Способы эксплуатации двигателя внутреннего сгорания и транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к диагностике, техническому обслуживанию и ремонту двигателей внутреннего сгорания и их агрегатов и узлов. Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, включающий его периодическое техническое обслуживание (ТО) и/или ремонт, заключается в том, что контролируют количество израсходованного двигателем топлива с момента его ввода в эксплуатацию или с момента предыдущего ТО и/или ремонта путем суммирования объемов его поступления в топливный бак при каждой заправке и проводят очередное ТО и/или ремонт после того, как будет расходовано заданное количество топлива. Аналогично определяют периодичность очередного ТО и/или ремонта транспортного средства, а также периодичность обслуживания, ремонта или замены отдельных агрегатов и/или узлов транспортного средства и двигателя. Использование для определения интервалов технического и других видов регламентного обслуживания величины выполненной работы по ее косвенному показателю - расходу топлива позволяет более экономно и рационально использовать эксплуатационные материалы (фильтрующие элементы, масла) и повысить срок службы агрегатов и узлов за счет исключения преждевременных и запоздалых обслуживаний. 2 с. и 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к диагностике, техническому обслуживанию и ремонту двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и их агрегатов и узлов.

В настоящее время периодичность технического обслуживания (ТО) и ремонта определяется моточасами наработки ДВС (например, для самосвалов зарубежных производителей КАТЕРПИЛЛАР, ЮКЛИД, ХОЛПАК, КОМАТЦУ) или пробегом автомобиля (см., например, Карагодин В.И. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей КамАЗ. M.: Транспорт, 1997).

При ТО-1 и ТО-2 производится техническое обслуживание двигателя, системы питания, сцепления, коробки передач, раздаточной коробки, карданной передачи, ведущих мостов, рулевого управления, переднего моста, тормозной системы, колес, подвески, электрооборудования, кабины, платформы, седельного устройства, смазочно-очистные работы.

Проведенные исследования показали, что периодичность обслуживания перечисленных агрегатов, узлов и систем машины должна определяться объемом работы, выполненной машиной, а также нагрузками на ее узлы, агрегаты и системы. Так, при работе самосвалов в глубоких карьерах режим работы и нагрузка существенно изменяются в зависимости от характеристик маршрута движения (величины уклонов дорог, степени загрузки горной массой, длительности простоя под погрузкой и разгрузкой и т.д.). Это обуславливает различие в интенсивности износа материалов, деталей и агрегатов при одном и том же времени работы самосвала. Соответственно в одних случаях, когда самосвал работал на "легких" маршрутах, ТО и другие регламентные работы проводятся до того, как сменяемые материалы и обслуживаемые агрегаты и узлы отработают свой ресурс. В то же время при работе на "тяжелых" маршрутах их износ в период между ТО превышает заданные пределы.

Задачей группы изобретений является оптимизация периодичности проведения ТО, ремонта и других регламентных работ.

Поставленная задача решается путем того, что в способе эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, включающем его периодическое ТО и/или ремонт, согласно изобретению контролируют количество израсходованного двигателем топлива с момента его ввода в эксплуатацию или с момента предыдущего ТО и/или ремонта путем суммирования объемов его поступления в топливный бак при каждой заправке и проводят очередное ТО и/или ремонт после того, как будет израсходовано заданное количество топлива.

Заданное количество топлива может быть определено из условия: V=PA, где V - количество топлива в литрах; P - нормативный эксплуатационный расход топлива в литрах на 1 час работы двигателя; А - нормативная периодичность ТО и/или ремонта в моточасах.

Возможно дополнительное осуществление обслуживания, ремонта или замены отдельных агрегатов и/или узлов двигателя и/или замену спецжидкостей и масел после того, как будет израсходовано количество топлива V_агр., заданное непосредственно для данного агрегата и/или узла и/или спецжидкости и масла.

Целесообразно корректировать значение V и/или V_агр. в зависимости от условий эксплуатации двигателя, определяемых, в частности, климатическими факторами и/или режимными параметрами его работы.

