовой характеристики при 651 и при 486 об/мин должны совпадать по определению. Расчеты показывают, что требование выполняется, если сумма всех потерь на режиме 651 об/мин равна 40,5 кВт, а на режиме 486 об/мин 32.6 кВт. Значения коэффициентов уравнений потерь настраивают так, чтобы получить требуемые суммы.

Третье измерение проведено при другом значении температуры и вязкости забортной воды. Его использование позволяет установить зависимость коэффициента «тяжести» винтовой характеристики от вязкости воды, которая необходима для анализа данных, полученных при четвергом измерении, проведенном после нанесения защитного слоя. Значения всех видов потерь, приведенные в третьем столбце таблицы, вычислены по зависимостям, показанным на рисунках 1.2 и 1.3. Эти значения использованы для определения новой величины коэффициента «тяжести» винтовой характеристики, содержащейся в третьем столбце таблицы.

Полагая, что связь коэффициента «тяжести» и вязкости воды линейна, и имея две пары значении аргумента и функции, получаем зависимость, отображенную на рисунке 1.4. Используем ее для определения значения коэффициента «тяжести» при четвертом измерении, зная, что температура забортной воды упала до 4 градусов Ц и ее кинематическая вязкость стала равной 1,57 м*м/с. По графику получаем значение коэффициента «тяжести», равное 4,1/1000000.

Рассмотрим данные, содержащиеся в четвертом столбце таблицы. В ячейках, отведенных для механических потерь, даны два значения. Мелким шрифтом показаны значения, рассчитанные по зависимостям, полученным до нанесения защитного слоя. Их использование при расчете коэффициента «тяжести» дает значение, равное 3,77/1000000, не соответствующее реальной температуре и вязкости забортной воды.

При значении коэффициента «тяжести», соответствующему реалиям и равному 4,1, мощность, потребляемая винтом, оказывается на 8,3 кВт выше той, что рассчитана по прежним зависимостям механических потерь. Увеличение мощности, передаваемой винту, происходящее при том же значении индикаторной мощности, осуществимо только в том случае, если сумма механических потерь в движительной установке уменьшилась на величину, равную полученному мощностному приросту. Следовательно, имеет место уменьшение механических потерь на 8,3 кВт.

В связи с тем, что четвертое измерение выполнено после нанесения защитного слоя, правомерно предположить, что защитный слой является причиной полученного уменьшения механических потерь. Так как защитный слой нанесен на трущиеся поверхности двигателя и реверс-редуктора, то отмеченное уменьшение следует отнести на счет потерь на трение в двигателе и реверс-редукторе. Уменьшение этих потерь составило 26%. Новые зависимости этих потерь от частоты вращения показаны нижней парой линий на рисунке 1.2.

1.2.2. Изменение механических потерь в главном левом двигателе и левом редукторе т/х «Эридан»

Для оценки изменения механических потерь в движительной установке левого борта проведены два измерения индикаторной мощности и частоты вращения на левом главном двигателе. Первое – до ввода реагента. Второе – через 150 часов работы двигателя после ввода реагента. Оба измерения проведены при шаге винта, равном 7. В первом случае частота вращения винта составила 293 об/мин, во втором – 296 об/мин. Результаты измерения индикаторной мощности и расчета потерь мощности в элементах движительной установки показаны на рисунке 1.5.

Поясним, как получены представленные в первой части рисунка величины.

Индикаторная мощность, равная 431 кВт (66% от номинала), – измерена.

Величина механических потерь в двигателе рассчитана по зависимости, построенной на двух допущениях. Первое – на номинальном режиме механические потери равны десяти процентам вырабатываемой индикаторной мощности и составляют 66 кВт (номинальный механический КПД равен 0,9). Известно, что механические потери при работе по нагрузочной характеристике незначительно снижаются с уменьшением вырабатываемой мощности. Второе допущение определяет, что снижение равно 1% на каждые 10% изменения мощности. По расчетной зависимости механические потери в двигателе при 66% мощности составляют 64 кВт.

Механические потери в двигателе состоят из потерь на трение, газообмен и на привод навешенных механизмов. Потери на газообмен измерены и составили 11 кВт. Приняв затраты на привод механизмов равными 6 кВт, получим, что потери на трение в двигателе составили 47 кВт

Эффективная мощность, передаваемая двигателем редуктору, представляет собой разность индикаторной мощности и механических потерь в двигателе. Она равна 367 кВт.

Величина механических потерь в редукторе рассчитана но зависимости, построенной на двух допущениях. Первое – на номинальном режиме потери равны четырем процентам передаваемой мощности и составляют 24 кВт. Известно, что механические потери в редукторе при постоянном скоростном режиме незначительно снижаются с уменьшением передаваемой мощности. Второе допущение определяет, что снижение равно 2% на каждые 10% изменения мощности. По расчетной зависимости механические потери в редукторе на режиме первого измерения составляют 22 кВт.

Величина механических потерь на валу складывается из потерь на трение в упорном подшипнике, в опорных подшипниках и в дейдвудном устройстве. В расчетах для номинального режима обычно принимают, что эти потери составляют 2% от передаваемой мощности. Для нашего случая на номинальном режиме двухпроцентные потери на валу составят 8 кВт. Для исследуемого режима примем, что потери на валу равны номинальным.

Суммарные механические потери в движительной установке левого борта на режиме первого измерения составляют 94 кВт, из них 69 кВт – это потери на трение в двигателе и редукторе, остальные 25 кВт – потери на валу, на газообмен, на привод навешанных механизмов.

Вычтя из измеренной индикаторной мощности суммарные потери, получим, что винт потребляет оставшиеся 337 кВт. Зная частоту вращения винта и потребляемую им мощность, определяем, что в условиях испытаний (шаг винта 7, скорость судна нулевая, температура воды 4 гр. Ц) коэффициент «тяжести» винта равен 13,4/1000000.

Поясним, как получены величины, представленные во второй части рисунка.

Индикаторная мощность, равная 418 кВт, – измерена.

Напомним, что при втором измерении условия испытаний (шаг винта, скорость судна, температура воды) выдержаны такими же, как при первом. Это позволяет использовать в расчетах вычисленный ранее коэффициент «тяжести» винта. Зная коэффициент и частоту вращения винта, получаем, что винт при втором измерении потребляет 348 кВт.

Разность индикаторной мощности и мощности винта равна сумме механических потерь. Эта сумма при втором измерении оказалась равной 70 кВт. Уменьшение потерь в сравнении с первым измерением составило 24 кВт.

Рассмотрим распределение потерь при втором измерении. Сумма, состоящая из потерь на валу, на газообмен, на привод навешенных механизмов, осталась равной 25 кВт. Потери на трение в двигателе и редукторе стали равны 45 кВт. Они уменьшились на 24 кВт или на 35%. Уменьшение явилось следствием образования защитного слоя в парах трения двигателя и редуктора и снижения на 35% коэффициента трения в этих парах.

Таким образом, испытания на т/х «Ладога» и т/х «Эридан» показали, что применение технологии ТСК в судовых дизельных двигателях и редукторах снижает расходы масла на угар на 39-46% и уменьшает потери мощности на трение на 26-35%.

Таблица 1.1. Результаты измерений, расчетов и оценок механических потерь в движительной установке т/х «Ладога»

Рис. 1.1. Потери мощности в движительной установке т/х «Ладога»

Рис. 1.2. Потери на трение в главном двигателе и реверс-редукторе т/х «Ладога» до и после нанесения защитного слоя

Рис. 1.3. Прочие механические потери в движительной установке т/х «Ладога»

Рис. 1.4. Зависимость коэффициента «тяжести» винтовой характеристики т/х «Ладога» от вязкости воды

Потери мощности в движительной установке левого борта т/х «Эридан»

1. До применения ТСК технологии (шаг винта 7, частота вращения винта 293 об/мнн).

2. После применения ТСК технологии (шаг винта 7, частота вращения винта 296 об/мин)

2. Объяснение эффекта, получаемого после нанесения защитного слоя

Испытания на т/х «Ладога» и т/х «Эридан» показали, что применение технологии TCK дает двойной эффект: снижает расход масла на угар и снижает потери на трение.

Снижение потерь на трение имеет ясное физическое объяснение: появившийся на рабочих поверхностях защитный слой, обладая лучшими антифрикционными свойствами, уменьшает работу сил трения. Зафиксированное снижение коэффициента трения (примерно на 30%), воспринимается, с точки зрения инженера-механика, как очень высокий, но реально достижимый результат.

