ТОШКЕНТ АВТОМОБИЛЬ ЙЎЛЛАРИНИ ЛОЙИҲАЛАШ, ҚУРИШ ВА
ЭКСПЛУАТАЦИЯСИ ИНСТИТУТИ ВА ТОШКЕНТ ШАҲРИДАГИ
ТУРИН ПОЛИТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.Т.09.01 РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ КЕНГАШ
ТОШКЕНТ ШАХРИДАГИ ТУРИН ПОЛИТЕХНИКА
УНИВЕРСИТЕТИ
ҚАЮМОВ БАХРОМ АБДУЛЛАЖОНОВИЧ
БЕНЗИНЛИ ДВИГАТЕЛЛАР ИНЖЕКТОРЛИ ТАЪМИНОТ ТИЗИМИ
ЭКСПЛУАТАЦИОН ИШОНЧЛИЛИГИНИ ОШИРИШ
05.08.06 – Ғилдиракли ва гусеницали машиналар ва уларнинг ишлатилиши
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2017
2
УЎК. 621.43.038.771
Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертацияси
автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD) по
техническим наукам
Contents of dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD)
on technical sciences
Қаюмов Бахром Абдуллажонович
Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими эксплуатацион
ишончлилигини ошириш……………………….. . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Каюмов Бахром Абдуллажонович
Повышение эксплуатационной надежности
инжекционной системы питания бензиновых двигателей . . . ..…. . . . . . . . . 23
Kayumov Bakhrom Abdullajonovich
Increase the operational reliability of the
petrol engine fuel injection system. . . ………………………………... . . . . . . . . 43
Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 47
3
ТОШКЕНТ АВТОМОБИЛЬ ЙЎЛЛАРИНИ ЛОЙИҲАЛАШ, ҚУРИШ ВА
ЭКСПЛУАТАЦИЯСИ ИНСТИТУТИ ВА ТОШКЕНТ ШАҲРИДАГИ
ТУРИН ПОЛИТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.Т.09.01 РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ КЕНГАШ
ТОШКЕНТ ШАХРИДАГИ ТУРИН ПОЛИТЕХНИКА
УНИВЕРСИТЕТИ
ҚАЮМОВ БАХРОМ АБДУЛЛАЖОНОВИЧ
БЕНЗИНЛИ ДВИГАТЕЛЛАР ИНЖЕКТОРЛИ ТАЪМИНОТ ТИЗИМИ
ЭКСПЛУАТАЦИОН ИШОНЧЛИЛИГИНИ ОШИРИШ
05.08.06 – Ғилдиракли ва гусеницали машиналар ва уларнинг ишлатилиши
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2017
4
Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон
Республикаси Вазирлар Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида
№ B2017.2.PhD/Т156 рақам билан рўйхатга олинган.
Диссертация Тошкент шахридаги Турин политехника университетида бажарилган.
Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз(резюме)) веб-саҳифанинг
ҳамда «ZiyoNet» ахборот-таълим портали www.ziyonet.uz манзилларига
жойлаштирилган.
Илмий раҳбар:
Шарипов Конгратбай Авезимбетович
техника фанлари доктори, профессор
Расмий оппонентлар:
Қодиров Сарвар Муқадирович
техника фанлари доктори, профессор
ка фанлари
Асқарходжаев Тўлқун Ишонович
техника фанлари доктори, профессор
Етакчи ташкилот:
Тошкент давлат техника университети
).
Диссертация ҳимояси Тошкент автомобиль йўлларини лойиҳалаш, қуриш ва эксплуатацияси
институти
ва
Тошкент
шаҳридаги
Турин
политехника
университети
ҳузуридаги
DSc.27.06.2017.Т.09.01 рақамли илмий кенгашнинг 2017 йил «____» _____________ соат 10
00
даги
мажлисида бўлиб ўтади (Манзил: 100060, Тошкент ш., А.Темур шоҳ кўчаси, 20 уй. Тел./факс:
(99871) 232-14-79, e-mail:
Диссертация билан Тошкент автомобиль йўлларини лойиҳалаш, қуриш ва эксплуатацияси
институти Ахборот-ресурс марказида танишиш мумкин ( _____ рақам билан рўйхатга олинган).
Манзил: 100060, Тошкент ш., А.Темур шоҳ кўчаси, 20 уй. Тел.: (99871) 232-14-79.
Диссертация автореферати 2017 йил «____» _____________ куни тарқатилди.
(2017 йил «____» _____________ даги ____ рақамли реестр баѐнномаси).
А.А.
Рискулов
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш раиси, т.ф.д., доцент
А.М.
Бабоев
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш илмий котиби, т.ф.н
А.А.
Мухитдинов
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш қошидаги илмий семинар
раиси, т.ф.д., профессор
5
КИРИШ (фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.
Дунѐ миқѐсида
автомобиль ишлаб чиқарувчи компаниялари учун эксплуатация жараѐнида
автомобиль ва унинг қисмларини ишончлилигини ошириш муаммоси етакчи
ўринни эгаллайди. «Дунѐ миқѐсида умумий фойдаланишда бўлган
автомобиллар сони бир миллиарддан»
1
ортиқ эканлигини кўрсатмоқда, бу
борада ривожланган ҳорижий мамлакатларда, жумладан, АҚШ, Япония,
Германия, Франция каби давлатларда автомобилларнинг бузилмасдан ишлаш
кўрсаткичларини тизимли мониторингини олиб бориш зарурияти туғилди.
Шу жиҳатдан автомобилларнинг конструкция элементларининг ресурсини
прогноз
қилиш
ва
эксплуатацион
ишончлилигини,
ҳамда
рақобатбардошлигини оширишга хорижий мамлакатларда алоҳида эътибор
қаратилмоқда.
Жаҳонда ишлаб чиқарилаѐтган автомобиллар ишончлилигини ошириш
ва эксплуатацион харажатларни камайтириш, шунингдек автомобилни
фойдаланиш жараѐнидаги харажатларни камайтириш ҳисобига олинадиган
катта иқтисодий самара олиш билан боғлиқлиги учун, автомобиллар
ишончлилигини ошириш каби йўналишларда мақсадли илмий изланишларни
амалга ошириш алоҳида аҳамият касб этмоқда. Бу борада, эксплуатациядаги
автомобиллар
ишончлилик
кўрсаткичларини
ошириш
натижасида
бузилишлар сонини камайтириш, ресурсларни тежаш, ишдан чиқишларига
таъсир қилувчи асосий омилларни аниқлаб, ишончлиликни лимитловчи
элементларда содир бўладиган бўладиган ишдан чиқишлар қонуниятларини
ишлаб чиқиш ва моделлаштириш, эксприментал тадқиқотлар тажриба
қурилмаси ва усулларини ишлаб чиқиш каби йўналишларда мақсадли илмий
изланишларни амалга ошириш муҳим вазифалардан бири ҳисобланади.
Республикамиз мустақилликка эришгач транспорт воситаларининг иш
самарадорлиги ва ишончлилик кўрсаткичларини оширишга, сифат
жиҳатидан такомиллашган автотранспорт воситаларидан фойдаланишга
алоҳида эътибор қаратилди. Бу борада автомобилни лойиҳалаш жараѐнида
конструктив ечимларни қўллаш орқали ишончлиликни ошириш усуллари
ишлаб чиқилди. Шулар билан бир қаторда бугунги кунда фойдаланилаѐтган
автомобиллар сонининг кескин ошиши, фойдаланилаѐтган автомобилларга
табиий-иқлимий ва йўл шароитлари таъсирини ҳисобга олиб, эксплуатацион
чора тадбирлар орқали ишончлилик кўрсаткичларини ошириш масалаларини
ҳал
этишни
талаб
этилмоқда.
2017-2021
йилларда
Ўзбекистон
Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегиясида,
жумладан « … ички ва ташқи бозорларда миллий товарларнинг
рақобатбардошлигини таъминлаш, хизматлар кўрсатиш соҳасини жадал
ривожлантириш ва бунда хизматларнинг замонавий турлари ҳисобига тубдан
ўзгартириш, …»
2
вазифаси белгилаб берилган. Мазкур вазифани амалга
1
http://www.m.zr.ru/content/news/350201
2
2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича
ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармони
.
6
ошириш, жумладан автомобиллар инжекторли таъминот тизими ишончлилик
кўрсаткичларини ошириш усулларини ишлаб чиқиш, хизмат кўрсатишни
муддатларини аниқловчи математик моделлаштириш қонуниятларини
такомиллаштириш бўйича илмий тадқиқот ишлари олиб бориш муҳим
аҳамият касб этмоқда.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги
ПФ-4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича
Ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармони, 2017 йил 1 июндаги ПҚ-
3028-сон
«2017 – 2021 йилларда автомобиль саноатини жадал
ривожлантириш ва бошқарувини янада такомиллаштириш чора-тадбирлари
тўғрисида»ги Қарори, 2016 йил 26 февралдаги Вазирлар Маҳкамасининг 55-
сон «2016 – 2020
йилларда хизматлар соҳасини ривожлантириш дастури
тўғрисида»ги қарори ва ҳамда мазкур фаолиятга тегишли меъѐрий-ҳуқуқий
хужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация
тадқиқоти маълум даражада хизмат қилади.
Тадқиқотнинг
республика
фан
ва
технологиялари
ривожланишининг устувор йўналишларига мослиги.
Мазкур тадқиқот
республика фан ва технологиялар ривожланишининг Ф-II «Энергетика,
энергия ва ресурс-тежамкорлик» устувор йўналишига мос равишда
бажарилган.
Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.
Ватанимиздаги бир қатор
олимлар томонидан турли иқлимий шароитларда фойдаланишда бўлган
автомобиллар двигатели ва ѐнилғи таъминот тизими, ҳаво ва ѐнилғи
ифлосланиши натижасида ишдан чиқишлари, уларнинг салбий таъсирини
аниқлаш бўйича Салимов А.У., Қодиров С. М., Авлиякулов Н.Х.,
Каримходжаев Н., Ташпулатов М.М., ва бошқа бир қатор олимлар
тадқиқотлар олиб борган.
Ҳаво ва ѐнилғи таркибида ифлосланишлар натижасида автомобиллар
фойдаланиш иқлимий минтақалари таъсиридан қатъий назар, двигател
деталлари ейилишини тезлаштиришини Шейнин А.М., Григорьев М.А.,
Гуревич Д.Ф., Дмитриевский А.В., Кислов В.Г., Костецкий Б.И., Васильев
А.В. каби олимлар аниқлаган.
Инжекторли таъминот тизими ишончлилигини таъминлаш ва
конструкциясини такомиллаштириш масалалари билан Technical Center
GMNA (Michigan, USA), Technical Center GMKorea (Bupeong, Korea),
Technical Center GMIO (Shanghai, China), Technical Center GMLAAM
(SaoPaulo, Brasil), Fiat Auto S.p.A (Torino, Italy) техник марказлари, BOSCH
GmbH, Siemens AG, Delphi Inc., Denso, Kafus Co, СОАТЭ ва
«Автоэлектроника» АЖ компаниялари, ҳамда узоқ хориждаги Ethan Eagle,
Steven Morris, Margaret Wooldridgea, Sung-Young Park, Gomez Montoya,
Chongming Wanga, Asish Sarangia, Adam Weallc, David Rothamer, Atkinson D.
J., King A., Green B., Moreno, F., Okafor A. A., Van Gerpen, Brian Adams, Sakda
Thongchai, Tian G. каби олимлар шуғулланмоқда, аммо иссиқ йўл-иқлим
шароитида уларнинг эксплуатацион ишончлилиги кўрсаткичлари етарли
даражада ўрганилмаган.
7
Диссертация тадқиқотининг диссертация бажарилган олий таълим
муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан боғлиқлиги.
Диссертация
тадқиқоти
Тошкент
шахридаги
Турин
политехника
университетининг ТПУТ-2015-НП-3 «Инжекторли таъминот тизими
элементларида елим қатқалоқлар содир бўлишини тадқиқот қилиш» (2015-
2017) мавзусидаги илмий-амалий лойиҳаси доирасида бажарилган.
Тадқиқотнинг мақсади
иссиқ йўл-иқлим шароитида автомобиллар
бензинли двигателларининг инжекторли таъминот тизими эксплуатацион
ишончлилигини оширишдан иборат.
Тадқиқотнинг вазифалари:
иссиқ иқлим ва чангдор атроф-муҳит шароитини бензинли двигателлар
ѐнилғи таъминот тизими эксплуатацион ишончлилигига таъсирини таҳлил
қилиш натижасида ишдан чиқишларига таъсир қилувчи асосий омилларини
баҳолаш услубини ишлаб чиқиш;
инжекторли таъминот тизими элементларида пайдо бўладиган ишдан
чиқишлар қонуниятларини янги усуллар билан такомиллаштириш ва ишдан
чиқишларни тақсимот зичлигини аниқлаш;
Ўзбекистон йўл-иқлим шароитида инжекторли таъминот тизими
элементлари бузилмасдан ишлаш кўрсаткичларини аниқлаш натижасида
техник хизмат кўрсатиш меъѐрларини ишлаб чиқиш;
эксприментал тадқиқотлар ўтказиш тажриба қурилмаси ва усулини
ишлаб чиқиш натижасида инжекторли таъминот тизими детал ва узеллари
юзаларида елим қатқалоқлар пайдо бўлиши жараѐнини баҳолаш усулини
ишлаб чиқиш.
Тадқиқотнинг объекти
сифатида инжекторли таъминот тизими ва
унинг элементлари олинган.
Тадқиқотнинг
предмети
двигателлар
инжекторли
таъминот
тизимининг ишончлилик кўрсаткичлари, ишончлиликни лимитловчи
элементларни синаш услуби ва техник хизмат кўрсатишни муддатлари
ташкил этади.
Тадқиқотнинг усуллари.
