Повышение эксплуатационной надежности инжекционной системы питания бензиновых двигателей

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире компании производящее автомобилей ведущее внимание уделяют к проблемам повышения надежности автомобиля и его частей в процессе эксплуатации. Стоит отметить, что «во всем мире используется более 1 миллиарда автомобилей»1, в связи с этим развитых странах мира, такие как США, Япония, Германия и Франция существует необходимость в систематическом мониторинге характеристик безотказности работы автомобилей. В этой связи зарубежные страны основное внимание уделяют к прогнозированию ресурса конструкционных элементов автомобиля и его эксплуатационную надежность, а также к повышению их конкурентоспособности. В мире, большое значение придается проведению целенаправленных исследований в таких областях, как повышение надежности производимых автомобилей и снижение эксплуатационных затрат, сокращение затрат, связанных с эксплуатацией автомобилей. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований является приоритетной задачей, при этом весьма актуальны исследования в следующих направлениях: снижение частоты отказов путем повышения эксплуатационных показателей надежности, ресурсосбережение, выявление характерных особенностей, определение основных факторов влияющих на ее безотказность, разработка закономерностей возникновения отказов в лимитирующих надежность элементах, моделирование закономерностей плотности распределения отказов, определение численных значений показателей безотказности, разработка установки и методики для проведения исследований. В годы независимости в нашей стране особое внимание уделяется эффективности работы транспортных средств и повышению показателей надежности, эксплуатацию автотранспортных средств с повышенными качественными свойствами. В связи с этим были разработаны методы повышения надежности с использованием конструктивных решений при проектировании автомобиля. То же время необходимо решать вопросы посредством мер повышения надежности обслуживания с учетом влияния природно-климатических и дорожных условий эксплуатации в связи резким увеличением количества используемых в настоящее время автомобилей. Стратегия действий дальнейшего развития Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определяет задачу «...обеспечения конкурентоспособности национальных товаров на внутреннем и внешнем рынках, ускоренного развития сектора услуг и их радикальной трансформации посредством современных услуг ...»2. Крайне важно выполнить эту задачу, включая разработку способов повышения показателей надежности инжекционных систем питания автотранспортных средств и проведение научных исследований для улучшения закономерностей математического моделирования определения срока технического обслуживания. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан от 7 февраля 2017 года № УП-4947 «О стратегии действий по дальнейшему развитию республики Узбекистан», постановление от 1 июня 2017 года ПП-3028 «О мерах по дальнейшему совершенствованию управления и ускоренному развитию автомобильной промышленности на 2017-2021 годы», постановление Кабинета Министров №55 от 26 февраля 2016 года «О Программе развития сферы услуг на 2016 — 2020 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является повышение эксплуатационной надежности инжекционной системы питания бензиновых двигателей в жарко климатических дорожных условиях. Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем: усовершенствована закономерность изменения плотности распределение показателей надежности инжекционной системы питания от влияния окружающей среды; установлена зависимость интенсивности отказов элементов лимитирующих надежность от скорости изменения окисления топлива под влиянием окружающей среды; определены изменения количественных значений частоты отказов для прогнозирования ресурса инжекционной системы питания; определена периодичность технического обслуживания для повышения технических показателей элементов лимитирующих надежность. Заключение На основе результатов исследований, проведенных по теме «Повышение эксплуатационной надежности инжекционной системы питания бензиновых двигателей» диссертации доктора философии (PhD) представлено следующее заключение: 1. В условиях высокой температуры и запыленности воздуха, более половины общих отказов двигателя приходится на систему питания. Выявлено, что более 50% отказов элементов системы питания происходит из-за загрязнений топлива и образования смолоотложений на деталях топливной аппаратуры. Исходя из этого, возникает необходимость пересмотра методов оценки показателей эксплуатационной надежности системы питания автомобилей. 2. На основе обобщения и анализа статистических данных по надежности инжекционной системы питания подконтрольных автомобилей выявлены закономерности плотности распределения отказов удовлетворительно описываемые функцией нормального закона, позволяющие выбрать теоретические основы обеспечения надежности. 3. Разработан метод выявления закономерностей распределения плотностей появления отказов элементов инжекционной системы питания, с использованием метода сплайн-функций. Это позволило сократить почти в 2 раза временно-трудовые затраты на обработку результатов экспериментальных исследований и повысить их точность на 19-25%, по сравнению с существующими математическими методами. 4. Выявлено, что элементами лимитирующими надежность работы инжекционной системы питания бензиновых двигателей являются инжектор и топливный насос, на работоспособность которых существенное влияние оказывают качественные показатели используемого топлива и воздуха окружающей среды, т.е. выявлено, что повышенная загрязненность топлива, механические и естественные примеси в топливе, приводят к отказу. 5. Разработана установка и метод проведения экспериментальных исследований, который позволил определить, что при температурах бензина 40()С, 50()С и 60°С, в результате повышения температуры и запыленности, процесс окисления бензина ускоряется, и в следствии этого приводить к уменьшению показателей надежности инжекционной системы питания на 22-27%. Внесен корпеляционный коэффициент - К на функцию закономерности гамма распределения, учытивающий скорость изменения окисления топлива под влиянием окружающей среды. Определена относительная погрещность, которая составила 3-14%. 6. Произведена количественная оценка показателей эксплуатационной надежности инжекционной системы питания бензиновых двигателей, при условном разделении территории республики Узбекистан на четыре региона в зависимости от климатических и дорожных условий. Установлено, что интенсивность общих отказов по регионам составляет, соответственно: 0,03; 0,031; 0,036; 0,036 отказа на 1000 км, а средняя наработка на отказ - 33,2; 31,95; 27,97; 28,25 тыс. км. 7. Предложена периодичность проведения технического обслуживания элементов лимитирующих надежность инжекционной системы питания, которые составляют для инжектора 14-20 тыс. км, и для топливного насоса 12-16 тыс. км по регионам эксплуатаций. 8. При использовании рекомендуемых периодичностей технического обслуживания исследуемой системы, было достигнуто увеличение показателей безотказности инжекторов на 12-17% и топливных насосов на 21-28%. Это в свою очередь позволило уменьшить потребность в запасных частях и увеличить срок службы системы питания автомобилей порядка 19%. 9. Экономический эффект от внедрения результатов исследования составляет 94 000 000 (девяносто четыре миллиона) сума на годовую продукцию завода по выпуску топливной аппаратуры.