Величина снижения расхода масла (примерно вдвое) воспринимается с меньшим доверием. Это вызвано тем, что, с одной стороны, результат получен очень весомый, а, с другой стороны, механизм влияния технологии TCK на расход масла не столь очевиден, как в случае с трением. Поэтому попытаемся дать этому результату инженерное объяснение.

Расход масла на угар пропорционален толщине масляной пленки, которая остается на стенках втулки после прохода по ним маслосъемных колец при движении поршня к НМТ. При плотном прилегании маслосъемных колец к поверхности втулки толщина пленки составляет микроны и даже десятые доли микрона. В этом случае расход масла на угар соответствует паспортной величине.

В процессе эксплуатации двигателя на «зеркале» втулки в районе остановки компрессионных колец образуется износная выработка, имеющая форму овала. Со временем происходит углубление выработки и выход ее нижней границы на ту часть «зеркала», где работают маслосъемные кольца.

Появление на этой части «зеркала» износных пятен глубиной всего в несколько микрон приводит к тому, что из-за неплотного прилегания маслосъемные кольца оставляют в этих пятнах масляную пленку толщиной в несколько раз большую, чем при нормальном прилегании. Расход масла на угар возрастает. Чем больше площадь износных пятен на «зеркале», контролируемом маслосъемными кольцами, тем выше расход на угар. Увеличение расхода может происходить в разы даже при микронных износах, если они занимают большую площадь на этой части «зеркала».

Для лучшего понимания происходящего при применении технологии TCK отметим, что в местах износных пятен, где нет прилегания компрессионных колец, обязательно есть контакт «зеркала» с компрессионными кольцами, ведь без такого контакта износ был бы невозможен.

Теперь рассмотрим, что происходит при появлении в масле реагента, образующего защитный слой. Попадая в места контакта «зеркала» и компрессионного кольца, он «намазывается» на трущиеся поверхности и выравнивает пятна износа. Улучшается прилегание маслосъемных колец, восстанавливается толщина масляной пленки, снижается расход масла на угар. Если до применения технологии TCK расход превышает норму в разы, то и эффект от применения технологии будет соответствующим.

3. Предварительная оценка срока службы защитного слоя в судовых дизелях

Для точной оценки эффективности применения технологии ТСК в судовом оборудовании необходимы достоверные данные о сроках службы защитного слоя в судовых машинах и механизмах. В настоящее время такие данные отсутствуют, так как применение технологии ТСК на этих объектах находится в самой начальной стадии.

На начальной стадии полезна и предварительная оценка эффективности. Ее можно осуществить, используя уже накопленные данные о сроке службы защитного слоя в различных машинах и механизмах. Среди накопленных данных нужно выбрать те, что получены на объектах, в которых защитный слой работает в условиях, близких к условиям его работы в судовых объектах.

Для предварительной оценки срока службы защитного слоя в судовых дизельных двигателях воспользуемся опытом, накопленным при применении технологии ТСК в автомобильных дизельных двигателях. Разработчики технологии, опираясь на этот опыт, при нанесении защитного слоя на детали дизельного двигателя грузового автомобиля гарантируют его владельцу срок службы слоя, равный 50 тыс. км пробега. При этом, по мнению разработчиков, реальный срок службы перекрывает тот, что указан в гарантии, как минимум вдвое.

Сложность использования данной информации применительно к судовым дизелям состоит в том, что срок службы слоя в автомобилях оценивают в километрах пробега, а на судах – в часах наработки двигателя. Необходим способ пересчета одних единиц в другие.

Предложенный ниже способ пересчета основан на допущении, состоящем в том, что в автотракторных и судовых дизелях срок службы слоя определяется только количеством циклов нагружения этого слоя, причем один цикл нагружения осуществляется за один оборот коленчатого вала. При таком допущении порядок пересчета сводится к тому, что сначала единицы пробега переводят в циклы нагружения, а затем полученные циклы нагружения – в единицы наработки.

Средняя эксплуатационная скорость грузового автомобиля составляет 30-35 км/ч. Двигаясь с указанной скоростью, автомобиль преодолеет гарантированные 50 тыс. км примерно за 1500 часов. При средней частоте вращения вала двигателя, равной 1500 об/мин, за 1500 часов вал совершит 135 млн. оборотов (1500 * 1500 * 60 = 135000000) и защитный слой подвергнется 135 млн. циклам нагружения.

Полученная величина – это гарантированный срок службы слоя, выраженный в циклах и одинаковый, согласно сделанному допущению, для автотракторных и судовых дизелей. Назовем полученную величину гарантированной цикличностью. Реальной цикличностью назовем величину удвоенной гарантированной цикличности. Реальная цикличность соответствует реальному, по опыту разработчиков, сроку службы слоя.

Пересчитаем гарантированную и реальную цикличности в «гарантированный» и «реальный» сроки службы слоя, выраженные в часах их наработки. Результаты пересчета для дизелей с «судовыми» частотами вращения приведены в таблице 3.1.

Табличные данные предназначены только для предварительных оценок эффективности применения технологии ТСК в судовых дизелях и подлежат уточнению по мере накопления опыта.

Таблица 3.1. Сроки службы защитного слоя

4. Экономия затрат на горюче-смазочные материалы от снижения расхода масла на угар и уменьшения потерь на трение при применении технологии ТСК

Условия расчета

Цена тонны топлива – 200 долл.США.
Цена тонны циркуляционного масла – 800 долл.США.
Срок службы защитного слоя принимается по таблице 3.1.
Снижение расхода масла принимается по результатам испытаний.
Уменьшение потерь на трение принимается по результатам испытаний.
Удельный индикаторный расход топлива принимается по результатам испытаний.

Т/х «Ладога»

Средняя в эксплуатации частота вращения вала главного двигателя равна 650 об/мин. «Гарантированный» срок службы защитного слоя в главном двигателе и реверс-редукторе составляет 3460 часов.
Снижение удельного расхода масла в главном двигателе по данным испытаний 0,3 кг/ч.
Экономия масла в главном двигателе 0,3 кг/ч *3460 ч = 1038 кг = 1,038 т.
Уменьшение потерь на трение в главном двигателе и реверс-редукторе составляет по данным испытаний 8 кВт.
Экономия топлива в главном двигателе 8 кВт * 3460 ч * 0,198 кг/кВт-ч = 5480 кг = 5,48 т.
«Гарантированный» срок службы защитного слоя в двигателе генератора составляет 1500 часов. Снижение удельного расхода масла в двигателе генератора принято равным 0,1 кг/ч.
Экономия масла в двигателе генератора 0,1 кг/ч * 1500 ч = 150 кг = 0,15 т.
Уменьшение потерь на трение в двигателе генератора принято равным 2 кВт.
Экономия топлива в двигателе генератора 2 кВт * 1500 ч * 0,2 кг/ кВт-ч = 600 кг = 0,6 т.
Общая экономия масла 1,038 + 0,15 = 1,188 т.
Общая экономия топлива 5,48 + 0,6 = 6,08 т
Экономия затрат на масло 800 долл.США/т * 1,188 т = 910 долл.США.
Экономия затрат на топливо 200 долл.США/т * 6,08 т = 1210 долл.США.
Суммарная экономия затрат на масло и топливо 910 + 1210 = 2120 долл.США.

Т/х «Эридан»

Средняя в эксплуатации частота вращения вала главного двигателя равна 500 об/мин. «Гарантированный» срок службы защитного слоя в главном двигателе и редукторе составляет 4500 часов.
Снижение удельного расхода масла в главном двигателе по данным испытаний 0,35 кг/ч.
Экономия масла в главном двигателе 0,35 кг/ч *4500 ч = 1575 кг = 1,575 т.
Уменьшение потерь на трение в главном двигателе и редукторе по данным испытаний 24 кВт.
Экономия топлива в главном двигателе 24 кВт * 4500 ч * 0,19 кг/ кВт-ч = 20520 кг = 20,52 т.
«Гарантированный» срок службы защитного слоя в двигателе генератора составляет 1500 часов. Снижение удельного расхода масла в двигателе генератора принято равным 0,1 кг/ч.
Экономия масла в двигателе генератора 0,1 кг/ч * 1500 ч = 150 кг = 0.15 т.
Уменьшение потерь на трение в двигателе генератора принято равным 2 кВт.
Экономия топлива в двигателе генератора 2 кВт * 1500 ч * 0,2 кг/ кВт-ч = 600 кг = 0,6 т.
Общая экономия масла 1, 575 + 0,15 = 1,725 т Общая экономия топлива 20,52 + 0,6 = 21,12 т.
Экономия затрат на масло 800 долл.США/т * 1,725 т = 1380 долл.США.
Экономия затрат на топливо 200 долл.США/т * 21,12 т = 4220 долл.США.
Суммарная экономия затрат на масло и топливо 1380 + 4220 = 5600 долл.США.