Тадқиқот жараѐнида
математик статистика,
экспериментларни ўтказиш усуллари, эксплуатация шароитини имитация
қилиб экспериментларни ўтказиш усули, сплайн-функция усулида математик
таҳлил қилиш усулларидан фойдаланилган.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги
қуйидагилардан иборат:
инжекторли таъминот тизимининг ишончлилик кўрсаткичларининг
тарқалиш зичлигининг ўзгариш қонунияти атроф муҳит таъсирини ҳисобга
олиш орқали такомиллаштирилган;
атроф муҳит таъсирида ѐнилғининг оксидланиш тезлиги ўзгаришининг
ишончлиликни лимитловчи элементлар бузилиш жадаллигига боғлиқлиги
аниқланган;
инжекторли таъминот тизими ресурсини прогнозлаш учун ишдан
чиқиш вақтларининг миқдорий қиймат ўзгаришлари аниқланган;
ишончлиликни лимитловчи элементлар техник кўрсаткичларини
ошириш учун техник хизмат кўрсатиш даврийлиги аниқланган.
8
Тадқиқотнинг амалий натижалари
қуйидагилардан иборат:
ишдан чиқишлар жадаллиги миқдорий қийматларини қўллаш
натижасида техник хизмат кўрсатиш ва эҳтиѐт қисмларга бўлган талабни
олдиндан прогнозлаш усули ишлаб чиқилган;
тажриба-стенд тадқиқотларини ўтказиш учун тажриба қурилмаси ва
инжекторли таъминот тизимида елим қатқалоқлар пайдо бўлиши
синовларини ўтказиш усули ишлаб чиқилди ва бунинг натижасида деталлар
юзаларига турли тозаловчи воситаларини ҳусусиятларини ва таъсирини
таҳлил қилишнинг мавжуд усуллари такомиллаштирилган;
аналитик боғланишлар асосидаги моделлаштириш ва ҳисоблаш
усуллари ҳамда тажрибавий тадқиқ этиш натижалари асосида инжекторли
таъминот тизими ишончлилигини лимитловчи элементларига техник хизмат
кўрсатиш муддатларини аниқлаш, таъминот тизими эксплуатацион
ишончлилигини ошириш, эҳтиѐт қисмларга бўлган талабни камайтириш
имконини яратган.
Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги
изланишларни замонавий
услуб ва воситалардан фойдаланган ҳолда ўтказилганлиги, маълум стандарт
усуллар, йиғилган кузатув натижаларини статистик ишлов бериш, компьютер
дастурлари ѐрдамида олинган натижаларга ишлов бериш, «GMO`zbekiston»
АЖ ва «TOSHAFUS» ҚК МЧЖ ишлаб чиқариш базасида тажриба
тадқиқотларини ўтказиш ва назарий ва амалий тадқиқотлар натижаларининг
ўзаро мослиги, олинган натижалар амалиѐтга жорий қилинганлиги,
шунингдек, турли илмий конференцияларда муаммонинг кенг муҳокамаси,
Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси қошидаги Олий аттестация
комиссиясининг тақриз қилинадиган илмий журналларида тадқиқот
натижаларининг нашрлари билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти
. Тадқиқот
бўйича олинган натижаларнинг илмий аҳамияти турли йўл-иқлимий
эксплуатация шароитларида инжекторли таъминот тизими ишончлилиги
бўйича маълумотларни тақсимот зичлиги қонуниятини аниқланганлиги,
сплайн-функциялар усулини қўллаб тақсимот зичлиги қонуниятларини
моделлаштириш самарали усулини яратиш, шунингдек эксплуатацион
маълумотларга мос келувчи таъминот тизими бузилмаслигини лимитловчи
элементлар назарий аниқланганлиги, эксприментал тадқиқотлар ўтказиш
усулини ишлаб чиқилганлиги билан изоҳланади.
Олинган натижаларнинг амалий аҳамияти тадқиқотлар натижасида
ишончлилик кўрсаткичларини миқдорий қийматларини юқори самарали
аниқлаш усуллари, олинган натижалар асосида хизмат кўрсатиш ва
таъмирлаш учун меҳнат сарфи ва керакли эҳтиѐт қисмлар миқдорини
олдиндан прогнозлаш, таъминот тизими ишдан чиқмасдан ишлаш муддатини
ошириб, ортиқча сарф-харажатларни камайтирувчи инжекторли таъминот
тизими ишончлилиги лимитловчи элементларга техник хизмат кўрсатиш
муддатлари бутун тизимнинг эксплуатацион ишончлилигини ошириш билан
изоҳланади.
9
Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.
Инжекторли таъминот
тизими эксплутацион ишончлилигини ошириш бўйича олинган натижалар
асосида:
автомобиллар бензинли двигателлари инжекторли таъминот тизими
эксплуатацион ишончлилигини ошириш усули ―Ўзавтосаноат‖ АЖ
корхоналарига жорий этилган (―Ўзавтосаноат‖ АЖ нинг 2017 йил 6
ноябрдаги 45/01-25-3631-сон маълумотномаси). Илмий-тадқиқот натижасида
аниқланган техник хизмат кўрсатиш муддатидан фойдаланилганда
инжекторларни 12-17% га, ѐнилғи насослари 21-28% га бузилмасдан
ишлашини ошириш ва эҳтиѐт қисмларга бўлган талабни икки баробарга
камайтириш, автомобиллар ѐнилғи таъминот тизими умумий хизмат
муддатини 19 % ошириш имконини берган;
бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими элементлари ва
ѐнилғи насослари елим қатқалоқлар пайдо бўлиш жараѐнини олдини олиш
усули ―TOSHAFUS‖ ҚК МЧЖ га жорий этилган. (―Ўзавтосаноат‖
компаниясининг 2017 йил 6 ноябрдаги 45/01-25-3631-сон маълумотномаси).
Илмий тадқиқот натижасида инжекторларни ишдан чиқишгача ишлаш
муддати 27 % гача, ѐнилғи насосларини ишдан чиқишгача ишлаш муддати
22% гача камайишини аниқлаш имконини берган;
двигателларнинг инжекторли таъминот тизимига техник хизмат
кўрсатиш муддатини аниқлаш сплайн-функция усули ―Ўзавтосаноат‖ АЖ
корхоналарига жорий этилган (―Ўзавтосаноат‖ АЖ нинг 2017 йил 6
ноябрдаги 45/01-25-3631-сон маълумотномаси) натижада ҳисоблаш ишини
амалга ошириш вақтини 32% га, меҳнат унумдорлиги 26% гача ошириш
имконини берган.
Тадқиқот натижаларининг апробацияси.
Мазкур диссертация
тадқиқот натижалари ҳалқаро ва республика миқѐсидаги 11 та илмий ва
илмий-техник анжуман ва семинарларда, жумладан 4 та ҳалқаро ва 4 та
хорижий анжуманларда маъруза қилинган ва муҳокамадан ўтказилган.
Тадқиқот натижаларининг эълон қилинганлиги.
Диссертация
мавзуси бўйича жами 24 та чоп этилган илмий иш чоп этилган, шулардан,
Ўзбекистон Республикаси Олий аттестация комиссиясининг фалсафа доктори
(PhD) диссертациялари асосий илмий натижаларини чоп этиш тавсия этилган
илмий нашрларда 8 та мақола, жумладан, 6 таси республика ва 2 таси
хорижий журналларда нашр этилган, 1 та комьпютер дастури учун
муаллифлик гувоҳномаси олинган.
Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.
Диссертация таркиби кириш,
тўртта боб, хулоса, фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати ва иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 121 бетни ташкил этган.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ
Кириш
қисмида ўтказилган тадқиқотнинг долзарблиги ва зарурати
асосланган, тадқиқот мақсади ва вазифалари, объекти ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
10
амалий натижалари баѐн қилинган, олинган натижаларнинг ишончлилиги
асосланган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий аҳамияти очиб
берилган, тадқиқот натижаларини амалиѐтга жорий қилиш, нашр этилган
ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар келтирилган.
Диссертациянинг
«Эксплуатациядаги автомобиллар учун Марказий
Осиѐ йўл-иқлим шароитининг ҳусусиятлари ва уларнинг двигателлар
таъминот тизими ишончлилигига таъсири»
деб номланган
биринчи
бобида Марказий Осиѐ йўл-иқлим шароитларида эксплуатациядаги
автомобилларнинг ўзига хос ҳусусиятлари ҳар томонлама таҳлил қилинган ва
двигател ҳамда унинг тизимлари ишончлилигига таъсир этувчи асосий
омиллар ўрганилган. Ўзбекистон минтақавий ҳудудларида эксплуатация
қилинадиган автомобиллар ҳавонинг юқори ҳарорати ва чангдорлигида
ишлайди. Марказий Осиѐ иқлими кескин континентал бўлиб, ѐз – давомли ва
жуда иссиқ, қиш эса – қисқа ва совуқдир. Кундузи соядаги ҳавонинг абсолют
максимал ҳарорати +45…47
0
С гача, кечаси эса +10
0
С гача тушади,
ҳароратнинг 8 соат давомидаги ўзгариши 25…30
0
С га етиши мумкин, тоғли
ҳудудларда эса, автомобил +40...47
0
С ли жуда иссиқдан сўнг, тоғли
довонлардан ўтиб атмосфера ҳарорати бор-йўғи 0…+1
0
С бўлган шароитларга
тушади, бунда ҳароратнинг кескин ўзгариши 40…46
0
С ни ташкил этади.
Кундузи тупроқнинг ҳарорати +70
0
С ва ундан юқори даражагача
қизийди. Йўл қопламаси ҳарорати, айниқса органий ѐпишқоқ материал билан
ишлов берилганда +85
0
С гача кўтарилади.
Автомобил ѐнилғи бакларидаги бензин ҳавонинг юқори чангдорлигида
ифлосланиш даражаси кескин ортади, бунда асосан ифлослантирувчилар
йўллардаги чангдан иборат бўлиб, улар абразив хусусиятга эга. Марказий
Осиѐ атмосферасининг ҳаводаги чангдорлиги 3,5 г/м
3
гача боради, бўрон ва
қаттиқ шамоллар вақтида эса 17 г/м
3
гача ортиши мумкин, бу эса ўз
навбатида ўн ва ундан ортиқ марта мўътадил иқлим минтақа ҳавосининг
чангдорлигидан (0,0003...1,4 г/м
3
) юқори. Буни тасаввур этишимиз учун,
ҳавонинг чангдорлиги 0,8…1,2 г/м
3
бўлганда кўра олиш имкониятимиз
буткул йўқотилади. Ёнилғи билан бирга двигателга тушадиган
ифлослантирувчи аралашмалар, унинг таъминот тизими ишлашини
пасайтиради, натижада тизим элементларининг ишдан чиқишлари ва
интенсив ейилишлари кузатилади. Атроф муҳитнинг юқори харорати
таъсирида бензинли двигателлар таъминот тизимида ишдан чиқишларнинг
тавсифий турлари бўлиб, буғ пробкаларини пайдо бўлиши, двигател
деталларининг
иссиқликда
зўриқиши
кучайиши,
ѐнилғи-мойлаш
материалларини ҳусусиятларини ўзгаришидан иборат бўлади.
Ушбу ишда бензинли двигателларнинг инжекторли таъминот тизими
ишлаши батафсил таҳлил қилинди. Двигателлар инжекторли таъминот
тизими элементларининг асосий афзаллик ва камчиликлари аниқланди,
шунингдек, уларнинг ривожлантириш ва замонавий двигателларда қўллаш
имкониятлари кўрсатилди. Двигателларнинг техник холати, асосан, йўл
иқлим шароитига ва ѐнилғи мойлаш материаллари сифатига боғлиқ.
Марказий Осиѐ йўл-иқлим шароитининг автомобиллар двигателининг
11
инжекорли таъминот тизими элементларининг ишлашига таъсири етарлича
ўрганилмаганлиги сабаб, уларнинг Ўзбекистон ҳудуди иқлим шароитида
ишончлилиги бўйича тадқиқодлар олиб бориш долзарб масала ҳисобланади
ва илмий асосланган ҳолда ҳал этишини тақозо этади.
Ўзбекистоннинг йўл-иқлим шароити автомобиллар эксплуатацияси
учун оғир хисобланади. Улар пасттекисликлар, тоғлик, чўл, чалачўл
минтақалардан иборат иборат. Уларнинг характерли хусусияти жойларнинг
қурғоқчилиги, чанг кўплиги, атроф-мухит иқлимининг иссиқлиги ва узоқ
давом этишидир.
Тахлиллар шуни кўрсатдики, бензин двигателлари таъминот
тизимининг элементлари кўпинча ифлосланган ѐнилғи таркибидаги абразив
зарралар таъсирида деталлар ейилиши, шунингдек паст сифатли ѐнилғи
ишлатилганда ѐнилғи аппаратураси элементларида елим қатқалоқлар
йиғилиб қолиши натижасида ишдан чиқиши аниқланди.
Масалани ўрганиш натижаси шуни кўрсатадики, автотранспорт
воситаларининг
двигателлари
инжекторли
таъминот
тизимининг
эксплуатацион ишончлилигига минтақанинг йўл-иқлим шароити алоҳида
таъсир кўрсатади. Олиб борилган таҳлил натижасида ушбу тадқиқотнинг
мақсади ва вазифалари белгиланди.
Диссертациянинг
«Бензинли двигателлар инжекторли таъминот
тизими тадқиқотларининг назарий асослари»
деб номланган иккинчи
бобида
ѐнилғини инжекторли сочишга асосланган двигателлар детал ва
узелларидаги
ишдан
чиқишлар
содир
бўлиш
қонуниятларининг
эксприментал ва назарий тадқиқотлар натижалари ѐритилган. Ишдан
чиқишларнинг турлари таҳлили асосида: ишдан чиқишлар содир бўлиш
назарий қонуниятлари яратилди; автомобил босиб ўтган йўли ва ишдан
чиқишлар содир бўлиши жадаллиги ўртасидаги боғлиқлик аниқланди.
Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ишдан чиқишлари содир
бўлиш эҳтимолини моделлаштирувчи ЭҲМ дастурий таъминот маҳсулоти
яратилди.
Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ишдан чиқишлари
синфланиши тузилган. Инжекторли таъминот тизимида содир бўладиган
ишдан чиқишларнинг таърифи ва моҳияти очиб берилган.
Инжекторли таъминот тизими элементларида ишдан чиқишларнинг
функционал таҳлили ўрганилган ва келтирилган. Таъминот тизими
элементларида ишдан чиқишлар содир бўлиши тасодифий катталиклари
тақсимот турларининг вариантлари кўриб чиқилган.
Инжекторли таъминот тизими детал ва узеллари учун техник ҳолат
ўзгариш жараѐни автомобил босиб ўтган масофага ѐки тизим ишлаган вақтга
боғлиқ бўлиб, ишдан чиқишлар характери монотон бўлади. Яъни бу ҳолатда
тизимни техник ҳолати ўзгариши параметрлари бир бутун иккинчи тартибли
рационал функция кўринишида изоҳлашимиз мумкин, яъни:
l
a
l
a
l
a
l
a
a
y
n
...
3
2
1
0
(1)
бу ерда,
а
0
– тизим техник ҳолати параметрларини бошланғич қиймати;
12
а
1
, а
2
, а
3
, … а
n
–техник ҳолат (
у
) ўзгаришини босиб ўтилган масофага (
l
)
боғлиқлиги характери ва даражасини белгиловчи коэффициентлар;
l
– босиб ўтилган масофа ѐки тизим ишлаган вақт.
Ўзбекистон ҳудуди иссиқ ва чангдор минтақаларида эксплуатация
шароитида бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ишлашининг
ишончлилик кўрсаткичларини аналитик баҳолаш учун дастлабки назарий
шартлари яратилди. Двигателлар инжекторли таъминот тизими ишдан
чиқмаслик кўрсаткичларини баҳолаш учун олинган қонуниятлар Ўзбекистон
ҳудудида автомобилларни оддий эксплуатация шароитида ўтказилган
экспериментал тадқиқотлар билан тасдиқланган.
Ёнилғи таъминоти тизими ишдан чиқишларини содир бўлишини
тақсимоти ва жадаллиги қонуниятларини аниқлаш мақсадида назоратдаги
автомобиллар эксплуатацион кузатув натижаларига статистик қайта ишлов
берилди. Эксплуатацион маълумотларни статистик қайта ишлов натижалари
инжекторли таъминот тизими элементлари ишдан чиқишларини тақсимот
зичлиги нормал тақсимот қонунияти билан яхши аппроксимацияланади,
чунки ҳисобий ва экспериментал маълумотлар эгриликлари бир-бирига мос
келиши 1-расмда кўриниб турибди.
Ҳисоблар қуйидаги формула бўйича,
α=0,1
аҳамияти даражасида олиб
борилди:
2
2
2
)
(
2
1
)
(
l
l
e
l
f
(2)
Инжекторли таъминот тизими элементлари ишдан чиқишлар содир
бўлиши тақсимот зичлиги қонуниятларини, маълумотларни таҳлил қилишни
сплайн-функциялар илғор услуби қўллаб, моделлаштириш усули яратилди.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
35,7
70,2
104,6
139
ж
ада
л
л
и
к
Ишдан
чиқишгача
босиб
ўтилган
масофа
,
минг
км
1-расм. Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ѐнилғи
насослари ишдан чиқишлари содир бўлишининг тақсимот зичлиги
гистограммаси:
1- эксплуатацион кузатувлар маълумотлари асосида; 2-ҳисобий эгри чизиқ.
1
2
13
Эксперементал маълумотлар бўйича сплайнни қуриш масаласи
b
i
коэффициентини топишдан иборат бўлиб, умумий ҳолда сплайн сеткаси
аниқлашдадир.
b
i
коэффициентларини аниқлаш учун чизиқли тенгламалар тизимидан
фойдаланамиз
h
x
f
x
B
b
x
B
b
x
B
b
x
f
x
B
b
x
B
b
x
B
b
h
x
f
x
B
b
x
B
b
x
B
b
i
i
N
N
i
N
N
i
N
N
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
'
'
1
1
'
'
1
1
1
1
1
1
0
'
0
'
1
1
0
'
0
0
0
'
1
1
(3)
бу ерда
h=x
i+1
-x
i
-
интерполяция қадами;
)
(
0
'
x
f
ва
)
(
'
N
x
f
- сетка якунидаги функция ҳосиласи.
))
(
(
x
f
b
b
i
кўринишдаги формула бўйича ҳисоблашлар йўли билан
коэффициентларни олиш мумкин. Ушбу формулаларни тайѐр ҳолда
келтириш мақсадга мувофиқ, чунки ҳисоблашлар операцияларини ҳажмини
кмайтириш имконияти мавжуд. Қуйида келтирилган формулаларни
К
–
нуқтали деб атаймиз. Иккинчи тартибли сплайнлар учун:
1) уч нуқтали формула:
b
f
f
f
i
i
i
i
1
8
10
1
1
(4)
2)
беш нуқтали формула:
b
f
f
f
f
f
i
i
i
i
i
i
1
64
12
86
12
2
1
1
2
(5)
Юқорида келтирилган ҳолатлар ва аналитик амаллар ҳисобга олиниб,
бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ишдан чиқишларини
тадқиқотлаш учун сплайн-функциялар усулларини қўллаб, ишдан
чиқишларни моделлаштириш дастури яратилди.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0
24,15
39,05
53,95
68,85
83,75
98,65 113,55
Иш
дан чи
қ
и
ш
л
ар
ж
ада
л
л
и
ги
Ишдан чиқишгача босиб ўтилган масофа, минг км
2-расм. Сплайн-функций дастури бўйича инжекторли таъминот тизими
бузуқликлари жадаллигининг тақсимот зичлиги:
1-эксплуатацион; 2-нормал тақсимот қонунияти билан ишлов берилган;
3- сплайн-функциялар билан ишлов берилган.
1
2
3
14
Тадқиқотларнинг эксплуатацион кузатув маълумотлари асосида
сплайн-функция дастури бўйича қайта ишланган натижалари график
кўринишда 2-расмда келтирилган. Таҳлиллар сплайн-функция усули
ѐрдамида ишлов берилган бошланғич маълумотлар, нормал тақсимот
қонунияти билан ишлов берилган маълумотларга нисбатан эксплуатацион
маълумотларга энг яқинлаштирилган эканлиги кўрсатмоқда.
Диссертациянинг
«Тажриба-стенд
шароитида
двигателлар
инжекторли
таъминот
тизими
элементлари
юзаларида
елим
қатқалоқланиш жараѐнини тадқиқотлаш»
деб номланган тўртинчи
бобида тажриба-стенд шароитида двигателлар инжекторли таъминот тизими
синовларини ўтказиш усуллари ва қурилмани яратиш бўйича ишларни
натижалари келтирилган.
Экспериментни ўтказиш вақтида қурилмада (расм 3) инжекторли
таъминот тизими ишлашининг юқори ҳароратли эксплуатация шароитлари
яратилди. Ўзбекистон минтақаларида автомобилларни эксплуатация вақтида
мавжуд ҳарорат ўзгаришини таъминлаш учун синалаѐтган тизимдаги бензин
ҳарорати бир неча диапазонларида ўзгартирилди. Двигателлар таъминот
тизимини иссиқ иқлимий минтақаларига мос равишда синовлар шартли
танланган учта ҳарорат режимида ўтказилди ва бунда ҳароратнинг танлов
критерияси сифатида турли иқлимий минтақаларда автомобил двигателлари
таъминот тизими синовлари бўйича ўтказилган тадқиқотлар натижалари
асосида олинган инжекторли таъминот тизими элементларидаги бензин
ҳарорати қабул қилинган.
Р
М
L
P
L
P
P
ат
Юқоридагилардан келиб чиқиб, фойдаланилаѐтган бензиннинг
барқарорлигини таъминлаш ва керакли миқдорда енгил фракцияларни унинг
таркибида сақлаш мақсадида, синовларни ўтказиш вақтида қурилмага
8
3-расм. Двигателлар инжекторли таъминот тизими тажриба-стенд
жиҳози гидравлик схемаси: 1-бак; 2- насос фильтри; 3- ѐнилғи
насоси; 4- ѐнилғи фильтри; 5- манометр; 6- оқимўлчагич;
7- инжекторлар; 8- босим регулятори.
2
4
5
6
7
8
1
4
6
3
15
қуйиладиган бензин даврий равишда янгисига алмаштирилди. Бунинг учун
ҳар 240 соатлик цикл давомийлиги тўрт даврга тақсимланди, яъни 60 соат
синовдан сўнг қурилмага янги бензин қуйилди ва бир пайтнинг ўзида
инжекторларнинг ҳолати ўлчанди, ҳамда бензин намуналари олинди.
Ўлчовлар тортиш усулида олиб борилди. Синовлар олдидан барча янги
инжекторлар тортиб олинди ва деталлар юзаларида пайдо бўлган елим
таркиби оғирлиги инжекторларни тортиш йўли билан хар бир ўлчовдан сўнг
баҳоланди.
Инжекторлар ишлашига энг катта зарарли таъсир елим қатқалоқлари
ҳосил бўлишидан келиб чиқишини синовлар натижаси кўрсатди. Энг кўп
елим қатқалоқлари инжекторнинг нуқтали сочиш тешиклари атрофида ҳосил
бўлади, бунда тешиклар қаттиқ елим қатқалоқлари билан беркилиб қолиш
ҳолатлари кузатилди, бу эса ўз навбатида ѐнилғини аста-секинлик билан
узатилишини тўхташига сабаб бўлади (расм 4).
Эксприментлар натижасида олинган эгриликни гамма тақсимот
қонунининг қуйидаги формуласи билан изоҳлашимиз мумкин. Аммо ушбу
боғлиқликни кўринишини ўзгартирмасдан қўллаш имкони йўқ, чунки
функцияда ишончлилик кўрсаткичларига ташқи муҳит таъсирида ѐнилғи
оксидланиши тезлигининг боғлиқлиги ҳисобга олинмаган. Шунинг учун
функцияга ѐнилғи оксидланиши тезлигини ҳисобга олувчи К-корреляция
коэффициентини киритамиз.
4-расм. Экспримент натижаларига гамма тақсимот қонуни билан ишлов
берилганда ва корреляция коэффициенти киритилгандаги натижа.
Бензин температураси: 1- 60
0
С; 2-50
0
С; 3-40
0
С; 4 – корреляция
коэффициенти ҳисобига.
Шундай қилиб ташқи муҳит таъсирида ѐнилғи оксидланиши ҳисобга
олинган гамма тақсимот қонунининг ўзгартирилган кўриниши қуйидагича
бўлади:
( ) {
(
)
(6)
0
5
10
15
20
25
30
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
Елим
қ
ат
қ
ал
оқ
л
ар
оғи
рлиг
и
-
m
,
мг
Тизимни ишлаш вақти - t, соат
1
2
3
4
16
бу ерда Г – Эйлер гамма функцияси,
х
n
– экспримент маълумотлари натижаси,
К – ѐнилғи оксидланиши тезлигини ҳисобга олувчи корреляция
коэффициенти.
Шундай қилиб, Ўзбекистон ҳудуди иссиқ-иқлим шароитида
автомобиллар эксплуатация қилинганда, бензинли двигателлар инжекторли
таъминот тизимида алоҳида эътибор талаб қиладиган елим қатқалоқлар
пайдо бўлиши кузатилди, бунинг сабаби бўлиб сифати паст бўлган
бензинларни қўллаш, атроф муҳит ҳароратининг баландлиги таъсирида
бензинларнинг оксидланиш жараѐнини тезлаштириб, кейинчалик таъминот
тизими деталларида елим қатқалоқлар ҳосил бўлишини келтириб
чиқаришидир.
Двигателлар инжекторли таъминот тизими ишлашига елим қатқалоқлар
ҳосил бўлиш жараѐни зарарли таъсир этади ва двигател меъѐрда ишлаши
учун тизим элементларида елим қатқалоқлар ҳосил бўлишини олдини олиш
ѐки пасайтириш лозим. Янада сифатлироқ бензинларни қўллаш, ҳамда детал
юзаларини тозалиги керакли тарзда таъминловчи юза-актив эриткичлар
қўллаш йўли билан бунга эришиш мумкин.
Таъминот тизимидаги қатқалоқларни тозалаш учун турли юза-актив
бирикмали ювувчи воситалар ѐрдамида икки хил усул таклиф этилди: юқори
концентрацияли восита билан қатқалоқларни бир мартада тозалаш учун; оз
концентрацияли восита билан мунтазам равишда қатқалоқларни доимий
ювиб туриш учун.
Афен воситасининг ювувчи харакати доимий қўлланилганда
концентрация 0,05% ѐки даврий (қисқа муддатли) қўлланилганда
концентрацияси 0,1% бўлганда таъминланади. Шунингдек Лабомид,
Лабомид–312, МС-15, ва АМ-15 эриткичлари ва Enjay Paradyhe 44, Amco 572,
Monsanto Santoleneb, Lubrisol 580 каби двигатель деталлари юзаларини
асфальт-елим қатқалоқлардан ювувчи воситалар қўллаш мумкин. Улар
бензин таркибига 0,001-0,01 % миқдорда қўшилади. Бунда бензинга ювувчи
воситалар қўшиш иқтисодий томондан самаралидир.
Диссертациянинг
«Бензинли двигателлар инжекторли таъминот
тизими
ишдан
чиқмаслик
кўрсаткичларини
экспериментал
тадқиқотлаш
»
деб номланган учинчи бобида двигателлар инжекторли
таъминот тизими элементлари ишончлилик кўрсаткичларини аниқлаш
бўйича синовлар усули танланган, эксплуатацион кузатувлар ўтказиш
услубияти яратилган, Ўзбекистон республикаси турли минтақаларида
эксплуатацион синовлар ўтказилган.
