Обоснование периодичности проведения регулировочных работ в двигателе семейства СМД методом определения вероятностных характеристик поведения прогнозирующего параметра

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

46
Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ
Обоснование периодичности проведения регулировочных работ в двигателе семейства СМД методом определения вероятностных характеристик поведения прогнозирующего параметра
Мазуркевич М.А.1 Петрозаводский государственный университет
Рассматриваются вопросы обоснования периодичности проведения регулировочных работ газораспределительного механизма двигателя СМД-18БН путем расчета вероятностных характеристик (вероятности безотказной работы и периода эксплуатации, приводящего к резкому росту отказов).
Ключевые слова: вероятность безотказной работы, начальный размер детали, предельный износ, наработка, зазоры, скорость изнашивания, газораспределительный механизм, техническое обслуживание.
Для двигателей вну гренннего сгорания (ДВС) важной характеристикой является величина зазоров между впускным и выпускным клапанами и их толкателями (коромыслами). При нормальной величине зазора обеспечиваются заданные углы начала открытия и конца закрытия клапанов относительно ВМТ и НТМ поршней (фазы газораспределения), а значит, и оптимальные условия наполнения цилиндров воздухом, и динамики движения деталей механизма при этом. В процессе эксплуатации ДВС рабочие поверхности кулачков распределительного вала, толкателей, коромысел изнашиваются, что ведет к увеличению зазоров в клапанном механизме. По мере увеличения зазоров изменяются фазы газораспределения, нарушается рабочий процесс, изменяется динамика движения деталей и повышается интенсивность изнашивания.
Правилами технической эксплуатации ДВС установлена периодичность выполнения данного вида регулировочных работ, в частности для лесных машин, равная наработке 300 м. -ч. (при очередном ТО-2). Однако данные работы [1] показывают, что эта периодичность не является обоснованной, а критерием необходимости выполнения регулировок в клапанном механизме является повышенный шум в работе ДВС.
В этой связи обоснование периодичности регулировки зазоров в клапанах газораспределительного механизма (ГРМ) ДВС является актуальной задачей. Для обоснования периодичности регулировки зазоров в ГРМ двигателей лесных машин (в частности двигателя СМД-18ВН) воспользуемся данными вышеприведенной работы, в которой полученный экспериментальный материал использовался для расчета трудо-
1 А втор — доцент, зав. кафедрой тяговых машин © М. А. Мазуркевич, 1996
емкости ТО-2 лесных машин. Обработка экспериментального ряда позволила получить зависимость скорости нарастания износа в клапанах ГРМ со следующими характеристиками: оценка математического ожидания скорости изнашивания (т = 0. 0008 мм/ моточасов), оценка среднего квадратичного отклонения (5и = 0. 17). Начальный зазор в клапанах, по рекомендации работы [1], составляет 0.4. Изменение износа по пробегу подчиняется линейной зависимости типа
у = Ь + а-х, (!)
где
а и Ь — эмпирические коэффициенты скорости изнашивания- х — наработка (в моточасах).
Применяя допущения, изложенные в работах [2,3], представим процесс изнашивания в виде полуслучай-ного процесса, в котором случайной величиной является скорость изнашивания, а детерминированным параметром — время работы двигателя I. Скорость изнашивания распределена по нормальному закону с вышеприведенными параметрами Шуи и § и. критерий согласия Пирсона х2 = 0. 44.
За случайное событие, приводящее к отказу, примем момент пересечения кривых изнашивания величины износа ипр (рис. 1)
и — величина износа, 1″ - и — участок нормальной работы.
Рис. 1. Типичный вид закона изнашивания
Опуская математические расчеты, получаем функцию распределения плотности отказов Г (0 в следующем виде, названную Г. В. Дружининым а-распределением.
Г Д ехр (-0. 5)(- -а) — (2)
^ -у12п { /
2 _ и п р~ и ° стц
Мазуркевич М. А. «Обоснование периодичности проведения регулировочных.
47
ГТК
а = -аи
где
ио — начальный зазор, мм- ипр — предельный зазор, мм-
Сти- среднее квадратичное отклонение-
Шуи — математическое ожидание скорости изнашивания.
Нормируемый множитель с в формуле (2) определяется по аргументам:
В
12~а
г2 =
В
ц-а
(3)
При, а & gt- 2, с = 1, что является наиболее частым случаем для практики. В нашем примере, а = 4,7. Рассчитанный график функции плотности отказов ОД для зазоров в клапанах ГРМ представлен на рис. 2
Р (& lt-)
100 { 700
Рис.З. График вероятности безотказной работы ГРМ по параметру (зазор в клапанах)
Значение Ь является одной из важнейших характеристик (наряду с вероятностью безотказной работы) надежности, так как характеризует начало периода эксплуатации, приводящего к резкому росту массовых отказов. При этом наработка и принимается равной:
/ N
t
± V-
і- ч
— V- ч
100 ї
Рис. 2. Функция плотности распределения отказов в клапанах ГРМ двигателя СМД-18БН
Анализируя график функции Г (I), видим, что отказы в системе начинают возникать начиная со 170 м. -ч. и достигают максимального значения к 280 м. -ч., а к 460 м. -ч. практически у всех ДВС, по данному параметру, наступит отказ, Для обоснования оптимальной величины наработки, при которой необходимо проводить регулировку, рассмотрим следующие параметры: вероятность безотказной работы Р (0 и значение наработки 1н, которая приравнивается к математическому ожиданию периода проведения регулировочных работ [3].
Интегрируя плотность распределения ОД, получаем интегральную функцию 0(1) и вычисляем ВВР по
формуле:
Р (1) = 1 — 0(1). (4)
Полученный график вероятности безотказной работы представлен на рис. 3.
1н = в'- ён (а) '- (5)
где
gн (а) — функция, определяемая из таблиц или графиков работы (3)
Для нашего случая, а = 4. 705- gн (а) = 0. 142-
В = 1471- и = 0. 142- 1471 = 208 м. -ч.
Вероятность безотказной работы для периода и равна Р (1) = 0. 9634. Если следовать рекомендациям заво-да-изготовителя (1н = 300 м. -ч.), то вероятность безотказной работы Р (1:) = 0. 5482. Это означает, что у 45% двигателей зазоры в ГРМ будут выше предельного. Таким образом, периодичность регулировки клапанов, установленная заводом-изготовителем, возможно, применима для двигателей, установленных на тракторах, работающих в менее тяжелых условиях, чем лесные трактора. Учитывая тяжелые эксплуатационные режимы работы лесных тракторов, проверку зазоров в ГРМ необходимо производить при каждом ТО-1 (кратность проведения профилактических работ для лесных тракторов ОТЗ следующая: ТО-1 -100 м. -ч., ТО-2 — 300 м. -ч., ТО-3 — 900 м. -ч.) и при необходимости (зазор более 0. 5, что соответствует наработке 215 м. -ч.) проводить регулировку.
ЛИТЕРАТУРА
1 Технические средства диагностирования. Справочник / Под ред. чл. -корр. АН СССР В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989.
2. Пронников А. С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1974.
3. Дружинин Г. В. Надежность автоматизированных производственных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой