Технология и устройство для очистки деталей двигателей внутреннего сгорания лёдно-кавитационными струями

Машинно-тракторный парк является важным составляющим производительности продукции и экономической прибыли сельскохозяйственных предприятий. Исправность сельскохозяйственных машин тесно связана с качеством сельскохозяйственных работ и качеством продукции.

При эксплуатации машинно-тракторного парка в условиях сельского хозяйства на поверхностях машин из-за специфики их работы скапливаются практически все виды загрязнений. В особенности эти загрязнения влияют на работу двигателей тракторов и автомобилей, используемых в сельском хозяйстве. Большое разнообразие загрязнений, скапливающихся как на наружных, так и на внутренних поверхностях двигателей внутреннего сгорания (в процессе эксплуатации) приводит к различию их физических и химических свойств, что затрудняет процесс очистки. Накопление загрязнений на двигателях внутреннего сгорания способствует снижению надежности и эффективности машинно-тракторного парка, ускорению процессов старения, повышенному износу и преждевременному выходу из строя узлов и агрегатов двигателей внутреннего сгорания.

Качественная очистка поверхностей узлов и агрегатов двигателей внутреннего сгорания достигается комплексным физико-химическим и механическим воздействием на загрязнения.

Применение химических веществ и технологий очистки связано со значительными затратами на приобретение или составление моющих растворов, негативным влиянием на окружающую среду и человека. При повышении механического воздействия на загрязнение за счет повышения давления подаваемой моечной жидкости приводит к увеличению энергозатрат.

Перспективные направления совершенствования технологий очистки двигателей внутреннего сгорания связаны с использованием дополнительных видов энергии и в частности энергии кавитации. Разработанные технологии данной очистки позволяют удалять все виды загрязнений, но имеют следующие недостатки — узкая специализация технологий и высокая энергоемкость.

Данная работа посвящена исследованию возможности совершенствования существующих технологий струйной очистки путем разработки эффективной технологии очистки поверхностей двигателей внутреннего сгорания с использованием экспериментальной установки.

Цель исследования. Повышение эффективности процесса очистки двигателей сельскохозяйственных машин путем разработки технологии и универсальной моечной установки с использованием лёдно-кавитационной струи с обоснованием параметров и режимов ее работы.

Объект исследования. Процесс наружной очистки двигателей сельскохозяйственной техники от эксплуатационных и технологических загрязнении лёдно-кавитационной струей.

Предмет исследования. Воздействие параметров лёдно-кавитационной, струи на загрязненную поверхность и их влияние на условия труда оператора.

Методика исследования. Достижение поставленной цели осуществлялось путем проведения теоретических и экспериментальных исследований.

Теоретическое исследование состояло в получении зависимостей, позволяющих установить конструктивные и технологические параметры моечной установки с использованием лёдно-кавитационной струи, влияющие на режимы ее работы.

Экспериментальное исследование заключалось в определении оптимальных значений параметров и режимов работы установки, проведении сравнительных испытаний разработанной технологии очистки с существующими технологиями, определении экономической эффективности от применения предложенной технологии.

Исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением способов планирования эксперимента. Обработка результатов полученных экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики с использованием ЭВМ.

Научную новизну диссертации составляют теоретическое обоснование условий создания лёдно-кавитационной струи, аналитические зависимости качества очистки поверхностей двигателей сельскохозяйственных машин от параметров, режимов работы универсального моечного устройства. Новизна технического решения подтверждена патентом Российской федерации на изобретение №.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработана технология наружной очистки двигателей сельскохозяйственных машин, которая позволяет снизить трудоемкость выполнения работы, энергетические и материальные затраты, повысить качество очистки.

Результаты исследований нашли практическое применение в модернизированных моечных машинах высокого давления.

Производственная проверка показала эффективность технологии и устройства для очистки двигателей сельскохозяйственных машин с использованием лёдно-кавитационной струи. Результаты производственных исследований внедрены в хозяйствах Ивановской области, Ивановского района: ОАО «Ивановское» и ФГУП «Учхоз ИГСХА».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях Ивановской государственной сельскохозяйственной академии (2008.2011 г. г.) и на международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения» Саратовского государственного аграрного университета (2010 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 статьях, из которых 3 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, имеется патент на изобретение.

На защиту выносятся:

— конструктивно-технологическая схема устройства для очистки двигателей сельскохозяйственной техники, параметры и режимы ее работы (решение о выдачи патента на изобретение от 9.09.2011 г.);

— теоретическое обоснование и экспериментально установленные зависимости параметров и режимов универсального моечного устройства с использованием лёдно-кавитационной струи;

— технология наружной мойки двигателей сельскохозяйственных машин с использованием установки, оборудованной устройством для создания лёдно-кавитационной очистки.