Эксплуатация шароитларининг ўзига хос хусусиятларидан келиб
чиқиб, Ўзбекистон республикаси ва унинг минтақалари учун йўл-иқлимдаги
тафовутлари ҳисобга олиниб, қабул қилинган ва ҳисобланган ишончлилик
кўрсаткичлари учун двигателлар инжекторли таъминот тизимини одатий
эксплуатация шароитида кузатишлар олиб бориш кўринишида ишончлилик
кўрсаткичларини аниқлаш усули қабул қилинди.
17
Эксплуатация шароитида кузатишлар услубияти шундай яратилганки,
биринчидан иссиқ иқлим шароитида бензинли двигателлар инжекторли
таъминот тизими ишончлилиги ҳақида маълумотларни тўла ва объектив
олиш, иккинчидан инжекторли таъминот тизими қўлланилган автомобиллар
эксплуатация
қилинадиган
Ўзбекистон
Республикасининг
барча
минтақаларини қамраб олиши назарда тутилган, шунингдек олинган
натижаларни қўшни, ўхшаш иқлим шароитига эга давлатларга татбиқ эта
олиш имконияти берилган.
Ўзбекистон Республикаси минтақаларининг иқлимий омилларини
автомобил двигателлари инжекторли таъминот тизими эксплуатацион
ишончлилигига таъсирини хар томонлама тўла англаш учун, Ўзбекистон
Республикасининг атроф-муҳитнинг йўл-иқлим шароити ҳусусиятлари билан
бир-биридан фарқланувчи тўртта минтақада кузатувлар олиб борилди.
Биринчи минтақа – Тошкент шахри ва Тошкент вилояти, иккинчи минтақа –
Фарғона водийси, учинчи минтақа – Турон пасттекислигининг арид
минтақаси бўлиб, ўз ичига Бухоро, Қашқадарѐ ва Қорақалпоғистон
Республикаларини олади ва тўртинчи минтақа Самарқанд, Жиззах, Сирдарѐ
вилоятларидан ташкил топган.
Двигателлар инжекторли таъминот тизимида барча содир бўлган
ишдан чиқишлар ишончлилик картасида рўйхатга киритилди. Бунда ишдан
чиққан детал ѐки узелнинг номи, ишдан чиқишнинг содир бўлган санаси,
ишдан чиқишгача босиб ўтган масофа, ишдан чиқишнинг содир бўлиш
тавсифи ва эҳтимолий сабаби ҳақида маълумотлар киритилган.
Бензинни хар хил қўшимчалар билан ифлосланганлик даражасини
баҳолаш мақсадида, автомобиллар ѐнилғи бакидан намуналар даврий
равишда олинди. Намуналар алоҳида тайѐрланган пробиркаларга хар бир
ѐнилғи бакидан ѐнилғи фильтригача ва фильтрдан сўнг 250 мл олинди.
Олинган намуналарда ѐнилғини ифлослантирувчи қўшимчадаги механик
заррачалари миқдорини аниқлаш, бензинни ифлосланганлик даражасини ва
механик абразив заррачалар дисперс таркибини баҳолаш мақсадида таҳлил
қилинди. ГОСТ 2084-77 асосида ѐнилғида механик қўшимчалар,
ифлослантирувчилар ва сув борлиги бўйича олинган намуналарнинг таҳлили
ўтказилди. Ифлосланишлардаги абразив заррачаларнинг дисперс ва
миқдорий таркиби МБИ-3 биолигик микроскопи ѐрдамида заррачаларни
ўлчамли гуруҳларга бўлиб, санаш усулида текширилган. Заррачалар 2…4
мкм, 4…6 мкм, 6…8 мкм, 8…10 мкм ва х.к. ўлчамли гуруҳларга бўлакланган.
Синовлар ўтказилаѐтган турли минтақаларда параллел равишда
эксплуатацияда назоратдаги автомобиллар кабина ва кузовлари юзасидан ва
ѐнилғи фильтрларидан олинган чанг ҳам тадқиқот қилинган.
Кузатувдаги автомобиллар бакидаги бензинларни ифлосланганлик
даражаси бўйича олинган маълумотларни статистик қайта ишлов бериш
натижасида олинган натижалар (жадв. 1) шуни кўрсатиб турибдики,
автомобиллар ѐнилғи бакидаги ифлослантирувчи қўшимчалар миқдори
эксплуатация қилинаѐтган минтақадаги атроф-муҳит чангдорлигига тўғри
18
боғланишда бўлиб, ҳавонинг чангдорлиги ортиши билан ѐнилғидаги
ифлослантирувчи механик қўшимчалар миқдори ортади.
1-жадвал.
Кузатувдаги автомобиллар баки бензинидаги ифлослантирувчи
зарралар миқдори ва ҳавонинг чангланганлиги ўртача қиймати
Кузатувлар ўтказилаѐтган жой
Ҳавонинг
чангланганлиги, г/м
3
Бензиннинг
ифлосланганлиги, г/т
I минтақа
0,16 – 0,21
105,3
II минтақа
0,25 – 0,32
153,4
III минтақа
0,62 – 0,75
276,0
IV минтақа
0,51 – 0,6
197,0
ГОСТ 2084-77 бўйича
рухсат этилмайди
Ишдан чиқмасдан ишлаш кўрсаткичларини янада батафсил баҳолаш
учун, ишдан чиқишлар умумий сони двигател таъминот тизими элементлари
бўйича тақсимланиш миқдорлари келтирилган (жадв. 2).
Назорат
остидаги
автомобилларда
ўтказилган
эксплуатацион
кузатувлар натижасида двигателлар таъминот тизимида ишдан чиқишлар
содир бўлишининг қуйидаги асосий турлари ва сабаблари аниқланди:
инжекторларда:
- инжектор тешиклари ва фильтрини ѐнилғининг елимсимон
қатқалоқлари билан тўлиб қолиши;
- инжектор ички деворларига елимсимон ѐпишқоқ қатламлар
натижасида
инжектор
клапанини
ѐпишиб
қолиши,
оралиқларига
ифлосланишларнинг механик заррачалари тушиши;
- ѐнилғидаги ифлосланишларнинг механик заррачалари таъсирида
инжектор сочиш каналини ейилиши.
электр юриткичли ѐнилғи насосида:
- ѐнилғи насоси фильтрини механик қўшимчалар ва ѐнилғидаги
органик елимсимон ифлосланишлар оқибатида тўлиб қолиши;
- насоснинг электр юритмасига ѐнилғидаги механик ва минерал
қўшимчалар ѐпишиб қолиши натижасида электр магнит майдони пайдо
бўлиши кечикиши;
- ѐнилғи насоси ичидан суюқ ѐнилғи оқиб ўтмаганлиги сабабли, электр
юритма сим ўрамлари куйиши;
- ѐнилғидаги ифлослантирувчи механик заррачаларларнинг абразив
харакати таъсирида ѐнилғи насоси электр юритмаси якор ва шеткаларини
ейилиши.
Эксплуатацион кузатувлар материалларини синчковлик билан таҳлили
қилиш натижасида (жадв. 2), автомобилларнинг бензинли двигателлар
инжекторли таъминот тизими ишончлилиги биринчи навбатда инжектор ва
ѐнилғи насоси ишдан чиқмаслиги билан белгиланади. Демак, бу
элементларнинг ишлаш муддати двигателникидан кам ва уларни техник соз
ҳолатда ушлаб туриш ѐки алмаштириш харажатлари инжекторли таъминот
тизимини
ишга
яроқлилигини
таъминлашдаги
эксплуатацион
харажатларнинг асосини ташкил қилади.
19
2-жадвал.
Кузатувдаги автомобиллар ишдан чиқишларини
двигател таъминлаш тизими элементлари бўйича тақсимланиши
Ишдан чиқмаслик
кўрсаткичлари
Кузатувлар жойи минтақалари
Минтақалар
бўйича
ўртача
I
II
III
IV
Битта
автомобилга
тўғри
келувчи ўртача босиб ўтилган
масофа, минг км.
174,6
188,9
201,2
194,3
189,7
Таъминот
тизими
ишдан
чиқишлар сони, жами:
жумладан:
инжектор
электр ѐнилғи насоси
электрон
бошқарув
блоки
датчиклари билан
ѐнилғи фильтри
бошқа узел ва деталлар
142
50
58
9
10
15
668
254
309
17
42
46
518
173
209
30
53
53
225
79
90
14
23
19
391
139
169
17,5
32,2
33,3
Таъминот
тизими
ишдан
чиқишигача солиштирма ўртача
босиб ўтилган масофа, минг км
33,2
31,95
27,97
28,25
29,53
Бензиннинг
ифлосланиши
натижасида пайдо бўлган ишдан
чиқишлар сони:
58,2
265,2
231,2
96,7
162,8
жумладан:
инжектор
17,4
84,8
76,2
36,7
53,8
электр ѐнилғи насоси
19,1
90,1
85,9
43,5
59,6
электрон
бошқарув
блоки
датчиклари билан
2,1
7,1
10,1
47
6
ѐнилғи фильтри
6,5
25
30,8
13
18,8
бошқа узел ва деталлар
2,5
11
14
8
8,9
Таъминот
тизими
бўйича
умумий
ишдан
чиқишлар
жадаллиги, ишдан чиқиш/1000
км
0,03
0,031
0,036
0,036
0,033
Юқоридагиларга асосан, инжекторлар ва ѐнилғи насосларидаги ишдан
чиқмаслик кўрсаткичларинг тақсимот қонуниятларини билиш муҳим
ахамиятга эга, шунинг учун эксплуатацион кузатувлар материаллари
тасодифий статистик усулларни қўллаб, ишдан чиқмаслик кўрсаткичларини
баҳолаш олиб борилди. Эксплуатация кузатувлари олиб борилган барча
минтақалар учун алоҳида ҳисоблашлар олиб борилди.
Ишдан чиқишни содир бўлиши сабаблари ва тавсифларининг таҳлили
натижасида, ҳамда кузатувдаги автомобиллар бакидаги ѐнилғининг
ифлосланиш даражаси, автомобил двигателлари ѐнилғи тозалаш тизими
керакли самарага эга эмаслиги ва ѐнилғини тозалаш сифати ўрнатилган
талабларга мос эмаслиги ва двигателга механик заррачали аралашмалар
тушишидан ҳимоялай олмаслигини кўрсатмоқда. Бу эса двигателлар
инжекторли таъминот тизими элементлари тез бузилишига олиб келувчи
асосий сабаб эканлигидир.
20
Бунинг исботи бўлиб, бензиндаги ифлослантирувчи қўшимчалар
инжекцион тизимга тушиб, инжектор клапанларининг эгарлари ва
каналларини ифлослантиради, ҳамда абразив заррачалар инжекторнинг
ѐнилғи сочиш тешикларини, электрдвигателли ѐнилғи насоснинг якор ва
шеткаларини ейилишини келтириб чиқаради, бу эса ѐнилғи етказиб бериш
меъѐрини издан чиқаради.
Шундай қилиб, Ўзбекистон эксплуатация шароитида ишлайдиган
автомобиллар таъминот тизими элементлари ишлашининг ишончлилик
кўрсаткичларига ѐнилғининг ифлосланганлиги ва ҳавонинг чангдорлигининг
зарарли таъсири ҳақидаги олдин қабул қилинган гипотезани эксплуатацион
синовлар натижалари тасдиқлади. Агар назоратдаги автомобиллар
бакларидаги ѐнилғи ифлосланганлиги таъминот тизимидаги элементларнинг
аста-секин ишдан чиқишига олиб келса, бунда ҳаводаги чанг миқдори
юқорилигидан далолат беради. Шунинг учун двигателлар инжекторли
таъминот тизими ишдан чиқмаслик кўрсаткичини оширишга йўналтирилган
ишларнинг энг осон ва иқтисодий фойда келтирадигани ҳаво ва ѐнилғи-
мойларни тозалаш тизимини самарадорлигини орттириш, двигателга чанг
кириши мумкин бўлган барча жойларни зичлаш, ҳамда сифатли ѐнилғи
қўллаш ва инжекторли таъминот тизимига техник хизмат кўрсатишни
вақтида олиб боришдир.
Двигателлар инжекторли таъминот тизими элементларининг ишдан
чиқмаслик кўрсаткичларини эксплуатацион синовлар натижасида олинган
миқдорий қийматлари техник хизмат кўрсатиш ва таъмирлаш ишларини
бажариш даврийлигининг муддатларини аниқлаш имконини берди (6-расм).
6-расм. Инжектор ва ѐнилғи насосларини 4 та минтақа бўйича
ишдан чиқишлар гистограммалари.
21
Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ишончлилигини
лимитловчи
элементларига
техник
хизмат
кўрсатиш
даврийлиги
муддатларини миқдорий қийматларини аниқлашда сплайн-функциялар
дастурий усули қўлланилган (жадв. 4). Ўзбекистон Республикаси
интеллектуал мулк агентлигининг «Сплайн-функциялар усулида
автомобиллар қурилмаларини ишдан чиқишларини моделлаштириш
дастури» дастурий маҳсулот ишланмасига DGU 00641 рақамли гувоҳномаси
олинган.
Ўзбекистон минтақаларида эксплуатация қилинган двигателлар
инжекторли таъминот тизими элементлари ишдан чиқмаслигини таъминлаш
учун ГОСТ 2084-77 талабларига жавоб берувчи сифатли бензин ишлатиш ва
ўз вақтида техник хизмат кўрсатишни ўтказиш билан эришиш мумкин.
4-жадвал.
Инжекторли таъминот тизими техник хизмат
кўрсатиш ўтказишнинг қийматлари
Кузатувлар жойи
минтақалари
Техник хизмат кўрсатишгача босиб ўтилган масофа,
минг км
Инжектор учун
Ёнилғи насоси учун
I минтақа
20,2
15,6
II минтақа
18,4
14,2
III минтақа
14,3
12,1
IV минтақа
16,5
12,3
Ишлаб чиқарувчи тавсияси
-
20 (ўзгартиришлар
киритилгунча)
Диссертация иши натижалари асосида ишлаб чиқаришга таклифлар
жорий этилди, шунингдек ишлаб чиқилган ва жорий этилган натижаларни
эксплуатацион самарадорлигини баҳолаш ишлари бажарилган.
