Ищем резервы уменьшения себестоимости производства в сокращении расходов на главные энергоемкие операции, в частности, в использовании топлива.
Как показывают наблюдения, причи­ной более 2/3 всех потерь топлива является неисправность дви­гателя, а при совокупном вли­янии всех факторов перерас­ход топлива может превы­шать двукратное значение нормы на выполнение той или иной операции при выра­щивании сельхозкультур. (Опубликовано в № 08.2011 г.)

Запуск двигателя на холоде

Около 90-120 дней сельхоз­техника в Украине использу­ется в условиях отрицатель­ной температуры воздуха. Значительный перерасход топлива наблюдается при работе на тракторах, где отсутствуют системы подо­грева двигателей в зимнее время, не проводится сезон­ное техническое обслужива­ние, замена летних сортов топлива и масел зимними, отсутствует утепление двига­телей. При этом в 1,5-2 раза увеличивается время разо­грева двигателя перед пуском и в 3-4 раза увеличивается время разогрева двигателя до нормального теплового режима, что существенно влияет на расход топлива при проведении данной опе­рации. Улучшение экономич­ности работы двигателя достигается соблюдением нормального теплового режима. Перед похолоданием нужно подготовить тракто­ры: провести сезонное техни­ческое обслуживание, залить зимние сорта топлива и масла, утеплить двигатель (манжеты на капот, радиатор, наружные маслопроводы). При этом в 1,5-2 раза сокра­щается время разогрева дви­гателя перед пуском, в 3-4 раза снижается время про­грева до нормального тепло­вого режима (а расход топли­ва на зиму на 1 трактор снижается на 30-50 кг). По нашим подсчетам, для разо­грева двигателя марки Д-240 в зимний период с -10 °С до +90 °С необходимо израсхо­довать количество энергии, эквивалентное количеству энергии, которое выделяется при сжигании 938-1130 г дизельного топлива. Таким образом, для разогрева дизельного двигателя необ­ходимо потратить 9,7-14,1 г топлива на каждую лошади­ную силу паспортной мощ­ности, а при каждом сниже­нии температуры окружаю­щей среды на 10 °С расходы увеличиваются на 10%. При подготовке дизелей к запуску в холодное время года необходимо соблюдать следующие правила.

Система смазки:

  • при температуре воздуха ниже +5 °С нужно исполь­зовать зимние сорта мотор­ного масла;
  • при длительных остановках

масло рекомендуется сли­вать из поддона в чистую емкость, которая плотно закрывается, заливать его нужно подогретым до тем­пературы 70-80 °С (не реко­мендуется разжижать моторное масло светлыми нефтепродуктами, посколь­ку снижается качество смаз­ки сопряженных деталей);

  • для обеспечения поступле­ния масла к сопряженным поверхностям перед запу­ском двигателя нужно про­крутить коленчатый вал на 3-5 оборотов (не рекомен­дуется прокручивать колен­чатый вал без предвари­тельного прогрева двигате­ля предпусковым подогре­вателем, теплой водой или подогретым маслом).

Система питания:

  • при температуре воздуха ниже +5 °С необходимо использовать зимние сорта топлива;
  • во избежание образования в топливопроводе ледяных пробок нужно сливать отстой из фильтров и топливного бака;
  • топливо нужно заливать в бак через фильтр, а во время осадков прикрывать горловину бака водонепро­ницаемым материалом.

Система пуска:

  • удерживать аккумулятор­ные батареи (АКБ) в заря­женном состоянии, не допускать степень разрядки более 50% летом и 25% зимой;
  • снимать с трактора АКБ при температуре воздуха -25-30 °С и перерыве в работе более 24 ч, а также при температуре ниже -30 °С и перерыве в работе более 10 ч;
  • расход топлива уменьшает­ся при использовании индивидуальных средств подогрева ПЖБ-200, ПЖБ-300 и групповых установок типа АТУ-С, АТУ-1500В;
  • запуск дизелей при темпе­ратуре ниже -25 °С облегча­ется при использовании пусковой жидкости «Холод Д-40».

Система охлаждения:

  • движение трактора нужно начинать после прогрева двигателя до температуры не ниже 40-50 °С;
  • в случае отсутствия предпу­скового подогревателя в систему охлаждения нужно заливать воду, подогретую до 70-80 °С;
  • при остановке трактора не рекомендуется допускать снижение температуры более чем до 40-50 °С.

