Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика

n

W ТP WiТP . (7) i 1

В данном случае величина WТР, в отличие от WР, не уменьшается вдвое, так как при работе через транспортный терминал другие терминалы не связаны между собой непосредственными взаимными сообщениями, и поэтому суммирование по (7) не приводит к дублированию провозных возможностей.

Совокупные фактические WТФ и избыточные WТR провозные возможности транспортной системы при работе через транзитный терминал рассчитываются следующим образом:

n

W ТФ WiТФ, (8)

i 1

n

W ТR WiТR . (9)

i 1

Формируемые для обслуживания интегрированных транзитных грузопотоков через транзитный терминал провозные возможности WТР транспортной системы способны полностью реализовать все входящие и исходящие грузопотоки каждого из терминалов Рi и обеспечат более рациональное использование имеющихся для этой цели ресурсов.

Предварительный анализ полученных результатов значений провозных возможностей для интегрированных в транзитном терминале грузопотоков показывает, что интеграция транзитных грузопотоков обеспечивает снижение потенциальных WТР и избыточных провозных возможностей WТR, величина фактических провозных возможностей WТФ осталась на прежнем уровне, что вполне логично, так как совокупный объем грузопотока не изменился.

Таким образом, эффект от интеграции транзитных грузопотоков в транзитном терминале образуется за счет снижения необходимой величины предоставляемых потенциальных провозных возможностей на участке между терминалом Pi и транзитным терминалом Т с уровня

Wi P до уровня WiTP на величину Wi P :

261

Дополнительный эффект от интеграции грузопотоков в транзитном терминале будет обеспечен за счет снижения избыточных про-

возных возможностей с уровня Wi R до уровня WiTR на величину WR:

величина которых также равна Wi P , что обусловлено синхронным

снижением доли порожнего транспорта в составе потока по направлению с меньшим объемом грузопотока.

Аналогичным образом рассчитывается совокупный эффект WР от сокращения потенциальных провозных возможностей всей транспортной системы в целом с уровня WР до уровня WТР:

Измененияфактическихпровозныхвозможностейнет: WТФ = 0. Снижение избыточных провозных возможностей для всей

транспортной системы в целом WR с уровня WR до уровня WТR выглядит так:

Полученные результаты показателей эффективности от интеграции транзитных грузопотоков подтверждают целесообразность интеграции разнонаправленных транзитных грузопотоков по максимальной мощности Это обеспечивает сокращение потенциальных WТР и избыточных провозных возможностей WТR на одинаковую величину:WР = WR, и, следовательно, снижение неравномерности грузопотоков по всем направлениям, о чём свидетельствует меньшее значение коэффициентов Тi по сравнению с коэффициентами i.

Дополнительный эффект от использования транзитных терминалов для интеграции неравномерных грузопотоков при межтерминальных перевозках заключается в возможности осуществлять переформирование подвижных составов для использования свободных ресурсов порожнего транзитного транспорта, следующего по малонагруженному направлению, и повышать степень использования грузоподъемности подвижного состава.

262

Конечно, создание транзитного терминала не может полностью исключить избыточные провозные возможности, если для транзитных сообщений характерна неравномерность грузопотока по направлениям и регионам назначения, но их интеграция в транзитном терминале обеспечивает снижение уровня избыточных провозных возможностей до минимально возможного значения.

Список литературы

1.Альметова З.В. Интеграция грузопотоков в транзитных транспортных узлах // Вестник ЮУрГУ. Сер. Экономика и менедж-

мент. – 2012. – № 44(303). – С. 180–183.

2.Альметова З.В., Ларин О.Н. Использование транзитных терминалов для повышения эффективности транзитных перевозок // Автотранспортное предприятие. – 2014. – № 4. – С. 25–27.

3.Альметова З.В., Ларин О.Н Вопросы размещения транзитных терминалов в регионах // Транспорт: наука, техника, управление. – 2012. – С. 45–46.

4.Альметова З.В., Ларин О.Н. Развитие транзитного потенциала Уральских регионов с учетом неравномерности грузопотоков // Транспорт: наука, техника, управление. – 2012. – С. 19–24.

5.Альметова З.В., Ларин О.Н., Альметов Э.И. Оценка и прогнозирование эффективного развития транзитных грузовых перевозок Уральского региона автомобильным транспортом // Экология и науч- но-технический прогресс. Урбанистика: материалы ХI Всерос. науч.- практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (с международным участием) 14–15 ноября 2013 г. – Пермь: Изд-во Перм. нац. ис-

след. политехн. ун-та, 2014. – Т. 2. – С. 40–49.

Сведения об авторах

Горяева Ирина Александровна – аспирант кафедры «Экс-

плуатация автомобильного транспорта», Южно-Уральский государст-

венный университет» (ЮУрГУ), е-mail: i.goryaeva@mail.ru.

Альметова Злата Викторовна – ст. преподаватель кафедры

«Эксплуатация автомобильного транспорта», Южно-Уральский госу-

дарственный университет (ЮУрГУ), е-mail: zlata.almetova@yandex.ru.

263

УДК 621.43.001.42

А.В. Гриценко, К.В. Глемба, О.Н. Ларин

К ВОПРОСУ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ТОПЛИВОПОДАЧИ ДВС

Приведен анализ характеристик работы автомобильных топливных насосов. Изложены методика и экспериментальные исследования по обоснованию диагностических режимов и параметров. В результате экспериментальных исследований получены значения частот вращения коленчатого вала двигателя для различного технического состояния насосов. Определено, что динамика снижения частоты вращения коленчатого вала двигателя в зависимости от напряжения питанияэлектробензонасосатакжехарактеризуетстепеньегоизноса.

Ключевые слова: диагностирование, автомобиль, электрический бензонасос, система топливоподачи, метод, параметры, техническое состояние.

A.V. Gricenko, K.V. Glemba, O.N. Larin

ON THE PROBLEM OF DIAGNOSIS THE FUEL SYSTEM

OF THE ENGINE

The analysis of the characteristics of the automotive fuel pumps. Set out the methodology and experimental studies to substantiate the diagnostic modes and parameters. In experimental studies, the values of speeds of the crankshaft of the engine for different technical condition of the pumps. Determined that the dynamics of reducing the speed of the crankshaft of the engine, depending on the voltage of the electric fuel pump also characterizes its degree of wear.

Keywords: diagnostics, car, electric fuel pump, fuel system, method parameters, the technical condition.

Заводы – изготовители автомобилей выполняют электрические бензонасосы по 6-й категории контролепригодности [1], что создает значительные проблемы при оценке технического состояния электробензонасосов (ЭБН): требуется разборка топливных магистралей и элементов топливного бака [2, 3], новых методов и средств диагностирования ЭБН, осуществляемого без разборки ЭБН и топливных магистралей, достаточно быстро и при высокой достоверности диагностирования.

264

Теоретические исследования

При выборе диагностических режимов и параметров при диагностировании электробензонасосов и для их обоснования проведен анализ характеристик работы автомобильных ЭБН. Выявлено, что с ростом давления в системе топливоподачи автомобиля ГАЗ-3110 подача топлива существенно падает [1–3]. При этом потребляемый насосом ток растет. Эти параметры следует использовать при диагностировании пропускной способности топливных фильтров и ЭБН. В результате построены зависимости производительности Q и потребляемого тока I от напря-

жения питания ЭБН [1, 2]. Для ЭБН, используемого на автомобиле, большое значение имеет изменение его характеристик при типичных для этих условий изменениях напряжения питания.

Каковы же тенденции изменения характеристик ЭБН с ростом зазоров в нем? Проведем теоретический анализ закономерностей работы ЭБН, который позволит обосновать режимы и диагностические параметры при определении технического состояния ЭБН. Расчет производительностиЭБНпроизводитсяпомаксимальномурасходутопливаДВС[3]:

период следования цикловых подач, с; nmax – максимальная частота

вращения коленчатого вала двигателя, мин-1; 30 л/ч – минимальный расход через редукционный клапан, при котором устойчиво поддерживается постоянное давление топлива в системе.

Другим чувствительным диагностическим параметром определения технического состояния ЭБН является снижение максимально возможной частоты вращения коленчатого вала ДВС из-за выработки топлива при проверке работы ЭБН с меньшим напряжением питания. Гипотеза сводится к тому, что с ростом утечек ЭБН в процессе эксплуатации при понижении напряжения его питания снизится максимально возможная частота вращения коленчатого вала ДВС при полностью открытой дроссельной заслонке.

265

По построенным характеристикам зависимостей максимально развиваемой частоты вращения ДВС от напряжения питания ЭБН (при 8, 10, 12 В) можно определить техническое состояние ЭБН.

Методика исследований

Для экспериментальных исследований технического состояния электробензонасосов подсоединяется отключатель электромагнитных форсунок [3–5], после чего проводятся тесты на определение работоспособности электробензонасоса. Для испытания электробензонасоса (на определение пониженной подачи топлива) необходимо выключить топливоподачу полностью во все цилиндры, кроме одного (показавшего наилучший результат при проверке баланса цилиндров), максимально нажать и удерживать педаль газа, при этом записать частоту вращения коленчатого вала ДВС. Для данного ДВС частота вращения коленчатого вала ДВС составила 3320 мин–1 (рис. 1). Далее необходимо выключить искрообразование полностью во все цилиндры, кроме одного, и максимально нажать и удерживать педаль газа. Записать частоту вращения коленчатого вала ДВС.

Рис. 1. Интерфейс диагностической программы с параметрами испытания ЭБН при выключении топливоподачи

266

Описанные выше тесты для ЭБН необходимо провести при различных значениях напряжения питания электробензонасоса. Для этого изменяют напряжение питания ЭБН в пределах 4–14 В. Динамика снижения частоты вращения коленчатого вала ДВС в зависимости от напряжения питания электробензонасоса также характеризует степень износа электробензонасоса.

Для экспериментальных исследований были подготовлены 10 электробензонасосов, которые уложились в 5 групп по степени износа: 1 – технически исправный; 2 – сниженная производительность ЭБН на 40 %; 3 – на 60 %; 4 – на 70 %; 5 – на 80 % [4, 5].

