Оценка методической погрешности расчета прогрессирующих топливных издержек автотракторных дизелей в эксплуатации по результатам комплексной диагностики

Аннотация: В статье проводится оценка методической погрешности расчета прогрессирующих топливных издержек машинно-тракторных агрегатов, рассмотрены вопросы неисправностей и отказов дизельных двигателей.

Селиванов Александр Иванович, академик ВАСХНИЛ, в 60-ые годы прошлого века впервые ввел понятие «прогрессирующие издержки», показав соответствующие примеры: излишний расход топлива, снижение мощностных и тяговых характеристик машинно-тракторного агрегата (МТА), увеличение простоев машин и тому подобное.

Для бензиновых и дизельных двигателей основными прогрессирующими издержками являются издержки, связанные с перерасходом топливно-смазочных материалов (ТСМ).

При эксплуатации МТА может возникнуть целый ряд причин неисправностей и отказов. При этом больший процент отказов встречается на дизельных агрегатах [1].

Главные причины отказов:

• особенность конструкции дизеля;
• особенность эксплуатации;
• несвоевременное и некачественное обслуживание.

 Советские ученые Стопалов С. Г. и Кормаков Л. Ф. (ВИМ и НАТИ) путем глубокого анализа, дополненного обширными статистическими данными, определили, что при эксплуатации тракторного дизеля в общей сумме затрат около 50 % приходится на ТСМ и 20…26 % на техническое обслуживание и ремонт (ТОР). Остальные затраты складываются из заработной платы и амортизационных исчислений [2].

Рис. 1. Диаграмма распределения затрат на эксплуатацию дизельного двигателя

Рис. 2. Источники формирования прогрессирующих издержек

 Таким образом, можно констатировать, что соотношение потенциальных источников формирования прогрессирующих издержек колеблется в пределах 0,35…0,65. По данным авторов это соотношение в процессе рядовой эксплуатации МТА достаточно устойчиво сохраняется практически до состояния двигателя, близкого к полному износу. Дальнейшие исследования в этой области позволили вывести кривую изменения затрат на ТСМ в зависимости от мощности двигателя начиная от дизелей легких тракторов и заканчивая тепловозными и судовыми дизелями [3, 4].

Рис. 3. Удельный вес эксплуатационных затрат дизеля на ТСМ

Таким образом, можно констатировать, что в общей сумме эксплуатационных затрат на тракторный дизель за весь срок его службы основная доля затрат приходится на ТСМ, причем, чем больше мощность двигателя, тем больше доля затрат на ТСМ.

Для простоты расчетов мы будем рассматривать только топливные издержки, так как по общепринятым нормативам относительный расход масла в процентах от расхода топлива составляет не более 1,5 % (1,1 %).

Приведем несколько факторов, влияющих на увеличение прогрессирующих топливных издержек:

• некачественное топливо;
• нарушение правил и режимов эксплуатации;
• ухудшение технического состояния топливной аппаратуры;
• износы и закоксовка поршневых колец;
• износ подшипников скольжения турбокомпрессоров и другие.

Советский ученый Н.И. Пасечников (ГОСНИТИ) ввел параметр «степень охвата мобильных энергетических установок АПК» планово-предупредительной системой технического обслуживания в рамках регламентной стратегии технического сервиса. Используя данный параметр мы получаем обобщенную зависимость увеличения прогрессирующих издержек в кратные периоды наработки в зависимости от С_ТО (% охвата ППС) [5].

Рис. 4. Зависимость потерь топлива от доли машин, участвующих в планово-предупредительной стратегии технического обслуживания

Более точно рассчитать величину прогрессирующих потерь топлива (кг/год) можно по следующей формуле:

,

где N_eн – номинальная мощность дизеля, кВт;

g_eн – номинальный удельный расход топлива, г/кВт×ч;

d_e – коэффициент учёта прогрессирующих потерь топлива, (0,05…0,25);

С_е – средняя эксплуатационная степень загрузки дизеля, (0,4…0,95);

t_пр – приведённая наработка, мото×ч.

Так, для усреднённого автотракторного дизеля принимаем:

N_ен=100 кВт; С_то=20 %; d_е=0,16; g_ен=245 г/кВт×ч; С_е=0,6; t_пр=1000 мото×ч.

Тогда ∆G_e (годовые) ≈ 2300 кг/год.

Причины возникновения неисправностей и отказов могут быть разделены на два класса: объективные и субъективные.

К объективным причинам относят:

• особенности режимов эксплуатации;
• учитываемые в конструкции действия механических и термических напряжений;
• механические и химико-термические воздействия среды;
• воздействия в узлах трения.

К субъективным причинам относят:

• нарушения правил и режимов эксплуатации;
• нарушения или несоблюдения правил технического обслуживания;
• заправка некачественными топливно-смазочными материалами.

При этом распределение причин возникновения отказов выглядит следующим образом:

Из проведенного анализа, можно сделать выводы, что без современных оперативных методов и средств технической диагностики невозможно обеспечить необходимый уровень сервиса машин в агропромышленном комплексе Российской Федерации и добиться реального снижения эксплуатационных затрат и, в первую очередь, топливных потерь.

 Список литературы 

1. Егоров Р. Н., Журилин А. Н., Коротких Ю. С. Проектирование автотранспортных процессов в АПК. – М. : ООО «УМЦ «Триада», 2016. – 125 с.
2. Чечет В. А. Технологические карты по диагностированию и прогнозированию остаточного ресурса с/х машин. Раздел ДВС. – Новосибирск, 2000.
3. Корнеев В. М., Катаев Ю. В. Влияние нагароотложений на работу двигателей // Сельский механизатор. – 2011. ‑ №1. – С. 36-37.
4. Пуляев Н. Н., Коротких Ю. С. Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей, работающих на дизельных топливах // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2016 г.). – СПб. : Свое издательство, 2016. – vi, 134 с. С. 91‑93.
5. Чечет В. А., Драчев Д. И. Диагностирование дизельной топливной аппаратуры – реальная экономия топлива [Электронный ресурс]. ‑ Режим доступа : http://www.ftcntr.ru/Bulltn/2001-02/14-che.htm.