5. Критерий целесообразности применения технологии ТСК и предельная плата за ее применение

Испытания на т/х «Ладога» и т/х «Эридан» показали, что применение технологии ТСК дает положительный технический эффект. Однако вкладывание средств в применение этой технологии будет целесообразным только в том случае, если возвращаемые средства, полученные от реализации технического эффекта, на 50% превысят понесенные затраты. Иначе всегда найдутся другие, более эффективные направления вкладывания средств.

Возврат средств, затраченных на применение технологии ТСК, происходит по следующим статьям:
– экономия расходов на горюче-смазочные материалы;
– экономия расходов на сменно-запасные части;
– увеличение прибыли от сокращения времени нахождения судна в ремонте и продления времени нахождения его в эксплуатации.

На начальной стадии внедрения технологии ТСК невозможно точно определить величину возвращаемых средств. Однако нужна хотя бы предварительная оценка, которая поможет уйти от принятия убыточных решений о применении технологии на конкретных объектах. Для такой оценки предлагается критерий, суть которого разъясняется ниже.

В настоящее время из трех возвратных статей рассчитываемой является только экономия расходов на ГСМ. Весомость этой статьи составляет от одной до двух третей общего возврата. Иными словами, общий возврат всегда в 1,5-3 раза больше, чем экономия расходов на ГСМ. Воспользуемся этим соотношением при выработке критерия, пригодного для предварительной оценки целесообразности применения технологии ТСК на конкретном объекте.

Критерием целесообразности применения технологии ТСК предлагается принять отношение расчетной экономии расходов на ГСМ к вкладываемым средствам.

Использование критерия должно осуществляться следующим образом. Сначала следует рассчитать экономию расходов на ГСМ применительно к предполагаемому объекту применения, задавшись снижением на одну треть потерь на трение и реального расхода масла на угар, а также приняв срок службы защитного слоя по данным таблицы 3.1. Затем необходимо определить значение критерия и на его базе принять решение.

Если значение критерия превышает единицу или равно ей, то применение технологии принесет выгоду. Если значение критерия меньше единицы, то применение технологии может оказаться убыточным.

Поясним, почему значение критерия, равное единице, является критическим. Напомним, что сумма возвращаемых средств как минимум в 1,5 раза превышает экономию расходов на ГСМ. Значит при значении критерия, равном единице, эта сумма превысит вкладываемые средства тоже как минимум в 1,5 раза, что и требуется для того, чтобы признать вложение выгодным. При значении критерия, меньшем единицы, соотношение возвращаемых и вкладываемых средств может оказаться меньше полутора, а этого мало для того, чтобы признать вложение выгодным.

Для практических целей может оказаться полезным понятие предельной платы за применение технологии ТCK. Предельная плата – это такая величина вкладываемых средств, превышение которой делает применение технологии убыточным. Иными словами, предельная плата – это такая величина вкладываемых средств, при которой значение коэффициента целесообразности равно единице.

Исходя из определения коэффициента целесообразности, получаем, что предельная плата равна расчетной экономии расходов на ГСМ.

Применив понятие предельной платы к т/х «Ладога» и т/х «Эридан», получим, что применение технологии ТCK оказывается выгодным в том случае, если на т/х «Ладога» затраты на образование защитного слоя в парах трения главного двигателя, реверс-редуктора и двигателя генератора не превышают 2120 долларов США, и если на т/х «Эридан» затраты на образование защитного слоя в парах трения одного главного двигателя, одного главного редуктора и одного двигателя генератора не превышают 5600 долларов США.

6. Рекомендации по применению технологии ТСК

6.1. Выбор первоочередных объектов применения технологии ТСК

Рассмотрим ситуацию, возникающую после того, как предприятие-судовладелец или предприятие-организатор технической эксплуатации судов приняло положительное решение о применении технологии ТСК. Как правило, средств на одномоментное начало применения технологии во всех потенциально возможных объектах не хватает. Как определить первоочередные объекты? Для выбора могут быть использованы два критерия: экономический и экологический.