Результаты экспериментальных исследований электробензонасосов

В результате экспериментальных исследований при выключении искрообразования полностью во все цилиндры, кроме одного, были получены значения частот вращения коленчатого вала ДВС для различного технического состояния электробензонасосов (производительности). При выключении топливоподачи полностью во все цилиндры, кроме одного (см. рис. 1), были получены значения частот вращения коленчатого вала ДВС для различного технического состояния электробензонасосов (производительности).

Для исправного ДВС значение частоты вращения коленчатого вала ДВС при выключении подачи топлива (см. рис. 1) всегда меньше, чем для случая выключения искрообразования. Объясняется это тем, что во втором случае топливо поступает во впускной коллектор от четырех работающих форсунок и его хватает в избытке для роста частоты вращения коленчатого вала ДВС. При выключении топливоподачи рост частоты вращения коленчатого вала ДВС не наблюдается [6, 7]. Однако с понижением подачи электробензонасоса (износ электробензонасоса) наблюдается обратная ситуация. При отключении топливоподачи ДВС развивает большую частоту вращения коленчатого вала, так как работает только одна форсунка. При отключении искрообразования все четыре форсунки обеспечивают подачу топлива и быстро опустошают топливную рампу, что приводит к снижению частоты вращения коленчатого вала ДВС, относительно отключения топливоподачи.

267

Рис. 2. Экспериментальная зависимость максимально развиваемой частоты вращения ДВС n , мин–1, от напряжения питания ЭБН U , В: 1 – технически исправный ЭБН; 2 – на 40 % сниженная производительность ЭБН; 3 – на 50 % сниженная производительность ЭБН;

4 – на 70 % сниженная производительность ЭБН

Далее проводили испытания ЭБН при различных значениях напряжения питания электробензонасоса [6, 7]. Динамика снижения частоты вращения коленчатого вала ДВС в зависимости от напряжения питания электробензонасоса также характеризует степень износа электробензонасоса (рис. 2).

Выводы

1.Разработан метод диагностирования электробензонасосов системы топливоподачи автомобилей, который защищен патентом на изобретение № 2477384.

2.Диагностирование технического состояния ЭБН осуществляют по измерению максимально возможной частоты вращения ДВС при работе на одном цилиндре (при 100% открытой дроссельной заслонке).

3.Контроль осуществляется с выключением топлива и искрообразования в выключаемых цилиндрах.

268

4.Динамика снижения частоты вращения коленчатого вала ДВС

взависимости от напряжения питания электробензонасоса также характеризует степень износа электробензонасоса.

Список литературы

1.Гриценко А.В., Цыганов К.А. Диагностирование электрических бензонасосов системы питания автомобилей с микропроцессорной системой управления двигателем // Достижения науки – агропромышленному производству: материалы LII междунар. науч.- техн. конф. / Челяб. гос. агроинж. акад. – Челябинск, 2013. – Ч. 3. –

С. 49–55.

2.Технологические средства и технология для проведения комплексной диагностики автомобилей / А.В. Гриценко, С.С. Куков [и др.]: отчетоНИР. – Челябинск, 2012. – 65 с.

3.Гриценко А.В., Зинковщук В.В. Разработка универсального прибора для комплексной и поэлементной диагностики двигателей внутреннего сгорания: отчет о НИР (по хоз. договору № 07–12). – Че-

лябинск, 2012. – 63 c.

4.Пат. 2477384 РФ RU F 02 M 65/00. Способ диагностирования электробензонасосов системы топливоподачи автомобиля / А.В. Гриценко, С.С. Куков, К.А. Цыганов, А.В. Горбунов; опубл. 10.03.2013. – Бюл. № 7.

5.Гриценко, А.В. Разработка средств и методов диагностирования с частично параллельным резервированием элементов, а также с устранением лишних диагностических операций и диагностических параметров // Вестник Краснояр. гос. ун-та. – 2012. – № 7. –

С. 120–125.

6.Гриценко А.В., Куков С.С. Диагностирование систем ДВС на тестовых статических режимах // Вестник Челяб. гос. агроинж. акад., 2012. – Т. 61. – С. 31–38.

7.Гриценко А.В., Куков С.С. Обоснование и разработка эффективных систем диагностирования двигателей внутреннего сгорания мобильных сельскохозяйственных машин // Достижения науки – агропромышленномупроизводству: материалыLI междунар. науч.-техн. конф. / Челяб. гос. агроинж. акад. – Челябинск, 2012. – Ч. 3. – С. 20–25.

269

Сведения об авторах

Гриценко Александр Владимирович – доктор технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация автотранспорта и производственное обучение», Челябинская государственная агроинженерная ака-

демия», e-mail: alexgrits13@mail.ru.

Глемба Константин Вячеславович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта», Южно-Уральский государственного университет (НИУ), e-mail: glemba77@mail.ru.

Ларин Олег Николаевич – доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта», Южно-Уральский государственногоуниверситет(НИУ), e-mail: larin_on@mail.ru.

270