Утепляем двигатель

Недостаточность темпера­турного режима возникает при длительной работе дви­гателя с загрузкой 30-50% и температуре воздуха ниже -25 °С. Температурный режим двигателя 65-75 °С вызывает потери топлива в размере 30-35%. Температура помутнения для летних сортов – не выше -5 °С, для зимних – -25-30 °С. Температура застывания должна быть на 5-10 °С ниже температуры помутнения. При недостаточном темпера­турном режиме топливо в топливопроводе системы питания может мутнеть или застывать, что замедляет его продвижение по трубопро­воду и снижает качество рас­пыления и сгорания. Во избе­жание вышеупомянутых явлений нужно: 1) утеплить двигатель, 2) подогреть дизельное топливо, 3) уста­новить отапливаемый топливный фильтр, 4) уста­новить обогрев АКБ. Утеплять двигатель и радиа­тор системы охлаждения можно фольгированным изолоном, паронитом, войло­ком и т.д. Для подогрева сей­час используют проточные подогреватели от системы предпускового подогрева двигателя, выхлопных газов основного двигателя и элек­трические. Отапливаемые фильтры и АКБ обычно уста­навливают на тракторы, постоянно работающие в условиях низких температур.

Негерметичность трубопроводов

Негерметичность трубопро­водов низкого давления при­водит к прямому вытеканию топлива наружу. Кроме поте­ри топлива при этом загряз­няются поверхности из-за налипания пыли и грязи, что нарушает температурный режим двигателя. Повышенный температур­ный режим способствует окислению топлива, вслед­ствие чего образуются смо­листые соединения, интенси­фицирующие образование нагара в камере сгорания двигателя. Образование нага­ра, в свою очередь, способс­твует повышению темпера­турного режима двигателя и, соответственно, снижению его экономичности. Повышенный температур­ный режим способствует изменению структуры материалов двигателя и вызывает деформацию, что в совокуп­ности уменьшает техничес­кий ресурс двигателя на 25-35%. Оптимальный тем-

пературный режим двигателя визуально отражается на указателе температуры сектором определенного цвета (чаще всего зеленого) на панели приборов в кабине трактора. Для дизельного двига­теля диапазон рабочей температуры охлаждающей жидкости составляет 80-95 °С. Для устранения подтекания топлива следует подтянуть ослабленные гайки, а неисправные топливопроводы заменить или отремонтировать (уда­лить неисправный конус, высадить его заново и рассверлить топливопроводный канал (для топливопроводов высо­кого давления)).

Теперь о потерях топлива при заправке трактора. По нашим наблюдениям, около 0,9-1,4 кг топлива теряется при однократной заправке трактора с использованием ведра, что составит 180­220 кг в год для одного трактора. При заправке топливом через рукав, но без раздаточного крана потери достигают 0,4-0,45%, с раздаточным краном – 0,18­0,2%. Выводы очевидны: заправлять трактор нужно через рукав с раздаточ­ным краном мобильными или стационарными средствами.

Проверяйте воздухоочиститель

Согласно правилам ТО состояние возду­хоочистителя следует проверять при нара­ботке 60 (125) моточасов или в случае зажигания контрольной лампы засорен­ности воздухоочистителя. Практика пока­зывает, что при выполнении весенних и осенних полевых работ в условиях высо­кой запыленности проверку воздухоочи­стителя следует проводить после каждой рабочей смены, а наработку до замены бумажного фильтрующего элемента уменьшить. Внешними признаками загрязненного воздухоочистителя при работе двигателя является черный цвет отработанных газов, что сигнализирует о неполном сгорании топлива. Состояние воздухоочистителя можно проверить по степени разрежения воздуха во впускном воздушном тракте: чем больше загрязнен фильтр, тем больше разрежение. Номинальное разрежение для двигателей производства СНГ составляет 2100­5000 Па, а предельное – больше номиналь­ного на 38-78% (для каждого двигателя свое значение). При отсутствии сигналь­ной лампы техническое состояние воз­душного фильтра определяется при помо­щи индикатора засоренности. При ТО проверяют состояние соединений воздушного тракта. Элементы воздушно­го тракта не должны иметь повреждений, сквозных отверстий и должны быть надежно закреплены. Также проверяют состояние и крепление патрубка, рукава и стяжных хомутов тракта воздухоочисти­теля турбокомпрессора.