Выбор по экономическому критерию

Выбор по экономическому критерию предполагает, что первоочередными объектами должны быть те, в которых применение технологии даст наибольший экономический эффект. Составляющей этого эффекта является снижение эксплуатационных расходов. Чем значительнее снижение этих расходов, тем больше сэкономленных средств может быть пущено на расширение применения технологии ТСК в других объектах. Поэтому выбор по экономическому критерию – это самый выгодный путь внедрения технологии.

Для выбора объектов по экономическому критерию предлагается следующая методика.

  1. Суда предприятия делят на три группы: А, В и С. В группу А включают самые прибыльные суда, в группу В – среднеприбыльные, в группу С – малоприбыльные суда.
  2. Каждую группу делят на две подгруппы. В первую включают суда с наиболее изношенными главными двигателями и редукторами, для которых характерны повышенные расходы сменно-запасных частей (СЗЧ), топлива и масла. Во вторую подгруппу входят остальные суда группы.
  3. Все подгруппы расставляют в последовательности, начинающейся с подгруппы А1, в которую входят первоочередные объекты. За ней следуют подгруппы, расставленные по экономическому критерию в порядке его убывания. Последовательность выглядит следующим образом: A1, А2, В1, В2, C1, С2.

Поясним, почему применение технологии ТСК в подгруппе А1 дает наибольший экономический эффект.

Во-первых, суда этой подгруппы входят в группу самых прибыльных судов. Как правило, они используются наиболее интенсивно. Каждый вывод их из эксплуатации для ремонтно-профилактических работ отрицательно отражается на финансово-экономических показателях деятельности предприятия. Применение технологии ТСК, снижающей скорость изнашивания узлов трения, позволяет сократить ремонтно-профилактические выводы судов из эксплуатации и увеличить время их полезного использования.

Во-вторых, главные двигатели и редукторы этих судов наиболее изношены и отличаются повышенными расходами СЗЧ, топлива и масла. Применение технологии ТСК снижает эти расходы, как минимум, до нормы. Причем, положительный эффект получается тем большим, чем существеннее отклонение расходов от нормы до применения технологии. Кроме того, износ дорогостоящих втулок цилиндров главных двигателей таких судов может быть близок к пределу, достижение которого приведет к замене втулок. Своевременное начало применения технологии замедляет дальнейшее изнашивание и в идеальном случае может продлить срок службы втулок до срока службы двигателя

Эффект применения технологии ТСК в других подгруппах тем ниже, чем менее интенсивно используются суда и чем меньшую прибыль они приносят.

Выбор по экологическому критерию

Возможны случаи, когда объекты для применения технологии ТСК выбирают, учитывая экологические причины. Например, судно направляется для длительной работы в район, где действуют повышенные экологические требования к загрязнению судами окружающей среды. В этом случае надо учесть, что применением технологии ТСК можно снизить вредные выбросы с выпускными газами двигателей и утечку масла через дейдвудное уплотнение, если используется дейдвудное ycтройство с металлическими подшипниками. Другой пример. Судно предназначается для использования в представительских целях. В этом случае важно знать, что применением технологии ТСК можно снизить шум и вибрацию работающего двигателя, уменьшить дымность его выхлопа и тем самым создать более комфортные условия для принимаемых персон.

Выбор по иным критериям

Если на предприятии используется уникальное оборудование, сменно-запасные части которого очень дороги или дефицитны, то следует рассмотреть возможность решения проблемы с этими СЗЧ путем применения технологии ТСК.

6.2. Выбор благоприятного периода для начала применения технологии ТСК

Рассмотрим ситуацию, которая возникает после того, как выбор судна для применения технологии ТСК сделан и требуется совершить следующий шаг – ввести реагент в машины и механизмы выбранного судна. В этой ситуации есть благоприятные и неблагоприятные периоды времени для ввода реагента в дизельные двигатели. Неблагоприятных периодов два.

Первый неблагоприятный период длится примерно 200 первых часов работы двигателя после переборки цилиндров. В этот период идет активная приработка вновь собранных узлов трения. Если в этот период вводить реагент, то создаваемый защитный слой может получить повреждения в ходе продолжающегося притирочного процесса и не принести ожидаемого положительного результата.