Поставленная задача решается также путем того, что в способе эксплуатации транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, включающем периодическое ТО и/или ремонт, согласно изобретению контролируют количество израсходованного двигателем топлива с момента ввода в эксплуатацию транспортного средства или с момента предыдущего ТО и/или ремонта путем суммирования объемов его поступления в топливный бак при каждой заправке и проводят очередное ТО и/или ремонт после того, как будет израсходовано заданное количество топлива.

Заданное количество топлива может быть определено из условия: V=PA, где V - количество топлива в литрах; P - нормативный эксплуатационный расход топлива в литрах на 100 километров пробега или в литрах на 1 час работы двигателя; А - нормативная периодичность ТО и/или ремонта в километрах пробега или в моточасах работы двигателя.

Возможно дополнительно осуществлять обслуживание, ремонт или замену отдельных агрегатов и/или узлов транспортного средства и/или замену спецжидкостей и масел после того, как будет израсходовано количество топлива V_агр., заданное непосредственно для данного агрегата и/или узла и/или спецжидкости и масла.

Целесообразно корректировать значение V и/или V_агр. в зависимости от категории и/или условий эксплуатации транспортного средства, определяемых, в частности, климатическими факторами и рельефом местности.

Использование для определения интервалов технического и других видов регламентного обслуживания величины выполненной работы по ее косвенному показателю - расходу топлива позволяет более экономно и рационально использовать эксплуатационные материалы (фильтрующие элементы, масла) и повысить срок службы агрегатов и узлов за счет исключения преждевременных и запоздалых обслуживаний.

Выполненная работа или ее косвенный показатель - израсходованное топливо в отличие от наработки является показателем, отражающим как длительность, так и величину воспринимаемых нагрузок. Поэтому ее использование в качестве критерия периодичности обслуживаний позволяет установить и постоянно выдерживать оптимальные по износу и выработке ресурса сроки обслуживаний независимо от постоянно изменяющихся условий работы транспортных средств (автомобилей, тепловозов, специальных транспортных средств и машин, таких как экскаваторы, буровые установки, бульдозеры, виброкатки).

Кроме того, изобретения позволяют более эффективно использовать систему принудительной диагностики, которая направлена на своевременное обнаружение отклонений и неисправностей в работе систем самосвалов для предупреждения возникновения более крупных поломок и отказов.

Принцип диагностики заключается в выявлении аномальных изменений в интенсивности износа деталей, темпах срабатывания масел и других эксплуатационных материалов и осуществляется путем ведения постоянного с соответствующей ТО периодичностью контроля этих параметров по результатам лабораторных исследований отбираемых проб отработавших масел и жидкостей. Интенсивность износа оценивается по достигнутому на момент ТО максимальному уровню.

При проведении ТО по наработке этот уровень не постоянен и изменяется, как отмечено выше, в зависимости от того, в каких условиях, легких или тяжелых, работал самосвал в предшествующий период. Эти изменения по своей величине очень значительны и зачастую превышают изменения, вызванные отклонениями в работе или неисправностями систем и агрегатов. Это обстоятельство затрудняет, а в начальной стадии развития неисправности делает практически невозможным своевременное ее обнаружение средствами диагностики.

Проведение ТО по выполняемой работе или расходу топлива исключает этот недостаток, так как обеспечивает приведение длительности периодов между ТО к равным условиям по фактическим нагрузкам и следовательно к одинаковым на момент ТО уровням износа агрегатов и степени деградации масел и других эксплуатационных материалов.

Предлагаемые способы позволяют также осуществлять постоянный оперативный контроль за расходом топлива и масла.

Проведение ТО по работе или расходу топлива предполагает ведение учета ежедневного расхода топлива. Дополнительное ведение при этом учета наработки позволяет вычислять и контролировать часовой расход топлива и соответствующую ему среднюю мощность, развиваемую двигателем. Определив по статистическим данным или испытаниям максимально возможное в условиях данного карьера значение этих величин, можно установить и контролировать объективный предел, превышение которого будет свидетельствовать о значительной технической неисправности двигателя либо о нецелевом использовании топлива.