ХУЛОСА
«Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими эксплутацион
ишончлилигини
ошириш»
мавзусидаги
фалсафа
доктори
(PhD)
диссертацияси бўйича олиб борилган тадқиқотлар натижалари асосида
қуйидаги хулосалар тақдим этилди:
1.
Юқори ҳарорат ва ҳавонинг чангдорлигида двигателдаги умумий
ишдан чиқишлар миқдорининг ярми таъминот тизимига тўғри келади.
Таъминот тизими элементларининг 50 % дан ортиқ ишдан чиқишлари
ѐнилғи аппаратуралари деталларида елим қатқалоқлар ҳосил бўлиши ва
ѐнилғининг ифлосланганлиги натижасида келиб чиқиши аниқланди.
Шулардан келиб чиқиб автомобилларнинг ѐнилғи таъминот тизими
эксплуатацион ишончлилиги кўрсаткичларини баҳолаш усулларини қайта
кўриб чиқиш лозим эканлигини кўрсатди.
2.
Кузатув остида бўлган автомобиллар инжекторли таъминот тизими
ишончлилиги бўйича статистик маълумотларни умумлаштириш ва таҳлил
қилиш асосида нормал тақсимот қонуни функциясига мос келувчи ишдан
22
чиқишларни тақсимот зичлиги қонунияти аниқланди, бу эса ўз навбатида
ишончлиликни таъминлашни назарий асосларини танлаш имконини берди.
3.
Сплайн-функциялар усулидан фойдаланиб, инжекторли таъминот
тизими элементлари ишдан чиқишларини тақсимот зичлиги қонуниятини
аниқлаш усули ишлаб чиқилди. Бу усул амалдаги математик усулларга
нисбатан аниқлик даражасини 19-25 % га оширди ва экспримент тадқиқотлар
натижаларини таҳлил қилиш вақт сарфини ўртача 2 мартага камайтирди.
4.
Бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими ишончлилигини
лимитловчи элементлар инжектор ва ѐнилғи насоси эканлиги аниқланди ва
уларнинг ишлаш қобилиятига ташқи муҳит ва ѐнилғининг сифат
кўрсаткичлари асосий таъсир ўтказади, яъни уларнинг ишдан чиқишини
ѐнилғи таркибидаги механик ва табиий зарралар, ифлосланиш даражасини
юқорилиги келтириб чиқариши аниқланди.
5.
Эксприментал тадқиқотларни ўтказиш учун тажриба усули ва
қурилмаси ишлаб чиқилди, бунда ѐнилғининг 40
0
С, 50
0
С ва 60
0
С
даражаларида синовлар ўтказилганда, ҳарорат ва чанг миқдорининг ортиши
натижасида бензинларнинг оксидланиш жараѐни тезлашиб, инжекторли
таъминот тизимининг ишончлилик кўрсаткичлари 22-27 % га пасайишини
аниқлаш имконини берди. Ташқи муҳит таъсирида ѐнилғи оксидланиши
ҳисобга олинган гамма тақсимот қонунияти функциясига К – корреляция
коэффициенти киритилди. Нисбий хатолик 3-14% ташкил қилиши
аниқланди.
6.
Ўзбекистон Республикаси ҳудуди шартли равишда 4 йўл-иқлимий
минтақага бўлиниб, бензинли двигателлар инжекторли таъминот тизими
эксплуатацион ишончлилиги кўрсаткичларининг миқдорий баҳолашлари
ўтказилди, бунда умумий ишдан чиқишларнинг жадаллиги минтақалар
бўйича ҳар 1000 км га 0,03; 0,031; 0,036; 0,036 ишдан чиқиш, ишдан
чиқишгача ўртача босиб ўтилган масофа эса – 33,2; 31,95; 27,97; 28,25 минг
км ни ташкил қилиши аниқланди.
7.
Инжекторли таъминот тизими ишончлилигини лимитловчи
элементларга
техник
хизмат
кўрсатиш
даврийлиги
эксплуатация
минтақаларига мос равишда инжекторлар учун 14-20 минг км оралиғида,
ѐнилғи насоси 12-16 минг км босиб ўтилган масофа оралиғида ўтказилиши
тавсия этилди.
8.
Тадқиқот қилинаѐтган тизимда тавсия этилган техник хизмат
кўрсатиш
даврийлигидан
фойдаланилганда
бузилмасдан
ишлаш
кўрсаткичларини инжекторлар учун 12-17% га, ѐнилғи насослари учун 21-
28% га ошириш имконини берди.
Бу эса ўз навбатида эҳтиѐт қисмларга бўлган талабни камайтириб,
автомобиллар ѐнилғи таъминот тизими хизмат муддатини 19 % оширади.
9.
Ишлаб чиқарилаѐтган автомобиллар ишончлилигини оширишга
қаратилган илмий тадқиқот натижалари, маҳсулот рақобатбардошлигини
оширишга йўналтирилган бўлиб, кутилаѐтган иқтисодий самара битта
автомобилга 4700 сўм ва 20 000 дона автомобилга 94 000 000 (тўқсон тўрт
миллион) сўм умумий йиллик иқтисодий самара олиш имконини беради.
23
НАУЧНЫЙ СОВЕТ DSc.27.06.2017.Т.09.01 ПО ПРИСУЖДЕНИЮ
УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ ПРИ ТАШКЕНТСКОМ ИНСТИТУТЕ ПО
ПРОЕКТИРОВАНИЮ, СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ТУРИНСКОМ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ В ГОРОДЕ ТАШКЕНТЕ
ТУРИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В
Г.ТАШКЕНТЕ
КАЮМОВ БАХРОМ АБДУЛЛАЖАНОВИЧ
ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ
ИНЖЕКЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
Специальность 05.08.06 - Колесные и гусеничные машины и их эксплуатация
АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD)
ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ
Ташкент – 2017
24
Тема диссертации доктора философии (PhD) по техническим наукам зарегистрирована
в Высшей аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан за
№ B2017.2.PhD/T156.
Диссертация выполнена в Туринском политехническом университете в г. Ташкенте.
Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английкий (резюме))
размещен на веб-странице
по адресу
www.tayi.uz и на Информационно-образовательном портале
«ZiyoNet»
по адресу
www.ziyonet.uz.
Научный руководитель:
Шарипов Конгратбай Авезимбетович
доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:
Кадиров Сарвар Мукадирович
доктор технических наук, профессор
Аскарходжаев Тулкин Ишанович
доктор технических наук, профессор
Ведущая организация:
Ташкентский государственный технический
университет
Защита дисертации состоится «____» _____________ 2017 года в 10
00
часов на заседании
Научного совета DSc.27.06.2017.Т.09.01 при Ташкентском институте по проектированию,
строительству и эксплуатации автомобильных дорог и Туринском политехническом университете
в городе Ташкенте (Адрес: 100060, г. Ташкент, проспект А.Темура, 20. Тел./факс: (99871) 232-14-
79, e-mail: tadi_info@edu.uz).
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре Ташкентского
института по проектированию, строительству и эксплуатации автомобильных дорог
(зарегистрирована № _____). (Адрес: 100060, г. Ташкент, проспект А.Темура, 20. Тел.: (99871)
232-14-79).
Автореферат диссертации разослан «____» _____________ 2017 года.
(реестр протокола рассылки № ____ от «____» _____________ 2017 года).
А.А. Рискулов
Председатель научного совета по
присуждению ученых степеней, д.т.н., доцент
А.М.
Бабоев
Ученый секретарь научного совета по
присуждению ученых степеней, к.т.н
А.А.
Мухиддинов
Председатель научного семинара при научном совете
по присуждению ученых степеней, д.т.н., профессор
25
ВВЕДЕНИЕ (аннотация диссертации доктора философии (PhD))
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
1
http://www.m.zr.ru/content/news/350201
2
Указ Президента Республики Узбекистан от 7 февраля 2017 года № УП-4947 «О стратегии действий по
дальнейшему развитию республики Узбекистан»
26
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.
Соответствие
исследования
приоритетным
направлениям
развития науки и технологий Республики Узбекистан.
Данное
исследование выполнено в соответствии с приоритетным направлением
развития науки и технологий республики Ф-II «Энергетика, энергия и
ресурсосбережение».
Степень изученности проблемы.
Исследованиями по определению
влияния загрязненности воздуха и топлива на износ деталей двигателя и
безотказность
работы
топливной
аппаратуры
автомобилей,
эксплуатирующихся в различных климатических условиях, посвящены
работы многих авторов, такие как Салимов А.У., Кадыров С. М., Авлиякулов
Н.Х., Каримходжаев Н., Ташпулатов М.М., и другие отечественные ученые.
Определением влияния загрязненности воздуха и топлива приводящей
к увеличению износа деталей двигателя, независимо от того, в каких
климатических зонах эксплуатируется автомобиль занимались такие ученые
как Шейнин А.М., Григорьев М.А., Гуревич Д.Ф., Дмитриевский А.В.,
Кислов В.Г., Костецкий Б.И., Васильев А. В. и другие ученые ближнего
зарубежья.
Проблемами обеспечение надежности инжекционных систем питания и
усовершенствованием конструкции занимаются в технических центрах
Technical Center GMNA (Michigan, USA), Technical Center GMKorea
(Bupeong, Korea), Technical Center GMIO (Shanghai, China), Technical Center
GMLAAM (SaoPaulo, Brasil), Fiat Auto S.p.A (Torino, Italy) и в компаниях
BOSCH GmbH, Siemens AG, Delphi Inc., Denso, Kafus Co, СОАТЭ, АО
«Автоэлектроника» и ученые с дальнего зарубежья как, Ethan Eagle, Steven
Morris, Margaret Wooldridgea, Sung-Young Park, Gomez Montoya, Chongming
Wanga, Asish Sarangia, Adam Weallc, David Rothamer, Atkinson D. J., King A.,
Green B., Moreno, F., Okafor A. A., Van Gerpen, Brian Adams, Sakda Thongchai,
Tian G., но недостаточно изучены показатели эксплуатационной надежности
их работы в жарких дорожно-климатических условиях.
Связь диссертационного исследования с планами научно-
исследовательских работ.
Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно-
практического проекта ТПУТ-2015-НП-3 «Исследование возникновения
смолообразование на элементах инжекционного системы питания» (2015-
27
2017) Туринского политехнического университета в городе Ташкенте.
Целью исследования
является повышение эксплуатационной
надежности инжекционной системы питания бензиновых двигателей в жарко
климатических дорожных условиях.
Задачи исследования:
разработать метод оценки основных факторов влияющих на
безотказность, в результате анализа эксплуатационной надежности систем
питания бензиновых двигателей, в условиях повышенной температуры и
запыленности окружающей среды;
выявить плотность распределение отказов и усовершенствование с
новыми методами закономерностей возникновения отказов в элементах
инжекционной системы питания;
разработать нормативы проведения технического обслуживания, в
результате определение показателей безотказности элементов инжекторной
системы питания в дорожно-климатических условиях Узбекистана;
разработать
методы
оценки
процесса
смолообразования
на
поверхностях деталей и узлов инжекторной системы питания с разработкой
установки и методики для проведения экспериментальных исследований.
Объектом исследования
– является инжекционная система питания и
еѐ составляющие элементы.
Предметом исследования
– показатели надежности инжекционной
системы питания, методы испытания лимитирующих надежность частей,
периоды проведения технического обслуживания.
Методы исследования.
В процессе исследования использованы
методы математической статистики, методы проведения эксприментов с
имитацией условий эксплуатации, математический анализ методом сплайн-
функций.
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.
Практические результаты исследования
заключаются в следующем:
разработан
метод
прогнозирования
проведения
технического
обслуживания и потребности в запасных частях, с применением
количественных значений частоты отказов.
разработана установка экспериментально-стендовых исследований и
метод для проведения исследований процесса смолообразования на
28
инжекционной системе питания и в результате усовершенствован
существующий метод анализа изучение свойств и влияние разных
очистительных средств на поверхность деталей.
на основе моделирование с аналитической взаимосвязанностью и
методов расчета, также определение периодов технического обслуживания
элементов лимитирующих надежность инжекционной системы питания на
основе экспериментальных исследований, дали возможность снизить
потребности в запасных частях.
Достоверность полученных результатов
обеспечена использованием
в исследованиях современных методов и средств, общеизвестных
стандартных методов, статической обработкой данных накопленных
результатов
наблюдений,
обработкой
полученных
результатов
с
применением компьютерных программ, лабораторными исследованиями
проведенными в производственных базах АО «ДжиЭмУзбекистан», ООО
СП «TOSHAFUS», адекватностью результатов теоретических и практических
исследований, внедрением результатов в производства, а также широким
обсуждением проблемы на различных научных конференциях и
публикациями результатов исследований в рецензируемых научных
журналах Высшей аттестационной комиссии при Кабинете Министров
Республики Узбекистан.
Научная и практическая значимость результатов исследования.
Научная значимость полученных результатов исследования была
обусловлена тем, что выявлен закономерность плотности распределения
статистических данных по надежности инжекционной системы питания, в
разработке
эффективного
метода
моделирования
закономерностей
распределения плотностей появления отказов элементов инжекционной
системы питания с использованием метода сплайн-функций, также
теоритически определенных элементах лимитирующих безотказность
системы питания, и разработкой метода проведения экспериментальных
исследований.
Практическая значимость результатов заключается в том, что в
результате исследования были использованы высокоэффективные методы
определения количественных показателей надежности, полученными
результатами прогнозирования объема работ и необходимого количества
запасных частей для проведения технического обслуживания и ремонта, а
также увеличение срока службы всей системы за счет обеспечения
надежности,
снижением
стоимость
технического
обслуживания
инжекционной системы питания.
Внедрение результатов исследования.