Второй неблагоприятный период расположен в последней трети планового периода между переборками цилиндров. В этой трети износ поршневых колец уже достаточно велик и ввод реагента, снижающего скорость изнашивания, не дает основания для продления срока между переборками. Переборка проводится по плану. При этом защитный слой получает притирочные повреждения, не отработав гарантированного срока.

Благоприятный период начинается через 200 часов после переборки и заканчивается в начале второй половины планового периода между переборками. Созданный в этом промежутке защитный слой успевает снизить износ поршневых колец, что дает основание отложить плановую переборку до тех пор, пока действует гарантированный срок службы защитного слоя.

6.3. Перечень судового оборудования, в котором возможно применение технологии ТСК

  1. Главные двигатели.
  2. Главные редукторы.
  3. Подшипники валопровода.
  4. Металлические подшипники дейдвуда.
  5. Вспомогательные двигатели.
  6. Аварийные и шлюпочные двигатели.
  7. Поршневые компрессоры.
  8. Гидравлические устройства (рулевые машины, подъемные краны, механизмы изменения шага винта и т.п.).

7. Некоторые организационно-технические вопросы применения технологии ТСК

При использовании на судах технологии ТСК необходимо решать следующие организационно-технические вопросы:

  1. Определять очередность распространения технологии по судам.
  2. Определять моменты, в которые технически целесообразно начинать применение технологии на выбранных судах.
  3. Вести учет объектов, на которых применяется технология. Отслеживать на них состояние защитного слоя.
  4. Выбирать моменты обновления защитного слоя по результатам контроля его состояния.
  5. Накапливать информацию о сроке службы защитного слоя, о влиянии технологии на расходы ГСМ и СЗЧ.
  6. Использовать накопленную информацию для наиболее полного использования всех потенциальных преимуществ технологии, в частности, для разработки предложений о возможной пролонгации периодов между ремонтно-профилактическими работами на оборудовании, где применяется технология ТСК.

Рекомендации по решению двух первых вопросов даны в предыдущем разделе. Разработку решения остальных вопросов может взять на себя техническое агентство «Дизель Тест».

Заключение

1. Проведены испытания технологии ТСК на т/х «Ладога» и г/х «Эридан». На т/х «Ладога» реагент, образующий защитный слой, введен в системы смазки главного двигателя, реверс-редуктора и дизель-генератора. На т/х «Эридан» – в системы смазки главного левого двигателя, левого редуктора и дизель-генератора. Испытания показали, что применение технологии ТСК в судовых дизельных двигателях и редукторах уменьшает потери мощности на трение на 26-35% и снижает расходы масла на угар на 39-46%. Уменьшение потерь мощности на трение объясняется тем, что защитный слой, образовавшийся в парах трения, обладает улучшенными антифрикционными свойствами. Снижение расхода масла на угар объясняется тем, что защитный слой выравнивает износную выработку поверхности втулок цилиндров в области работы маслосъемных колец.

2. Разработана схема расчета экономии затрат на ГСМ. Экономию образует уменьшение затрат на циркуляционное масло, вызванное снижением угара, и уменьшение затрат на топливо, вызванное снижением потерь мощности на трение. В схему расчета заложены результаты испытаний, а также оценка срока службы защитного слоя, сделанная на базе имеющихся данных по автомобильным дизельным двигателям. Рассчитанная экономия затрат на ГСМ составляет на т/х «Ладога» 2120 долларов США, на т/х «Эридан» – 5600 долларов США.

3. Предложен критерий целесообразности применения технологии ТСК. Он предназначен для использования на начальной стадии применения технологии в судовых машинах и механизмах. Это расчетный инструмент, который позволяет определять выгодно или убыточно применять технологию ТСК на конкретном объекте по продаваемой цене. Предложено также понятие предельной платы за применение технологии ТСК – такой величины вкладываемых средств, превышение которой делает применение технологии убыточным. Даны способы вычисления критерия целесообразности и предельной платы. Подсчитано, что для машин и механизмов, испытываемых на т/х «Ладога», предельная плата не должна превышать 2120 долларов США, а для машин и механизмов, испытываемых на т/х «Эридан», предельная плата не должна превышать 5600 долларов США.