Это распространяется и на производимые доливки масла на угар. Известно, что количество выгоревшего масла прямо пропорционально израсходованному двигателем топливу. Сопоставление величин израсходованного в промежутках между ТО топлива и долитого масла позволяет оперативно определять целесообразность произведенных доливок.

На практике предлагаемые способы могут быть реализованы следующим образом.

Для автомобилей модели КамАЗ-55102 нормативный эксплуатационный расход топлива на 100 км пути составляет 32 литра. Периодичность технического обслуживания для 3-ей категории условий эксплуатации по заводской инструкции составляет: для ТО-1 - 3200 км пробега, для ТО-2 - 9600 км пробега, для сезонного обслуживания - 19200 км пробега.

Согласно изобретению периодичность технического обслуживания будет определяться следующими нормами: ТО-1 - через 1024 литров израсходованного топлива, ТО-2 - через 3072 литров, сезонное техническое обслуживание - через 6144 литров израсходованного топлива. Эти цифры могут корректироваться в зависимости от категории условий эксплуатации и пересчитываться для конкретных узлов и агрегатов (например, фильтров) и спецжидкостей и масел.

В настоящее время ТО самосвала модели К-785 фирмы КАТЕРПИЛЛАР проводится через каждые 250 часов работы двигателя. Согласно изобретению ТО-1 следует проводить после расходования 23120, a TO-2 - после расходования 46240 литров топлива. Необходимость проведения ТО определяется по сумме заправок.

Применение описанных способов позволит улучшить экологические характеристики транспортных средств и снизить вредные выбросы в атмосферу.

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, включающий его периодическое техническое обслуживание (ТО) и/или ремонт, отличающийся тем, что контролируют количество израсходованного двигателем топлива с момента его ввода в эксплуатацию или с момента предыдущего ТО и/или ремонта путем суммирования объемов его поступления в топливный бак при каждой заправке и проводят очередное ТО и/или ремонт после того, как будет израсходовано заданное количество топлива.

2. Способ эксплуатации по п.1, отличающийся тем, что заданное количество топлива определяют из условия
V=PA,
где V - количество топлива в литрах;
Р - нормативный эксплуатационный расход топлива в литрах на 1 час работы двигателя;
А - нормативная периодичность ТО и/или ремонта в моточасах.

3. Способ эксплуатации по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют обслуживание, ремонт или замену отдельных агрегатов и/или узлов двигателя и/или замену спецжидкостей и масел после того, как будет израсходовано количество топлива V_агр., заданное непосредственно для данного агрегата и/или узла и/или спецжидкости и масла.

4. Способ эксплуатации по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что корректируют значение V и/или V_агр. в зависимости от условий эксплуатации двигателя, определяемых, в частности, климатическими факторами, и/или режимных параметров его работы.

5. Способ эксплуатации транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, включающий периодическое ТО и/или ремонт, отличающийся тем, что контролируют количество израсходованного двигателем топлива с момента ввода в эксплуатацию транспортного средства или с момента предыдущего ТО и/или ремонта путем суммирования объемов его поступления в топливный бак при каждой заправке и проводят очередное ТО и/или ремонт после того, как будет израсходовано заданное количество топлива.

6. Способ эксплуатации по п.5, отличающийся тем, что заданное количество топлива определяют из условия
V=PA,
где V - количество топлива в литрах;
Р - нормативный эксплуатационный расход топлива в литрах на 100 километров пробега или в литрах на 1 час работы двигателя;
А - нормативная периодичность ТО и/или ремонта в километрах пробега или в моточасах работы двигателя.

7. Способ эксплуатации по п.5 или 6, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют обслуживание, ремонт или замену отдельных агрегатов и/или узлов транспортного средства и/или замену спецжидкостей и масел после того, как будет израсходовано количество топлива V_агр., заданное непосредственно для данного агрегата и/или узла или спецжидкости и масла.

8. Способ эксплуатации по любому из пп.5 - 7, отличающийся тем, что корректируют значение V и/или V_агр., в зависимости от категории и/или условий эксплуатации транспортного средства, определяемых, в частности, климатическими факторами и рельефом местности.