На основе полученных
результатов по повышению эксплуатационной надежности инжекционной
системы питания:
метод повышение надежности систем впрыска автомобильных
бензиновых двигателей был внедрен в предприятиях АО «Узавтосаноат»
(справка 45/01-25-3631 от 6 ноября 2017 года АО «Узавтосаноат»). При
использовании периодов технического обслуживания определенных в
29
результате научных исследованиях, дали возможность увеличение
безотказности инжекторов на 12-17%, топливных насосов на 21-28% и
уменьшению потребности в запасных частях и увеличению на 19% всего
срока службы системы питания автомобиля;
метод проведение исследований по предупреждению смолоотложения
в топливных насосах и элементах инжекционной системы питания
бензиновых двигателей был внедрен ООО СП «TOSHAFUS». (справка 45/01-
25-3631 от 6 ноября 2017 года АО «Узавтосаноат»). В результаты
исследований дали возможность определить снижение наработки на отказ
инжекторов до 27%, топливных насосов до 22%.
метод сплайн-функций по определению периода технического
обслуживания инжекционной системы питания двигателей был внедрен в
предприятиях АО «Узавтосаноат» (справка 45/01-25-3631 от 6 ноября 2017
года АО «Узавтосаноат») и в результате дала снижения времени проведения
расчетов на 32% и производительности труда до 26%.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы
доложены и обсуждены на международных и республиканских научных и
научно-технических конференциях и симпозиумах. Результаты исследования
апробированы на 11 научно-практических конференциях и семинарах, в том
числе, на 4 международных и на 4 зарубежных.
Опубликованность результатов.
По теме диссертации опубликованы
всего 24 научных работ. Из них 8 научных статей опубликованы в научных
изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Республики
Узбекистан для публикации основных научных результатов диссертаций
доктора философии (PhD), в том числе 6 в республиканских и 2 в
зарубежных журналах. 1 авторское свидетельства на разработку
программного продукта.
Структура и объем диссертации.
Структура диссертации состоит из
введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и
приложений. Объем диссертации составляет 121 страницы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении
обоснованы актуальность и востребованность темы
диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, выявлены объект
и предмет исследования, показано соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий республики, изложены научная
новизна и практические результаты исследования, обоснована достоверность
полученных результатов, раскрыты теоретическая и практическая
значимость полученных результатов, внедрение в практику результатов
исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.
В первой главе диссертации «
Особенности дорожно-климатических
условий эксплуатации автомобилей в Центральной Азии и их влияние
на надежность работы системы питания двигателей»
выполнен обзорный
анализ особенностей дорожно-климатических условий эксплуатации
30
автомобилей в Центральной Азии и изучены основные факторы, влияющие
на надежность работы систем двигателей. Автомобили, эксплуатирующиеся
в территориальных зонах Узбекистана, работают под действием высокой
температуры и запыленности воздуха окружающей среды. Климат в
Центральной Азии является резко континентальным, лето - продолжительное
и очень жаркое, а зима - короткая и холодная. Днем абсолютная
максимальная температура воздуха в тени достигает +45…47
0
С(табл. 1.1.), а
ночью падает до +10
0
С, колебание температуры в течение 8 часов может
достигать 25…30
0
С, а в горных районах, где после сильной жары в 40-47
0
С
автомобиль, проходя через горные перевалы, попадает в условия, когда
температура атмосферного воздуха составляет всего 0…1
0
С, т.е. резкий
перепад температуры, в этом случае, составляет 40…46
0
С.
Поверхность грунта днем нагревается до +70
0
С и более. Температура
дорожного покрытия, особенно обработанного органическим вяжущим
материалом, достигает +85
0
С.
При повышенной запыленности воздуха резко увеличивается
загрязненность бензина в топливных баках автомобилей и при этом
основным составляющим загрязнений бензина является дорожная пыль,
имеющая абразивный характер. Запыленность атмосферного воздуха в
значительной части территории Центральной Азии, достигает 3,5 г/м
3
, а во
время сильных ветров и бурь – 17 г/м
3
, что в десяти и более раз выше, чем
запыленность воздуха в умеренной климатической зоне (0,0003...1,4 г/м
3
).
Для ясности представления достаточно сказать, что при запыленности
воздуха в 0,8…1,2 г/м
3
видимость полностью теряется. Загрязняющие
примеси, поступающие в двигатель вместе с топливом, существенно снижает
работоспособность системы питания двигателей, вызывая интенсивный
износ и отказ элементов системы. Характерными отказами, вызванными из-за
высокой температуры окружающей среды в системах питания бензиновых
двигателей
являются,
появление
паровых
пробок,
повышение
теплонапряженности деталей двигателей, изменение свойств горюче-
смазочных материалов.
Выполнен подробный анализ характерных особенностей работы
инжекционной системы питания бензиновых двигателей. Показаны основные
преимущества и недостатки элементов инжекционной системы питания
двигателей, а также указаны перспективы их развития и применения на
современных двигателях. Техническое состояние двигателей существенно
зависит от дорожно-климатических условий и качества горюче-смазочных
материалов. В связи с тем, что вопрос влияния природно-климатических
условий на работоспособность элементов системы питания двигателей
автомобилей, в регионах Центральной Азии является недостаточно
изученным, исследование надежности их работы в климатических условиях
территории Узбекистана является актуальным вопросом и требует своего
научно-обоснованного решения.
Дорожно-климатические условия Узбекистана считаются тяжелыми
для эксплуатации автомобилей и включают в себе равнинные, горные,
31
пустынные и полупустынные зоны, характерными особенностями которых
являются засушливость и запыленность местности, продолжительный и
жаркий климат окружающей среды.
Анализ показал, что большинство отказов элементов системы питания
бензиновых двигателей происходит в результате износа деталей, вызванного
абразивными частицами загрязнений топлива, а также вследствие
образования смолоотложений в элементах топливной аппаратуры из-за
низкого качества применяемого топлива.
Результаты изучения состояния вопроса показали, что на
эксплуатационную
надежность
автотранспортных
двигателей
с
инжекционной системой питания особое влияние оказывают дорожно-
климатические условия местности. По результатам проведенного анализа
определены цель и задачи настоящего исследования.
Во второй главе диссертации
«Теоретические основы исследования
безотказности
инжекционной
системы
питания
бензиновых
двигателей»
представлены
результаты
экспериментальных
и
теоретических исследований закономерностей возникновения отказов
деталей и узлов двигателей с инжекционной системой впрыска топлива. На
основе анализа разновидностей отказов: разработаны теоретические основы
закономерностей возникновения отказов; установлена взаимосвязь между
частотами появления отказов и наработкой автомобиля. Разработан
программный продукт для моделирование вероятностей возникновение
отказов инжекционной системы питания бензиновых двигателей на ЭВМ.
Составлена классификация отказов элементов инжекционной системы
питания бензиновых двигателей. Раскрыты определение и сущность
каждого вида отказа, возникающего в элементах инжекционной системы
питания.
Изучены и даны функциональные анализы возникновения отказов в
элементах инжекционной системы питания. Рассмотрены возможные
варианты видов распределения случайных величин возникновение отказов
в элементах системы питания.
Для определенного количества деталей и узлов инжекционной системы
питания процесс изменения технического состояния зависит от пробега
автомобиля или времени работы системы и носит монотонный характер
отказов, т.е. в этом случае изменение параметров технического состояния
системы может быть выражено целой рациональной функцией второго
порядка, т.е.
l
a
l
a
l
a
l
a
a
y
n
...
3
2
1
0
(1)
где,
а
0
– начальные значения параметра технического состояния
системы;
а
1
, а
2
, а
3
, … а
n
– коэффициенты, определяющие характер и степень
зависимости изменения технического состояния (
у
) от наработки (
l
);
l
– наработка, пробег или время работы системы.
32
Разработаны теоретические предпосылки для аналитической оценки
показателей надежности работы бензиновых двигателей с инжекционной
системой питания при условии их эксплуатации в жарких и запыленных
зонах территории Узбекистана. Полученные закономерности для оценки
показателей безотказности инжекционной системы питания двигателей,
подтверждены экспериментальными исследованиями в условиях рядовой
эксплуатации автомобилей на территориях Узбекистана.
С целью определения закономерности распределения и частоты
появления отказов системы топливоподачи были подвергнуты к
статистической обработке результаты эксплуатационных наблюдений
подконтрольных автомобилей. Результаты статистической обработки
эксплуатационных данных показали (рис. 1.), что плотность распределение
отказов элементов инжекционной системы питания аппроксимируется
нормальным законом, так как кривые расчетных и экспериментальных
данных удовлетворительно совпадают друг с другом.
Расчет производился нижеследующей формулой при уровне
значимости
α=0,1
:
2
2
2
)
(
2
1
)
(
l
l
e
l
f
(2)
Разработан метод моделирование закономерностей распределение
плотности появление отказов элементов инжекционной системы питания
двигателей, с применением прогрессивного способа анализа данных сплайн-
функций.
Задача построения сплайна по экспериментальным данным
заключается в нахождении коэффициентов
b
i
и, в общем случае,
определении сетки сплайна
.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
35,7
70,2
104,6
139
ч
ас
тос
ть
Наработка на отказ, тыс. км
Рис. 1. Гистограмма плотности распределение случаев появление
отказов топливных насосов инжекционной системы питания
бензиновых двигателей:
1-по данным эксплуатационных наблюдений; 2-расчетная кривая.
1
2
33
Для определения коэффициентов
b
i
используем систему линейных
уравнений
h
x
f
x
B
b
x
B
b
x
B
b
x
f
x
B
b
x
B
b
x
B
b
h
x
f
x
B
b
x
B
b
x
B
b
i
i
N
N
i
N
N
i
N
N
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
'
'
1
1
'
'
1
1
1
1
1
1
0
'
0
'
1
1
0
'
0
0
0
'
1
1
(3)
где
h=x
i+1
-x
i
-
шаг интерполяции;
)
(
0
'
x
f
и
)
(
'
N
x
f
- производная функции в концах сетки.
Коэффициенты можно получить путем расчета по формулам вида
))
(
(
x
f
b
b
i
. Целесообразно привести эти формулы в готовом виде, чтобы
оценить объем вычислительных операций и возможности для организации
процессов распараллеливания и конвейеризации. Нижеприведенные
формулы назовем
К
- точечными. Для сплайнов второй степени:
1) трехточечная
b
f
f
f
i
i
i
i
1
8
10
1
1
(4)
2)
пятиточечная формула:
b
f
f
f
f
f
i
i
i
i
i
i
1
64
12
86
12
2
1
1
2
(5)
С учетом вышеизложенных положений и аналитических выкладок
для исследования отказов инжекционной системы питания бензиновых
двигателей была разработана программа моделирования отказов с
применением методов сплайн-функций.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0
24,15
39,05
53,95
68,85
83,75
98,65
113,55
Част
от
а
отк
аз
ов
Наработка на отказ, тыс, км
Рис.2. Плотность распределение частоты появления отказов
инжекционной системы питания по программе сплайн-функций:
1-эксплуатационная; 2-обработанная нормальным законом;
3- обработанная сплайн-функциями.
1
3
2
34
Полученные результаты исследований по программе сплайн-
функций, основанные на обработке данных эксплуатационных наблюдений
в графическом виде представлены на рис. 2. Анализ показывает, что
исходные данные обработанные с помощью метода сплайн-функций более
приближена к эксплуатационным данным, чем в сравнении обработанными
данными по нормальному закону распределения.
В
третьей
главе
диссертации
«Исследование
процесса
смолообразования на поверхностях элементов инжекционной системы
питания двигателей в лабораторно-стендовых условиях»
даны
результаты работ по разработке установки и методов проведения испытаний
инжекционной системы питания двигателей в лабораторно-стендовых
условиях.
В процессе проведения эксперимента на установке (рис.3) создавались
высокотемпературные эксплуатационные условия работы инжекционной
системы питания. Для этого температура бензина в системе питания
изменялась в нескольких диапазонах перепадов температуры, имеющих
место во время эксплуатации автомобилей в регионах Узбекистана. В
соответствии с этим испытания проводились для трех условно выбранных
температурных режимов эксплуатации системы питания двигателей в жарко-
климатических зонах, при этом критерием выбора явились значения
температуры бензина в элементах инжекционной системы питания,
полученные на основании результатов исследований по испытанию систем
питания автомобильных двигателей в различных климатических зонах.
Р
М
L
P
L
P
P
ат
8
Рис. 3. Гидравлическая схема лабораторно-стендовой установки для
испытания инжекционной системы питания двигателей внутреннего
сгорания: 1-бак; 2-фильтр насоса; 3- топливный насос; 4- топливный
фильтр; 5- манометр; 6- расходомер; 7- инжекторы; 8- регулятор
давления.
2
4
5
6
7
8
1
4
6
3
35
С учетом этого с целью обеспечения стабильности используемых
бензинов и содержания в них необходимого количества легких фракций во
время проведения испытаний. Бензин, заливаемый в установку периодически
заменялся на свежий. Для этого, продолжительность каждого 240 часового
цикла разбивался на четыре периода, т.е. через каждые 60 часов испытаний в
установку заливали свежий бензин и одновременно производили замеры
состояния инжекторов, а также отбирали пробы бензина. Замеры
осуществлялись по весовому методу. Перед началом испытаний все новые
инжекторы взвешивались, и после каждого замера осуществлялось оценка
весового содержания смолы, образовавшейся на поверхностях деталей путем
взвешивания инжектора.
Испытания показали, что образование смолистых отложений оказывает
наибольшее вредное влияние на работу инжекторов. Наибольшее количество
отложений образовывается вокруг точечных отверстий впрыскивания
инжектора, при этом наблюдались случаи перекрытия отверстий смолистыми
твердыми отложениями, явившимися причиной постепенного прекращения
подачи топлива (рис. 4).
Рис. 4. Экспериментальные данные обработанные гамма
распределением и использованием коэффициента К.
Температура бензина: 1- 60
0
С; 2-50
0
С; 3-40
0
С; 4-с учетом
корреляционного коэффициента.
Но применение данной зависимости без видоизменения невозможно,
так как в функции не учтены взаимосвязь между показателями надежности и
скорости окисления топлива от влияния окружающей среды, поэтому вносим
в функцию корреляционной коэффициент – К, учитывающий скорость
окисления топлива.