Очищаем топливо

В дизельном топливе, которое произво­дится или ввозится в Украину согласно действующему ДСТУ 3868-99 «Топливо дизельное. Технические условия», содер­жание механических примесей не допу­скается. При ненадлежащей перевозке и хранении их концентрация может составлять 250-350 г/т (фото 1). Таким образом, в течение 1 года через систему питания двигателя проходит 2,5-8,8 кг примесей. При такой нагрузке фильтры качественно работать не могут. Твердые частицы примесей, попадая в прецизи­онные пары, обратные клапаны топлив­ного насоса и распылители форсунок, приводят к выкрашиванию граней, углублениям и образованию царапин на поверхности. Зазоры в прецизионных парах составляют 0,0015-0,0025 мм, в связи с чем механические примеси раз­мером 0,002 мм отрицательно влияют на ресурс топливной аппаратуры. При заправке топливо очищается до размеров примесей 0,3 мм, все осталь­ные более мелкие примеси свободно попадают в бак и ускоряют износ эле­ментов системы питания, приводят к увеличению расхода топлива и расходов на ремонт двигателя. Стоимость ремон­та топливной аппаратуры двигателя Д-240 на специализированных предпри­ятиях составляет 440-1200 грн, а непо­средственно на машинно-тракторной бригаде – вдвое дешевле, но его качество более низкое. Решением является своев­ременное ТО топливных фильтров, которые используются на стационарных и мобильных заправочных пунктах. Перед заправкой чистого дизельного топлива бак трактора необходимо про­мыть, иначе теряется смысл фильтрации. При отсутствии фильтра допускается заправлять трактор топливом, отстояв­шимся в течение не менее 4 суток в резервуаре с плавающим топливозаборником, позволяющим отбирать верхние наиболее чистые слои топлива. Средняя стоимость топливного насоса высокого давления УТН-5 составляет более 6 тыс. грн, а аналогичного фирмы Bosh – 15 тыс. грн. Поэтому эконо­мить на качестве топлива или замене фильтров невыгодно, особенно при использовании импортной техники.

 

Следим за форсунками

Согласно инструкции по экс­плуатации регулирование форсунок дизельных двига­телей нужно проводить при наработке 2000 моточасов (второе ТО-3). Теоретическими и экспери­ментальными исследования­ми установлено, что при несоответствии вариации изменения одного из параме­тров технической системы заданным параметрам пери­одичность ТО нужно умень­шать. Качество дизельного топлива, которое попадает в бак трактора, вообще вели­чина случайная, поэтому во избежание перерасхода топлива и выхода из строя топливной аппаратуры необ ходимо уменьшить перио­дичность ТО системы пита­ния двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Регулировку форсунок в таком случае целесообразно проводить через 1000 моточасов или при каждом ТО-3. Неисправную форсунку определяют поочередным отключением подачи топли­ва в цилиндры ДВС. Признаком неисправности форсунки является неизмен­ность характера работы дви­гателя при ее отключении. Такую форсунку нужно демонтировать, очистить от нагара, разобрать, установить причину неисправности и устранить ее.

Причинами зависания иглы являются: нагарообразование, коррозия прецизионных поверхностей, разрушение пружины, чрезмерное затя­гивание гаек крепления. Нагарообразование является следствием неполного сгора­ния топлива, устраняется оно обеспечением подачи необ­ходимого количества воздуха в камеры сгорания и качества распыления топлива в каме­ре сгорания. Очищать распы­лители от нагара необходимо одновременно с устранением причины его образования. Очищать форсунки от нагара можно щеткой из латунной проволоки и набором чисти­ков из латуни либо более современными методами (ультразвуковая очистка), которые считаются более производительными и обе­спечивающими высокое качество работ. Для уменьшения отложений многие специалисты реко­мендуют использовать спе­циальные присадки к топли­ву известных фирм Liqui Moly, Shell, однако более целесообразно один раз устранить причины проблемы, чем устранять ее послед­ствия многократно. Очищенный от нагара и про­тертый хлопчатобумажной неворсистой тканью распы­литель промывают струей дизельного топлива. Если очищенный распылитель форсунки не дает необходи­мого качества распыления или топливо подтекает, рас­пылитель нужно заменить новым. Не стоит забывать, что прецизионные пары сле­дует заменять обе одновре­менно. При нормальной работе форсунки топливо распределяется равномерно по поперечному сечению струи до туманоподобного состояния без отдельных капель и заметных сгущений и с четким началом и концом впрыска. Распылитель не должен подтекать до и после впрыска, допускается лишь незначительное увлажнение его торца.

Топливо без воды

Коррозия на прецизионных поверхностях появляется при низком качестве топли­ва, а именно из-за наличия в нем воды, особенно перед длительной остановкой трак­тора. Наличие воды в топли­ве можно определить путем добавления в пробу тщатель­но перемешанного топлива кристаллов марганцовокис­лого калия (если вода есть, то цвет пробы топлива изме­нится) или отстаивания в течение 2-3 суток пробы топлива, налитой в прозрач­ный сосуд (вода будет осе­дать на дно). Вода может попадать в топливо путем конденсации из воздуха при перепаде температур в тече­ние междусменного хране­ния. Поэтому рекомендуется заправлять трактор вечером после рабочей смены. Обычно трактор заправляют утром в начале новой рабо­чей смены, кроме случаев двух- или трехсменного использования техники. Частично из-за подозрений ночных краж топлива, а частично из-за бесхозяй­ственности.

