Повышение эффективности использования машинно- тракторных агрегатов путём применения топлива с модификатором

1.

Российский государственный аграрный университет –
МСХА имени К. А. Тимирязева
Выпускная квалификационная работа
на темы: «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ
АГРЕГАТОВ ПУТЁМ ПРИМЕНЕНИЯ ТОПЛИВА
С МОДИФИКАТОРОМ»
Студент: Максимов Иван Владимирович
Руководитель: Пуляев Н.Н.

2.

Актуальность исследования
Актуальность
работы.
Современное
сельскохозяйственное
производство России характеризуется качественно новым этапом
технического
перевооружения.
В
сельскохозяйственные
предприятия
поступают
новые
тракторы,
комбайны,
сельскохозяйственные машины отечественного и импортного
производства. Эта техника отличается высокой надежностью,
наличием автоматизированных систем управления и систем
контроля работы основных механизмов.
Вместе с тем, в условиях производственной эксплуатации из-за
ошибок при составлении агрегатов положительные качества
современной техники используются недостаточно полно. В
результате снижается эффективность использования машиннотракторного парка, повышается себестоимость производимой
сельскохозяйственной продукции, нарушаются требования экологии.
Для устранения этих ошибок следует выполнять предварительное
моделирование составов агрегатов и применять более качественные
ГСМ.
2

3.

Актуальность исследования
Цель выпускной квалификационной работы заключается в том, чтобы
вооружить специалистов сельскохозяйственного производства методикой
инженерных расчетов, обеспечивающих повышение эффективности
использования машинно-тракторных агрегатов путем обеспечения
работоспособности двигателей сельскохозяйственных тракторов за счет
применения модифицированного топлива.
Задачи ВКР:
1. Обосновать выбор модификатора и его концентрацию, обеспечивающих
работоспособность двигателей сельскохозяйственных тракторов путем
поддержания их мощностных показателей.
2. Подобрать алгоритм действия модификатора и его влияние на рабочий
процесс двигателя.
3. Провести теоретические исследования влияния установленной мощности
энергетической установки с применением топлива с модификатором на
производительность машинно-тракторных агрегатов путём моделирования
рабочего процесса уборки силоса.
4. Сделать экономическое обоснование предложенных мероприятий.
Научная новизна: установлены закономерности, позволяющие оценить
влияние модифицированного топлива на изменение мощностных и топливноэкономических показателей дизельных двигателей машинно-тракторных
агрегатов.
3

4.

Анализ причин снижения мощности
тракторных двигателей в эксплуатации
Рисунок 1 – Распределение отказов топливной аппаратуры по узлам [76]:
1 – топливный насос высокого давления (ТНВД); 2 – топливоподкачивающий насос (ТПН); 3 –
муфта опережения впрыска топлива (МОВТ); 4 – регулятор частоты вращения; 5 – форсунки
4

5.

Анализ причин снижения мощности тракторных
двигателей в эксплуатации
Рисунок 2 – Диаграмма отказов ТНВД:
1 – износ плунжерных пар; 2 – утечка топлива под плунжер; 3 – предельный износ регулятора
частоты вращения; 4 – отказ топливоподкачивающего насоса (ТПН); 5 – отказ перепускного
клапана; 6 – излом пружины нагнетательного клапана; 7 – заклинивание нагнетательного
клапана; 8 – излом пружины плунжерной пары; 9 –прочие отказы
5

6.

Анализ путей улучшения техникоэкономических и экологических
показателей тракторных двигателей
Рисунок 3 – Классификация целей модифицирования ТСМ
6

7.

Блок-схема применения
модифицированного топлива
7

8.

Потери производительности МТА
Рисунок 5 – Зависимость изменения мощности двигателя от наработки трактора:
Ne – эффективная мощность двигателя; Nд – допустимая мощность в
эксплуатации; tТО – интервал технического облуживания (синим цветом
показана работа двигателя на стандартном топливе, зеленым – топливо с
8
модификатором)

9.

Потери производительности МТА
Рисунок 6 – Зависимость снижения мощности двигателя Д-240 при эксплуатации на
тракторе (синим цветом показана работа двигателя на стандартном топливе,
зеленым – топливо с модификатором)
9

10.

Исследования характеристик двигателя Д-240
при работе на топливе с модификатором
Рисунок 10 – Совмещенная регуляторная внешняя скоростная характеристика испытуемого
двигателя Д-240 при работе на стандартном и модифицированном топливе
10

11.

Исследования экологичности
модернизируемого двигателя
Рисунок 11 – Зависимость коэффициента поглощения от показания силоизмерительного
11
устройства

12.

Исследования экологичности
модернизируемого двигателя
Рисунок 12 – Зависимость величины выбросов углеводородов от показания
силоизмерительного устройства
12

13.

Экономическое обоснование
№
Наименование показателя
Значение
Базовый вариант
Проектируемый
вариант
1
Капитальные вложения, руб.
-
350 000
2
Срок службы, лет
6
6
3
Фонд оплаты труда механизаторов, руб.
10 719 800
10 719 800
4
Фонд оплаты труда ремонтных рабочих, руб.
9 484 800
9 484 800
5
Фонд оплаты труда инженерно-технических
3 260 400
3 260 400
работников и вспомогательного персонала,
руб.
6
Затраты на топливо, руб.
11361000
9770460
7
Затраты на смазочные материалы, руб.
1136100
977046
8
Затраты на техническое обслуживание и
55000
60500
ремонт подвижного состава, руб.
9
Издержки годовые, руб.
457 817 955
455 986 656
10
Общие затраты, руб.
457 817 955
456 088 156
11
Экономический эффект, руб.
-
1 729 799
12
Срок окупаемости, лет
-
0,2
13

14.

Заключение
В магистерской диссертационной работе решена задача повышения эффективности
использования машинно-тракторных агрегатов путем поддержания установленной мощности
за счет применения модифицированного топлива. На основании проведенных исследований
можно сделать следующие выводы:
1. В результате исследований установлено, что применение топлива с
модификатором BPI в концентрации 0,02 % от массовой доли дизельного топлива способно
обеспечить достижение установленной мощности двигателя сельскохозяйственного трактора.
Применение данной присадки в комплексе с регулировкой топливной аппаратуры
обеспечивает продление срока эксплуатации не менее 125 мото-часов по показателю
установленной мощности.
2. В результате расчётов двигателя Д-240 достигнуто повышение эффективной
мощности на 13,4 %, получено снижение удельного эффективного расхода топлива на 13,8 %.
3. Достигнуто снижение дымности на 36,4 %, снижение выбросов углеводородов до
5 раз; снижение выбросов оксида углерода до 4 раз. Обосновано внесение изменений в
настройки топливной аппаратуры в связи с применением модифицированного топлива.
4. Применение разработанных рекомендаций при проведении уборочных работ
позволило обеспечить увеличение тяговой мощности на 10,7 %, при этом повышение
условного тягового КПД трактора МТЗ-82 составило 0,026. Расчетами установлено увеличение
сменной производительности за счет увеличения рабочей скорости машинно-тракторного
агрегата на 11,12 %.
5. Экономический эффект от сокращения суммарных эксплуатационных издержек
составил около 1 279 799 тыс. руб. за срок эксплуатации, а срок окупаемости составляет 14
0.2
года.

15.

Спасибо за внимание!