В связи этим, нами получено видоизмененная функция гамма
распределения, в котором учтено влияние окружающей среды на скорость
окисления топлива:
0
5
10
15
20
25
30
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
В
е
со
во
е
с
о
д
е
р
жан
ие
смол
о
о
тл
о
жени
й
-
m
, мг
Время работы системы -t, час
1
2
3
4
36
( ) {
(
)
(6)
где Г – гамма функция Эйлера,
х
n
– результаты экспериментальных данных,
К – корреляционной коэффициент учитывающий скорость окисления
топлива.
Таким образом, результаты испытаний показали, что при эксплуатации
автомобилей с инжекционной системой питания бензиновых двигателей в
жарко-климатических условиях территории Узбекистана, наблюдаются
случаи существенного смолообразования в системе топливоподачи,
причиной которого является, как применения некачественных сортов
бензина, так и влияние высокой температуры окружающей среды,
приводящие к ускорению процесса окисления бензинов и впоследствии
образования смолистых отложений на деталях системы питания (рис. 5).
Процесс смолообразования оказывает вредное влияние на работу
инжекционной системы питания двигателей и для обеспечения нормальный
работы двигателя необходимо предупредить или снизить процесс
образования смолоотложений в элементах системы. Этого можно достичь
путем применения как более качественных топлив, так и поверхностно-
активных
растворителей,
обеспечивающих
необходимую
чистоту
поверхностей деталей.
Для удаления отложений в системе питания предложено использовать
моющие присадки, представляющие собой различные поверхностно-
активные соединения двумя способами: с повышенной концентрацией, для
разового удаления отложений; регулярно с небольшой концентрацией для
постоянного «вымывания» отложений.
Моющее действие присадки Афен обеспечивается при постоянном
применении
в
концентрации
0,05%
или
при
периодическом
(кратковременном) применении в концентрации 0,1%. Можно применять еще
такие растворители Лабомид, Лабомид–312, МС-15, и АМ-15 и моющие
присадки Enjay Paradyhe 44, Amco 572, Monsanto Santoleneb, Lubrisol 580 для
очистки поверхностей деталей двигателя от асфальтово-смолистых
отложений. Они вводятся в бензин в количестве 0,001-0,01 %. При этом
введение моющих присадок в бензины экономически оправдано.
В четвертой главе
диссертации
«Экспериментальные исследования
показателей безотказности инжекционной системы питания бензиновых
двигателей»
выбран метод испытаний по определению показателей
надежности элементов системы питания; разработана методика проведения
эксплуатационных
наблюдений
для
определения
безотказности
инжекционной системы питания двигателей; проведены эксплуатационные
испытания автомобилей в различных регионах республики Узбекистан.
Исходя из характерных особенностей условий эксплуатации, учитывая
дорожно-климатические различия, территория Узбекистана и зоны, для
37
которой рассчитаны и приняты показатели надежности автомобилей нами
был принят метод определения эксплуатационной надежности двигателей с
инжекционной системой питания в виде наблюдений в условиях рядовой
эксплуатации.
Методика
проведения
эксплуатационных
наблюдений
была
разработана с таким расчетом, что во первых получить максимальную и
объективную информацию о надежности работы инжекционной системы
питания бензиновых двигателей в жарко-климатических условиях и, во
вторых охватить все регионы Республики Узбекистан, где эксплуатируются
автомобили с инжекционной системой питания, чтобы можно было
применить полученные результаты и для климатических зон соседних
государств.
Для того чтобы наиболее полно охватить влияния этих климатических
факторов Республики Узбекистан на эксплуатационную надежность
инжекционной системы питания автомобильных двигателей наблюдения
проводились в четырех зонах Республики Узбекистан, отличающихся между
собой характерными дорожно-климатическими особенностями окружающей
среды. К первому региону относятся зоны города Ташкента и Ташкентской
области; второй регион – Ферганская долина; третий регион - аридная зона
Туранской низменности, включающие области Бухарская, Кашкадарьинская
и Республику Каракалпакстан; к четвертому региону относятся территория,
включающая области Самаркандская, Джизакская и Сырдарьинская.
Каждый случай появления отказа в инжекционной системе
фиксировался в карте надежности двигателей. При этом производился запись
о дате появления отказа, наработка на отказ, возможная причина и характер
появления отказа, наименование детали или узла, имевшего место отказ.
Периодически отбирались пробы из топливного бака автомобиля с
целью оценки степени загрязненности бензина различными примесями.
Пробы отбирались по 250 мл из каждого бензобака, до и после топливного
фильтра в специально подготовленные для этой цели пробирки. Отобранные
пробы подвергались анализу с целью определения количества загрязняющих
топливо механических частиц примесей, оценки степени загрязненности
бензина и дисперсного состава механических абразивных частиц
загрязнений. Анализ отобранных проб производился в соответствии с ГОСТ
2084-77 на содержание механических примесей, загрязнений и воды в
топливе. Дисперсный или количественный состав абразивных частиц
загрязнений проверялся методом подсчета количества частиц по их
размерным группам при помощи биологического микроскопа типа МБИ-3.
Размерная группа частиц имела следующую разбивку: 2…4 мкм, 4…6 мкм,
6…8 мкм, 8…10 мкм и т.д.
Параллельно исследовалась и дорожная пыль собранная с
поверхностей капота, кабины и отложения из топливных фильтров
подконтрольных автомобилей, эксплуатирующихся в различных районах
мест испытаний.
38
Таблица 1.
Средние значения запыленности воздуха и количества загрязняющих
примесей бензина в баках подконтрольных автомобилей
Место проведения наблюдений Запыленность воздуха,
г/м
3
Загрязненность бензина, г/т
I регион
0,16 – 0,21
105,3
II регион
0,25 – 0,32
153,4
III регион
0,62 – 0,75
276,0
IV регион
0,51 – 0,6
197,0
По ГОСТ 2084-77
не допускается
Полученные при помощи статистических обработок данные по
определению уровня загрязненности бензинов в баках подконтрольных
автомобилей показывают (табл. 1.), что количество загрязняющих примесей в
топливных баках автомобилей находится в прямой зависимости от
запыленности окружающей среды мест эксплуатации и, с повышением
уровня запыленности воздуха количество загрязняющих механических
примесей в топливе увеличивается.
Для более подробной оценки и анализа показателей безотказности,
количество отказов рассматривалось в распределенном виде по элементам
системы питания двигателей (табл. 2).
Результаты
эксплуатационных
наблюдений
подконтрольных
автомобилей позволили выявить следующие основные причины появления и
виды отказов топливной аппаратуры двигателей:
в инжекторе:
- забивание фильтра и отверстий инжекторов смолистыми отложениями
топлива;
- заклинивание клапана инжектора в результате прилипания смолистых
липких отложений к внутренним стенкам инжектора и попадания в зазоры
механических частиц загрязнений;
- изнашивание впрыскного канала инжектора абразивными действиями
механических частиц загрязнений топлива.
в электрическом топливном насосе:
- забивание фильтра топливного насоса твердыми механическими
примесями и органическими смолистыми загрязнениями топлива;
- изнашивание роторных шестеренок топливного насоса под
воздействием абразивных частиц загрязнений топлива;
- затормаживание появления электрического поля из-за прилипания
механических и естественных примесей топлива к статору электропривода
насоса.
- перегорание обмоток электропривода топливного насоса из-за не
протекания через него жидкого топлива;
- износ щеток и якоря электропривода топливного насоса из-за
абразивных действий механических частиц загрязнений топлива.
Детальный анализ (табл 2), материалов эксплуатационных наблюдений
позволили определить, что надежность работы инжекционной системы
питания бензиновых двигателей автомобилей определяется, прежде всего,
39
безотказностью инжектора и электрического топливного насоса. Сроки
службы данных элементов меньше, чем у двигателя, поэтому расходами на
поддержание технического состояния или замены этих элементов
определяется эксплуатационные затраты.
Таблица 2.
Распределение количество отказов по элементам системы питания
подконтрольных автомобилей.
Показатели безотказности
Регионы мест наблюдений
Среднее по
регионам
I
II
III
IV
Средний
годовой
пробег,
приходящийся
на
один
автомобиль, тыс. км.
174,6
188,9
201,2
194,3
189,7
Количество отказов по системе
питания, всего: в том числе:
инжектор
электрический бензонасос
электронный блок управления
с датчиками
топливный
фильтр
другие узлы и детали
142
50
58
9
10
15
668
254
309
17
42
46
518
173
209
30
53
53
225
79
90
14
23
19
391
139
169
17,5
32,2
33,3
Средняя удельная наработка на
отказ системы питания, тыс. км
33,2
31,95
27,97
28,25
29,53
Количество
отказов
из-за
загрязнений бензина всего:
58,2
265,2
231,2
96,7
162,8
в том числе:
инжектор
17,4
84,8
76,2
36,7
53,8
электрический бензонасос
19,1
90,1
85,9
43,5
59,6
электронный блок управления
с датчиками.
2,1
7,1
10,1
47
6
топливный фильтр
6,5
25
30,8
13
18,8
другие узлы и детали
2,5
11
14
8
8,9
Интенсивность общих отказов
по системе питания, отказ/1000
км
0,03
0,031
0,036
0,036
0,033
В связи с этим, представляет определенный интерес знание
закономерностей распределения показателей безотказности инжектора и
топливных насосов, и поэтому нами были обработаны материалы
эксплуатационных наблюдений для оценки показателей их безотказности с
применением вероятностно-статистического метода. Расчеты производились
раздельно для каждого региона мест эксплуатационных наблюдений.
Результаты анализа характеров и причин появления отказов, а также
уровня загрязненности топлива в баках подконтрольных автомобилей
показывают, что система очистки топлива двигателей автомобилей имеют
недостаточную эффективность работы и не обеспечивает требуемое качество
очистки топлива и защиту двигателей от попадания в них механических
частиц загрязнений. И это является одним из главных причин приводящих к
частым отказам элементов инжекционной системы питания двигателей.
40
Подтверждением этому является то, что загрязняющие примеси в
бензине, попадая в инжекционную систему, вызывают засорение каналов и
седла клапанов инжектора, а абразивные частицы, вызывая изнашивание
отверстий впрыска топлива инжектора, щеток якоря электродвигателя
топливного насоса приводит к нарушению нормы подачи топлива.
Таким образом, результаты эксплуатационных испытаний подтвердили
ранее принятую нами гипотезу о вредном влиянии загрязненности топлива за
счет запыленности воздуха, на показатели надежности работы элементов
системы питания автомобилей, работающих в условиях эксплуатации
Узбекистана. Если загрязненность топлива в баках подконтрольных
автомобилей приводит к загрязнению, а за тем постепенному появлению
отказов элементов системы питания, то виновата повышенная запыленность
воздуха. Поэтому одним из наиболее доступным и экономически выгодным
направлением работ по увеличению безотказности инжекционных систем
питания двигателей является обеспечение в них эффективной очистки
воздуха, топлива и масла, уплотнение всех мест возможного проникновения
пыли в двигатель, а также применение качественного топлива и
своевременное выполнение технического обслуживания инжекционной
системы питания.
Рис. 5. Гистограммы отказов инжекторов и топливных насосов по
4 регионом эксплуатации.
Полученные в результате эксплуатационных испытаний численные
значения показателей безотказности элементов инжекционной системы
питания двигателей, позволили определить периодичность выполнения работ
по их техническому обслуживанию и ремонту (рис.5).
41
Для определения численных значений периодичности выполнения
технического обслуживания элементов, лимитирующих надежность
инжекционной системы питания бензиновых двигателей был применен
программный метод сплайн-функций (табл. 4). Получен авторское
свидетельство DGU 00641 Государственного агентства интеллектуальной
собственности республики Узбекистан на разработку программного
продукта «Программа моделирования отказов устройств автомобилей
методами сплайн-функций».
Таблица. 4.
Численные значения для проведения технического обслуживания
элементов инжекционной системы питания
Регионы мест наблюдений
Наработка до проведения технического
обслуживания, тыс. км
для инжектора
для топливного насоса
I регион
20,2
15,6
II регион
18,4
14,2
III регион
14, 3
12,1
IV регион
16,5
12,3
Рекомендуемый производителем
-
20 (до внесения изменений)
Периодичность
выполнения
технического
обслуживания
инжекционной системы питания двигателей можно определить с
использованием программного продукта сплайн-функций.
Обеспечение безотказности работы элементов инжекционной
системы питания двигателей, при их эксплуатации в регионах Узбекистана
можно добиться за счет применения качественного бензина отвечающий
требованию ГОСТ 2084-77 и своевременного выполнения технического
обслуживания.
По результатам диссертационной работы внедрены рекомендации в
производство, а также выполнена оценка эксплуатационной эффективности
разработанных и внедренных результатов.
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
42
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
0
С, 50
0
С и 60
0
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.
43
SCIENTIFIC COUNCIL AWARDING SCIENTIFIC DEGREES
DSc.27.06.2017.T.09.01 AT TASHKENT INSTITUTE OF DESIGN,
CONSTRUCTION AND MAINTENANCE OF AUTOMOTIVE ROADS
AND TURIN POLYTECHNICAL UNIVERSITY IN TASHKENT
TURIN POLYTECHNICAL UNIVERSITY IN TASHKENT
KAYUMOV BAKHROM ABDULLAJONOVICH
INCREASE THE OPERATIONAL RELIABILITY OF THE PETROL
ENGINE FUEL INJECTION SYSTEM
05.08.06 – Wheeled and tracked vehicles and their operation
DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
ON TECHNICAL SCIENCES
Tashkent – 2017
44
The subject of doctor of philosophy dissertation is registered by the Supreme Attestation
Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan № B2017.2.PhD/T.156.
The dissertation is carried out at Turin polytechnical university in Tashkent.
The abstract of the dissertation is posted in three languages (Uzbek, Russian, English (resume))
on the website (www.tayi.uz) and on the website of ―ZiyoNet‖ Information and educational portal
(www.ziyonet.uz).
