книги из ГПНТБ / Сердечный, В. Н. Тепловая подготовка лесотранспортных машин при безгаражном содержании

' В. Н. СЕРДЕЧНЫЙ

Тепловая подготовка лесотранспортных машин при безгаражном содержании

ш ш

Издательство «Лесная промышленность» Москва 1974

Тепловая подготовка лесотранспортных машин при безгаражном содер­ жании. С е р д е ч н ы й В. Н., «Лесная промышленность». 1974 г. 128.

В книге рассматриваются вопросы влияния зимних условий на работу лесотранспортных машин (трелевочных тракторов, машин ЛП-2, погрузчиков, лесовозных автомобилей и других механизмов).

Дается характеристика основных средств и методов предпусковой под­ готовки и технического обслуживания этих машин в холодное время года. Приводятся рекомендации по использованию низкотемпературных топлив, смазочных материалов и технических жидкостей.

Описываются конструкции установок и агрегатов для групповой тепловой подготовки машин при безгаражном содержании, обобщается опыт исполь­ зования установок в предприятиях лесозаготовительной и других отраслей промышленности и сельского хозяйства.

Таблиц 20, иллюстраций 34, библиография — 25 названий.

31501—201 037(01)—75

© Издательство «Лесная промышленность», 1974 г.

ВВЕДЕНИЕ

В лесозаготовительной промышленности эксплуатируется более 100 тысяч лесотранспортных машин. Состояние лесо­ транспортного парка влияет на весь технологический процесс? заготовки и вывозки леса, определяет производственный ритм предприятий. От работы машин во многом зависит выполнение производственных заданий лесозаготовительной отраслью в це­ лом.

Лесотранспортные машины эксплуатируются в неблагопри­ ятных условиях, характеризующихся большой территориальной разбросанностью малочисленных парков, кратковременностью их работы на одном месте, связанной с частыми перебазиров­ ками, тяжелыми грунтовыми условиями. Поэтому важное зна­ чение имеет правильная организация обслуживания и эксплуа­ тации машин.

Основной способ хранения лесотранспортных машин — без­ гаражный, на открытых площадках в течение всего периода эксплуатации.

Около 85% парка лесотранспортных машин эксплуатируется в районах с относительно низкими температурами в течение 4— 9 месяцев. В зимнее время коэффициент технической готов­ ности и использования машин на 10—15% ниже, чем в летний период, а пуск двигателей в условиях преобладающего безга­ ражного содержания без проведения специальных подготови­ тельных операций практически невозможен.

Многообразие климатических условий в лесозаготовитель­ ных районах страны затрудняет задачу конструктивного улуч­ шения лесотранспортных машин в направлении приспособляе­ мости к различным климатическим условиям. Большинство автомобилей*и тракторов, составляющих техническую базу лесо­ заготовительной промышленности, не отвечают требованиям на­ дежности и работоспособности в условиях эксплуатации при низких температурах окружающего воздуха; их двигатели об­ ладают низкими пусковыми качествами и не имеют надежных вспомогательных устройств для облегчения пуска.

Отсутствие средств, облегчающих пуск двигателей при низ­ ких температурах, приводит к недопустимо большим затратам

Г л а в а I

ВЛИЯНИЕ ЗИМНИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА РАБОТУ УЗЛОВ И СИСТЕМ ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ТРЕЛЕВОЧНЫХ ТРАКТОРОВ, МАШИН ЛП-2, ПОГРУЗОЧНЫХ СРЕДСТВ, ЛЕСОВОЗНЫХ

АВТОМОБИЛЕЙ И ДРУГИХ МЕХАНИЗМОВ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

Основные лесозаготовительные районы нашей страны — Се­ вер, Сибирь и Дальний Восток — характеризуются продолжи­ тельной зимой с устойчивыми морозами. На зимний период приходится 40—60% годового объема вывозки леса. Зимой можно быстро проложить густую сеть временных дорог, чтобы уменьшить расстояние трелевки, вывозки леса из заболоченных и удаленных лесных массивов, освоение которых в летнее время связано с большими трудозатратами или вообще невоз­ можно. По усредненным данным ЦНИИМЭ и Главлесхоза, например, трелевочные и лесотранспортные машины беспрепят­ ственно могут работать только на 28,6% территории Архангель­ ской области и на 46,7% лесопокрытой площади лесозагото­ вительных районов страны. Поэтому именно в зимний период происходит наиболее интенсивное использование лесотранспорт­ ных машин.

Хотя многообразие климатических условий лесных районов определяется значительными колебаниями температур в тече­ ние года, в большинстве районов периоды устойчивых отрица­ тельных температур бывают продолжительными.

Так, на северо-западе страны в течение 150—180 дней в году температура держится ниже 0° С, а в Сибири число та­ ких дней доходит до 230. Эксплуатация машин в этих условиях усложняется из-за ветров, снежных заносов, гололеда и метелей, сопровождающихся в отдельных районах высокой влажностью воздуха.

Отрицательное влияние на работу машин оказывают в зим­ ний период и такие факторы, как сложность устранения отказов в процессе эксплуатации, малая продолжительность светлого

5

дневного времени, что значительно усложняет работу обслужи­ вающего персонала.