4. Разработаны рекомендации по выбору первоочередных объектов применения технологии ТСК. Предложено проводить выбор в несколько этапов. На первом этапе из всех судов предприятия надо отобрать массив, состоящий из судов, имеющих коэффициент целесообразности, превышающий единицу или равный ей. На втором этапе в массиве следует выделить группу самых прибыльных судов. Затем из самых прибыльных судов выделить подгруппу, имеющую наиболее изношенное оборудование главной энергетической установки. Суда подгруппы и будут первоочередными объектами, так как на них применение технологии ТСК даст наибольшую выгоду.

5. Разработаны рекомендации по выбору благоприятного момента для начала применения технологии ТСК в судовых дизельных двигателях. Они помогут сберечь защитный слой от приработочного процесса и наиболее полно использовать технический эффект, создаваемый применением технологии.

6. Составлен перечень организационно-технических вопросов, которые необходимо решать при распространении технологии ТСК на судах предприятия.

 
Результаты стендовых испытаний на судовом дизеле 2ч8,5/11 (кораблестроительный факультет ВМА им. Н. Г. Кузнецова)

Результаты стендовых испытаний ММТ в качестве антифрикционной и противоизносной добавки к смазочному маслу на судовом дизеле 2ч8,5/11

(кораблестроительный факультет ВМА им. Н. Г. Кузнецова)

Объект и методика исследования

Минеральный модификатор трения (ММТ) испытывался на экспериментальной установке на базе малоразмерного судового дизеля 2ч8,5/11 производства завода «Дагдизель» (четырехтактный двигатель водяного охлаждения с рядным расположением цилиндров и вихрекамерным смесеобразованием номинальной мощностью 8,8 кВт при 1500 об/мин).

Эксперимент включал приработку колец и втулок цилиндров до установившейся скорости изнашивания втулок цилиндров (40 часов) на 50% нагрузке: 1 этап – работа двигателя на штатном смазочном масле М10Г2 (50 часов) на 100% нагрузке, 2 этап – работа двигателя на штатном смазочном масле М10Г2 с 0,05% добавкой ММТ (50 часов) на 100% нагрузке.

Заключение

1. ММТ является антифрикционной добавкой. Значительное снижение потерь на трение приводит к увеличению механического к.п.д. ηм двигателя 2ч8,5/11 на 15-20%.

2. ММТ является противоизносной добавкой. Снижение скорости изнашивания втулок цилиндров дизеля в 3-4 раза соответствует увеличению их ресурса в таком же соотношении. Скорость изнашивания поршневых колец снижается на 30-70%.

3. Снижение максимального давления сгорания, максимальной скорости нарастания давления, зазоров в сочленениях подвижных деталей и создание демпфирующего квазисжиженного слоя при работе двигателя с ММТ приводит к существенному снижению уровня шума и вибраций, что свидетельствует об увеличении экологической безопасности и снижении вероятности отказов деталей.

4. Применение ММТ в дизелях с объемным смесеобразованием позволит экономить до 10% топлива, снижать эмиссию NOx до 20%.

5. Снижение расхода масла на угар при использовании ММТ позволит в 3 раза снизить число доливок свежего масла.

6. Снижение износа вкладышей шатунных подшипников в 12-13 раз свидетельствует об эффективности использования ММТ для сокращения износа ДВС в моменты пуска холодного двигателя, когда масло в узлах трения практически отсутствует.

7. Физико-химические анализы масла показывают, что добавление ММТ не ухудшает характеристики смазочного масла по основному пакету присадок.

8. Воздействие ММТ на рабочий процесс заключается в снижении "жесткости" работы (dP/dφ), снижении максимального давления Pz (на 100% нагрузке) и снижении температуры отработавших газов на 70‑80°С. Это свидетельствует о снижении механического и теплового напряжения двигателя, что приводит к увеличению долговечности и безотказности двигателя.

9. Из-за уменьшения утечек воздуха через компрессионные кольца давление сжатия Pc увеличивается на 2-2,5 кг/см2. Это позволяет улучшить процесс сгорания топлива и снизить его расход.

10. Основные результаты эксперимента (трение, износ, вибрация, расход масла на угар) можно полностью перенести на двигатели больших размерностей.

 
« ПерваяПредыдущая12СледующаяПоследняя »

JPAGE_CURRENT_OF_TOTAL