Scientific superviser:
Sharipov Kongratbay Avezimbetovich,
doctor of technical sciences, professor
Official opponents:
Kadirov Sarvar Mukadirovich,
doctor of technical sciences, professor
Askarhadjayev Tulkun Ishanovich,
doctor of technical sciences, professor
Leading organization:
Tashkent State technical university
The defense will take place ―____‖ _____________ 2017 at ___ at the meeting of Scientific
council No.DSc.27.06.2017.Т.09.01 at Tashkent Institute of Design, Construction and Maintenance of
Automotive Roads and Turin Polytechnical University in Tashkent. (Аddress: 100060, Tashkent,
A.Temur prospect, 20. Phone/fax: (+99871) 232-14-39; e-mail: tadi_info@edu.uz.)
The doctoral dissertation can be reviewed at the Information Resource Center of the Tashkent
Institute of Design, Construction and Maintenance of Automotive Roads (is registered number No.____ ).
(Аddress: 100060, Tashkent, A.Temur prospect, 20. Phone: (+99871) 232-14-45.)
Abstract of the dissertation sent out on «____» _____________ 2017 y.
(mailing report № ____ on «____» _____________ 2017 y.)
А.А.Riskulov
Chairman of the scientific council
awarding scientific degrees,
doctor of technical sciences, professor
A.M.Baboev
Scientific secretary of scientific souncil
awarding scientific degrees,
doctor of philosophy
А.А.Mukhitdinov
Chairman of the academic seminar under
the scientific council awarding scientific degrees,
doctor of technical sciences, professor
45
DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
ON TECHNICAL SCIENCES
Сontent of dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD)
INTRODUCTION (abstract of PhD thesis)
The aim of the research work is
to improve the operational reliability of
the petrol engine's injection system in hot climatic conditions.
The tasks of research:
to develop a method for assessing the main factors
affecting the reliability, as a result of the analysis of the operational reliability of
power systems of petrol engines, in conditions of high temperature and dustiness of
the environment; to identify the density of failure distribution and improvement
with new methods of patterns of failure in the elements of the injection system; to
develop standards for maintenance, as a result, the determination of indicators of
failure-free operation of the elements of the injection system in Uzbekistan's road-
climatic conditions; to develop methods for estimating the process of resin
formation on the surfaces of parts and components of the injector feeding system,
with the development of an installation and a methodology for carrying out
experimental studies.
The object of the research work
is the injection system and its constituent
elements.
The subject of the study
is reliability indicators of the injection power
system, methods of testing the reliability-limiting parts, periods of maintenance.
Scientific novelty of the research work
is as follows: the regularity of the
change in density is improved, the distribution of the reliability indices of the
injection system of food from the influence of the environment;
the dependence of the failure rate of elements that limit reliability on the rate of
change in the oxidation of fuel under the influence of the environment is
established; the changes in the quantitative values of the failure rate were
determined to predict the resource of the injection power system;
the periodicity of maintenance is determined to improve the technical performance
of elements that limit reliability.
The outline of the thesis.
On bases of the research conducted on the theme
of the Ph.D. dissertation ―Increase the operational reliability of the petrol engine
fuel injection system‖ provided the following conclusions:
1.
In conditions of high temperature and dust content of the air, more than
half of the total engine failures fall on the power system. It has been revealed that
more than 50% of the failures of the power system elements are due to fuel fouling
and the formation of tar depositions on fuel equipment details. Based on this, it
becomes necessary to revise the methods for assessing the operational reliability of
the car power supply system.
2. Based on the generalization and analysis of statistical data on the
reliability of the injection system of food under the controlled cars, the patterns of
the distribution density of failures satisfactorily described by the function of the
46
normal law are revealed, allowing choosing the theoretical basis for ensuring
reliability.
3. A method has been developed for detecting the regularities in the
distribution of the densities of the appearance of failures in the elements of the
injection system, using the spline-function method. It made possible to reduce
almost twofold the temporary labor costs for processing the results of experimental
studies and increase their accuracy by 19-25%, in comparison with the existing
mathematical methods
4. It has been revealed that the injectors and the fuel pump are the limiting
factors for the reliability of the operation of the injection system for feeding petrol
engines, the performance of which is significantly influenced by the quality
parameters of the fuel and ambient air used, i.e. revealed that increased fuel
contamination, mechanical and natural impurities in fuel, lead to failure.
5. The installation and the method of conducting experimental studies have
been developed, which made it possible to determine that at gasoline temperatures
of 40
0
C, 50
0
C and 60
0
C, as a result of temperature and dust increase, the process of
gasoline oxidation is accelerated, and as a result, the reliability of the injection
system is reduced by 22 -27%. The correlation coefficient K is applied to the
function of the regularity of the gamma distribution, which takes into account the
rate of change in the oxidation of the fuel under the influence of the environment.
The relative inaccuracy was determined, which was 3-14%.
6. A quantitative assessment of the operational reliability of the petrol engine
fuel injection system was made, with the conditional division of the territory of the
Republic of Uzbekistan into four regions, depending on climatic and road
conditions. It is established that the intensity of common failures by regions is,
respectively: 0,03; 0,031; 0,036; 0,036 failure per 1000 km, and mean time
between failures – 33,2; 31,95; 27,97; 28,25 thousand km.
7. The periodicity of technical maintenance of elements of reliability-limited
injection system is proposed, which makes 14-20 thousand km for the injector, and
12-16 thousand km for the fuel pump in the regions of operation.
8. With the use of the recommended periodicity of maintenance of the
system under investigation, an increase in the reliability of the injectors by 12-17%
and fuel pumps by 21-28% was achieved.
This, in turn, helped reduce the need for spare parts and increase the life of
the car power supply system by about 19%.
9. The economic effect from the introduction of the results of the study is
94,000,000 (ninety-four million) soums for the annual output of the plant for the
production of fuel equipment.
47
ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
LIST OF PUBLISHED WORKS
1.
Каюмов Б.А., Джумабаев А.Б., Негматов Н.С., Оморов Н.А.
Исследование влияния процесса полимеризованных отложений в виде
композиционного материала на эксплуатационную надежность автомобилей
с инжекторной системой впрыска. //Ташкент: Композиционные материалы. –
2001. – №4. – С. 89-92. (05.00.00; №13)
2.
Каюмов Б.А. Характерные особенности системы питания
бензиновых ДВС с электронным впрыском топлива. //Фергана: Научно-
технический журнал Ферганского политехнического института. – 2002. – №2.
– С. 97-100. (05.00.00; №20)
3.
Каюмов Б. А., Джумабаев А.Б. Влияние химической стабильности
бензина на надежность системы питания двигателей с электронно-точечным
впрыском топлива. //Фергана: Научно-технический журнал Ферганского
политехнического института. – 2003. – №1. – С 76-79. (05.00.00. №20)
4.
Каюмов Б.А., Шарипов К.А. Моделирование закономерностей
распределение отказов элементов инжекционной системы питания
двигателей методом сплайн-функций. // Фергана: Научно-технический
журнал Ферганского политехнического института. – №2. – 2014. – С. 50-53
(05.00.00; №20)
5.
Каюмов Б.А. Выявление критических элементов определяющих
надежность системы питания двигателей. //Ташкент: Вестник Ташкентского
Государственного технического университета. – №1. – 2015. – С. 70-79.
(05.00.00; №16)
6.
Каюмов Б.А. Методологические основы исследования безотказности
инжекционной системы питания двигателей. //Ташкент: Вестник Туринского
политехнического университета в г. Ташкенте. – №5. – 2015. – С. 62-65.
(05.00.00; №25)
7.
Kayumov B. A. Experimental Study of Reliability Indicators Injection
Feeding System of Gasoline Engines in Road and Climatic Conditions of Central
Asia.//Russia, Krasnoyarsk: Journal of Siberian Federal University. Engineering &
Technologies. – 2016. – №9. Issue 1. – P. 86-104 p. (05.00.00; №1)
8.
Kayumov B.A. Research of process of gasoline on surfaces of elements of
a fuel supply system of engines // Austria, Vienna: European Science Review. –
2017. – №9-10. – P. 117-121. (05.00.00; №3)
9.
Kayumov B.A. Development methodological of research of non-failure
operation of an injection supply system petrol engines //Germany, Stuttgart:
European Applied Sciences. – 2017. – №1. – P. 39-42.
10.
Каюмов Б.А. Анализ закономерностей распределения отказов
элементов инжекционной системы питания двигателей методом сплайн-
функций. //Россия, Курган: Вестник Курганского государственного
университета. Серия «Технические науки». – 2014. – №2. – С. 73-75.
48
11.
Каюмов Б.А, Зайнидинов Х.Н., Алматаев Т.О. Автомобиль
кисмларининг
ишдан
чикишларини
сплайн-функциялар
усулида
моделлаштириш дастури. Ўзбекистон Республикаси Давлат Патент идораси,
Гувоҳнома № DGU 00641. 19.05.2003 й.
12.
Каримхужаев Н.Т., Каюмов Б.А., Жумабоев А.Б. Автотранспорт
воситалари эксплуатацион ишончлилигини ошириш. // Наманган: Қишлоқ
хўжалиги ишлаб чиқаришини механизациялаш, қишлоқ хўжалиги
машиналари мустахкамлигини ошириш, таъмирлаш ва улардан унумли
фойдаланиш муаммолари ҳалқаро илмий-амалий конференция материаллари
тўплами. – 1998. – Б. 54-55.
13.
Каюмов Б., Жумабоев А. "ЎзДЭУавто" автомобиллари ѐнилғи
таъминоти системасининг Ўзбекистон шароитида пухта-пишиқ ишлашини
таъминлаш йуллари. // Андижон: Мустакилликнинг зафарли етти йили.
АндМИИ илмий материаллари тўплами. –1998. – Б. 145-146.
14.
Каюмов Б.А., Каримходжаев Н.Т., Алматаев Т.А., Носиров И.З.,
Маъмиров Ё. Исследование отказов системы питания автомобилей "Nexia" в
климатических условиях Узбекистана. // Ташкент: Развитие и эффективность
автомобильно-дорожного комплекса в Центрально-азиатском регионе. - Сб.
тр. межд. научно-техн. конф. - 2000. – С. 53-55.
15.
Каюмов Б.А "Nexia" автомобилларининг ѐнилги таъминот
тизимидаги асосий носозликлар тахлили // Андижон: Миллий истиклол гояси
ва Узбекистонда фан истикболлари илмий-амалий анжумани материаллари. –
2001. – Б. 422-424.
16.
Каюмов Б.А , Турдукулов К.Р., Джумабаев А.Б. Влияние химической
стабильности бензина на надежность системы питания двигателей с
электронно-точечным впрыском топлива. // Кыргызстан, Жалал-Абад: 10—
летие суверенитета: итоги и перспективы, материалы региональной научно-
практической конференции. – 2002. – С. 216-218.
17.
Каюмов
Б.А.
Повышения
эксплуатационной
надежности
инжекционной системы питания ДВС. // Ташкент: Международная
интеграция автодорожного образования, сборник трудов международной
научно-практической конференции. – 2002. – С. 26-28.
18.
Каюмов Б.А, Турдукулов К.Р., Жумабаев А.Б. Исследование видов и
закономерностей отказов основных деталей и узлов системы питания
автомобилей с электронным точечным впрыском топлива в климатических
условиях Центральной Азии. // Кыргызстан, Жалал-Абад: Современные
проблемы науки и техники: Сб. науч. тр. рег. научно-теор. конф. – 2002. – С.
48-50.
19.
Оморов Н.А., Жумабоев А.Б., Каюмов Б.А. Исследование
эксплуатационной надежности автомобилей с инжекторной системой
впрыска в условиях высокогорья и жаркого климата. // Кыргызстан, Жалал-
Абад: Сборник научных трудов региональной научно-теоретической
конференции «Современные проблемы науки и техники». – 2002. – С. 93-97.
20.
Каюмов Б.А, Оморов Н.А., Жумабоев А.Б. К Вопросу повышения
эксплуатационной надежности системы питания бензиновых ДВС с
49
электронным впрыском топлива. //Кыргызстан, Жалал-Абад: Сборник
научных
трудов
региональной
научно-теоретической
конференции
«Современные проблемы науки и техники». – 2002. – С. 104-108.
21.
Каюмов Б.А. Исследование эксплуатационной надежности системы
питания двигателей с впрыском топлива в условиях Узбекистана. // Россия,
Курган: ―Проблемы и перспективы развития автомобильного транспорта»
материалы международной научно-практической конференции. – 2013. –
С.156-162.
22.
Каюмов Б.А. К вопросу повышения эксплуатационной надежности
системы питания двигателей. // Андижан: «Современные материалы, техника
и технологии в машиностроении» материалы международной научно-
практической конференции. – 2014. – С. 305-308
23.
Каюмов Б.А. Актуальность научных работ в области повышение
эксплуатационной надежности системы питания двигателей. // Ташкент:
―Инновационные проблемы автомобилестроения: От локализации до
передовых технологий‖ вторая республиканская научно-техническая
конференция Ташкентского Туринского Политехнического Университета. –
2014. – С. 23-25.
24.
Каюмов Б.А. Исследование процесса смолообразования бензина на
поверхностях элементов системы питания двигателей. // Россия, Тюмень:
Нефть и газ Западной Сибири: материалы международной научно-
технической конференции. Т. 3. Проектирование, сооружение и эксплуатация
систем транспорта и хранения нефти и газа. Автомобильно-дорожные
проблемы нефтегазового комплекса. – 2015. – С. 188-192.
50
Авторефератнинг ўзбек, рус ва инглиз тилларидаги нусхалари
«ТАЙИ Хабарномаси» илмий-техник журнали таҳририятида таҳрирдан
ўтказилди (20.11.2017 йил).
Бичими 60х841/16. Ризограф босма усули. Times гарнитураси.
Шартли босма табоғи: 3,5 Адади 100. Буюртма №15
ТАЙЛҚЭИ нусҳа кўпайтириш бўлимида чоп этилган.
Босмахона манзили: 100060, Тошкент ш., Амир Темур шоҳ кўчаси, 20-уй.
51
52