Регулировка угла опережения

Уменьшение угла опереже­ния подачи топлива стано­вится причиной жесткой работы двигателя, что приво­дит к перегрузкам в подшип­никах кривошипно-шатунного механизма и ускоренному их износу. Запоздалый угол опережения впрыска топлива вызывает недостаточное сгорание топлива и повышение темпе­ратуры выхлопных газов, что отрицательно сказывается на ресурсе турбокомпрессора и ДВС целом.

Неравномерность угла опере­жения подачи топлива может быть при неодинаковой длине трубопроводов высо­кого давления, неравномерности регулировок нагнета­тельных клапанов и давления начала впрыска топлива форсунками, поэтому каче­ство выполнения данных регулировок должно под­тверждаться точностью стен­да для испытания и регули­ровки топливной аппарату­ры и практическими навыка­ми оператора.

Перегрев ДВС

Ученые установили, что 1 мм отложений на поверхности теплообменного оборудова­ния приводит к потере 7-12% энергии, 3 мм – 25%, 13 мм -70%. В системе охлаждения ДВС появление отложений приводит к недостаточному отводу тепла от цилиндров и, как следствие, к повышению температурного режима дви­гателя. Подсчеты показыва­ют, что при полной загрузке ДВС мощностью 100 кВт системе охлаждения необхо­димо за 1 час отвести в окру­жающую среду около 50-70 кВт^ч тепловой энергии. В

этом случае, если в системе будут отложения толщиной 1 мм, то 3,5-8,4 кВт^ч тепловой энергии не будут отводиться и будут служить постоянным источником тепла для ДВС, увеличивая его температур­ный режим. Кроме того, слой накипи толщиной 1,15 мм вызывает уменьшение мощности двигателя в сред­нем на 6%, а отслаиваясь, он может забить проходные отверстия сливных кранов и препятствовать тем самым сливу воды зимой, что при­ведет к ее замерзанию и раз­рушению блока цилиндров. Для удаления грязи и осад­ков из системы охлаждения ее периодически промывают чистой водой. Это делается в конце рабочего дня после остановки двигателя, когда примеси в воде находятся в заиленном состоянии и легко удаляются вместе с водой.

После того, как двигатель остынет, через систему охлаждения пропускают 40-60 л воды и снова залива­ют чистую мягкую воду. Для удаления отложений из системы охлаждения слива­ют воду и заполняют систему содовым раствором (750-800 г каустической соды и 250 г керосина на каждые 10 л воды). Запускают двигатель, прогревают его на средней частоте вращения коленчато­го вала в течение 10-15 мин и оставляют раствор в системе охлаждения на 10-12 ч. После этого двигатель снова запу­скают, прогревают на сред­ней частоте вращения в тече­ние 10-15 мин, сливают рас­твор из системы охлаждения, промывают ее чистой водой и заливают мягкую воду. Для удаления накипи также используют 6%-й раствор молочной кислоты, нагретой до температуры 30-40 °С. После прекращения выделе­ния углекислоты (через 2-3 ч) раствор сливают из системы. В системах охлаждения необ­ходимо использовать чистую мягкую (лучше дождевую или талую) или смягченную воду (кипячением с последу­ющим отстаиванием, добав­лением каустической соды в количестве 6-10 г на 10 л воды).

Следовательно, во избежание чрезмерных расходов топли­ва необходимо соблюдать следующие простые правила:

  • В зимнее время утеплять двигатель и использовать зимние сорта ГП.
  • В топливопроводах подтя­нуть ослабленные гайки, неисправные топливопро­воды отремонтировать или заменить.
  • Менять топливные филь­тры чаще, чем рекомендова­но нормами ТО.
  • Периодически проверять работу форсунок.
  • Периодически удалять грязь и осадок из системы охлаждения, что повысит мощность трактора при прочих равных условиях.

К основным причинам перерасхода топлива при неисправном энергетическом средстве можно отнести следующие:

1. Двигатель:

  • система запуска:
  • не работает система предпускового подогрева двигателя;
  • система питания:
  • негерметичность трубопроводов топлива;
  • загрязненность воздухоочистителя;
  • неисправность форсунки;
  • нарушение угла опережения подачи топлива;
  • система охлаждения:
  • наличие накипи в радиаторе;
  • недостаточность температурного режима;
  • кривошипно-шатунный механизм:
  • закоксованность компрессионных колец;
  • наличие нагара в камере сгорания;
  • газораспределительный механизм:
  • негерметичность клапанов газораспределительного механизма;
  • нарушение фаз газораспределения;

2. Трансмиссия:

  • неотрегулированность муфты сцепления;
  • использование в трансмиссии масла повышенной вязкости;
  • изношенность механических передач и подшипников;

3. Ходовая часть:

  • неотрегулированность развала-схождения передних колес;
  • недостаточность давления воздуха в шинах колес;
  • изношенность грунтозацепов.

Андрей Рубец,

Белоцерковский национальный аграрный университет