Покращення температурного режиму функціонування циліндрів двигуна з повітряним охолодженням

Abstract

Незважаючи на заходи, що вживаються урядом, істотних поліпшень в АПК досі не досягнуто. Так, технічна оснащеність рослинницьких галузей знизилася порівняно з 2010 р. удвічі і поступається розвиненим країнам Заходу за цим показником приблизно вп’ятеро. Існуючі парки машин не відповідають потребам села ні за кількістю, ні за структурою та технічним рівнем. Забезпеченість сільських товаровиробників основними видами техніки на кінець агросезону 2020 р. склала: по тракторах – 52 %, зерно- та кормозбиральних комбайнів відповідно 51 та 71 %. Сьогодні з технічних причин трактори простоюють понад 25% робочого часу зміни, комбайни – близько 40%. Крім того, від виконання сільськогосподарських робіт машини доводиться відволікати для планових ремонтів та періодичного обслуговування, що скорочує тривалість робочих змін ще на 5...8%, Дослідження показують, що в умовах реальної експлуатації коефіцієнт оперативної готовності тракторів у господарствах не перевищує 70...75%. З цих причин сільськогосподарські та інші підприємства повинні мати парк самохідних машин, на 8...15% більший за оптимальний. Основна тяжкість робіт, пов’язаних із сервісом машин та обладнання, лежить на їх споживачах (96...98 % сумарного обсягу робіт). Заводи-виробники компенсують зниження випуску машин підвищенням відпускних цін, а неможливість організації фірмового сервісу через слабкі виробничі потужності пояснюють дефіцитом техніки, запчастин та матеріалів, перекладаючи цю турботу на плечі споживачів. Однак зараз, коли трудові ресурси села різко скоротилися, а рівень надійності машин знизився, вирішити це завдання практично неможливо. У цій ситуації накопичений у минулі роки у сільгоспмашинобудуванні величезний потенціал різко скоротився, а підприємства опинилися у критичному становищі. Заводи простоюють, втрачають кваліфіковані кадри, вимушено виводять виробничі потужності, згортають НДР. Невідворотно наростає технічне та технологічне відставання підприємств галузі від провідних закордонних фірм. За останні 12 років через різкий спад платоспроможності сільськогосподарських підприємств та інших обставин парк тракторів у сільському господарстві України зменшився приблизно вдвічі, застарів фізично та морально. За забезпеченістю АПК тракторами Україна відстає, наприклад, від США у 5,7 рази, і це відставання зростає [1]. Підтримка державою сільського господарства та пов’язаних з нею галузей поки що дуже слабка, при цьому тракторне та сільськогосподарське машинобудування перебуває у критичному стані. Вітчизняний виробник, щоб продовжувати працювати і розвиватися, повинен випускати техніку, що відповідає як українським, так й світовим стандартам. Для цього він має інвестувати гроші в технічний розвиток свого виробництва з метою підвищення якості продукції, що випускається, з одного боку, а з іншого – зниження її собівартості. На жаль, більшість машинобудівних підприємств або зовсім не мають коштів для технічного розвитку, або мають їх небагато.

Якщо за надійністю, якістю виготовлення вузлів і деталей, збиранням, продуктивністю українська техніка відповідатиме своїм закордонним аналогам, то можна сміливо сказати, що конкурентна боротьба буде виграна. Це єдиний шлях, який дає змогу утримати позиції на ринку. Вітчизняні вироби поки що залишаються дешевшими за імпортні, оскільки у нас дешевші енергетичні складові та дешевше праця. Двигуни повітряного охолодження, поряд з меншою металоємністю, зниженою чутливістю до коливань температури, особливо цінною при експлуатації транспортного засобу в районах зі спекотним або холодним кліматом, і простотою обслуговування, мають ряд недоліків, а саме [2 – 5]: нерівномірність охолодження першого і наступного циліндрів (для останнього гірші умови, пов’язані з віддаленістю від вентилятора примусового охолодження, а також закритістю від потоку повітря попередніми циліндрами; велика теплова напруженість окремих деталей; значна витрата потужності на привід вентилятора; погіршення наповнення циліндра, що призводить до того, що при однакових частотах обертання колінчастого валу та інших параметрах двигун з повітряним охолодженням розвиває трохи меншу потужність, ніж двигун з рідинним охолодженням; підвищений шум під час роботи. При повітряному охолодженні інтенсивність відведення теплоти від стінок гільз знижується дуже сильно, що суттєво впливає на надійність двигуна загалом. Так, при нерухомих відносно стінок води та повітря і при однакових різницях температур коефіцієнти тепловіддачі різняться в 30 разів, при русі зі швидкістю 1…3 м/с води та 50 м/с повітря вони відрізняються у 13…15 разів. При кипінні води інтенсивність тепловіддачі перевищує інтенсивність тепловіддачі повітря приблизно в 40 разів. Якщо врахувати, що енергетична інтенсивність зносу [1] залежить від температури контактуючих тіл, стає очевидним актуальність дослідження залежності експлуатаційних показників двигунів від перерозподілу температурних полів у гільзах.