Таким образом, использование трелевочных тракторов, че­ люстных погрузчиков, машин ЛП-2, бесчокёрных тракторов, ав­ топоездов на базе большегрузных автомобилей и других ма­ шин и механизмов лесозаготовительной промышленности зи­ мой значительно сложнее, чем летом.

Одна из особенностей эксплуатации автопоездов, трелевоч­ ных тракторов, челюстных погрузчиков и других машин в ле­ созаготовительной промышленности заключается в кратковре­ менности работы их на одном месте. Лесовозные машины имеют значительную длину автопоезда без погруженного рос­ пуска и значительную высоту с роспуском на шасси, что пред­ определяет временный характер сооружений для их стоянок. Таким образом, основным способом содержания этих машин остается безгаражный на открытых площадках в течение всега периода эксплуатации.

Эффективность использования машин при пониженных тем­ пературах зависит от времени, затрачиваемого на вспомога­ тельные операции, из которых основной является пуск двига­ теля. В настоящее время затраты на подготовку и -пуск двига­ телей при отсутствии средств, облегчающих запуск, составляют от 40 до 80 мин рабочей смены. При недостаточном прогреве понижается мощность двигателя, увеличивается расход топ­ лива, затрудняется трогание с места и движение, возрастает усилие на рычагах управления, изменяются физико-химические свойства горюче-смазочных материалов, ухудшаются условие работы приборов электрооборудования.

Лесозаготовительные машины, особенно трелевочные и бесчокерные тракторы, а также машины ЛП-2 эксплуатируются в условиях, отличающихся разнообразием технологических про­ цессов разработки лесосек, рельефом местности, характером расположения, протяженностью и степенью подготовки треле­ вочных волоков, изменчивостью траектории перемещения трак­ торов по лесосеке для сбора пачки леса с большой площади.

Исследования, проведенные СевНИИП, показывают, что сте­ пень загрузки двигателя трелевочного трактора, определяемая: удельным расходом топлива, на каждой операции технологи­ ческого процесса различна. Операции движения трактора с грузом, без груза и сбор пачки леса зависят от грунтовых ус­ ловий. В зимний период эксплуатация трелевочных тракторов* как правило, связана с движением по снежным волокам, когда: трактор движется с погружением гусениц в снег на глубину 300—500 мм и более. Характерной особенностью эксплуатациитрелевочного трактора является работа двигателя на перемен­ ных режимах, частые остановки, холостой ход, смена частич­ ных и полных нагрузок. Количество переключений коробки пе­ ремены передач у трактора ТДТ-55 в течение смены колеблется

б

от 200 до 240. За это время трактор осуществляет от 340 до 430 поворотов. Около 58% машинного времени трактора ис­ пользуются на третьей передаче, 12 — на второй и 8% — на пер­ вой. Коэффициент возможного возрастания сил сопротивления при трелевке леса достигает более 1,8. Длительность отдельных фаз работы трактора на трелевке леса за один рейс распределяется следующим образом: холостой ход— 15, маневры — 20, сбор лачки леса — 28, грузовой ход — 37%.

Условия эксплуатации трелевочных тракторов резко отли­ чаются от условий работы тракторов в сельском хозяйстве и других отраслях промышленности. Расход топлива и угар масла в зимний период у дизелей тре­

теплового режима, т. е. снижение температуры охлаждающей жидкости, сопровождается увеличе­

нием внутренних потерь на трение и уменьшением механического

К. П. Д.

Спонижением температуры охлаждающей жидкости в сис­ теме охлаждения существенно изменяются такие эксплуата­ ционные показатели двигателя, как мощность и. расход топлива.

Влияние температуры воды в двигателе Д-54 на мощность и расход топлива приведено на рис. 1 [17].

При отрицательных температурах двигатели трелевочных тракторов длительное время работают на холостом ходу или с небольшой нагрузкой в переохлажденном состоянии, что объясняется особенностями технологического процесса разра­ ботки лесосек. Приведенными СевНИИП наблюдениями уста­ новлено, что температура воды в системе охлаждения двигателя СМД-14 трелевочного трактора ТДТ-55 в течение смены не

7

превышала 63° С при температуре окружающего воздуха минус'33° С.

При работе дизеля на низком тепловом режиме в течение смены наблюдается осмоление его деталей, влияющее на усло­ вия запуска. Установлено, что скорость проворачивания колен­ чатого вала у прогретого двигателя в результате осмоления снижается более чем в 3 раза.

Изменение температуры окружающего воздуха и теплового режима двигателя приводит к изменению его мощности и эко­ номичности. Зависимость мощности и экономичности двигателя

Понижение температуры окружающего воздуха ведет к уве­ личению жесткости работы двигателя, при этом возрастет пе­ риод задержки воспламенения и скорости сгорания топлива-

к ухудшению компрессии и падению мощности, так как, обла­ дая большой липкостью, они вызывают залегание поршневых колец.

По данным В. Г. Карпенко [2], теплоотдача в охлаждаю­ щую воду увеличивается до 3—4% на каждые 10° С понижения ее температуры. На рис. 2 представлены результаты испытаний* проведенных на автомобильном предкамерном дизеле. Из гра­ фика видно, что потери тепла возрастают с понижением темпе­ ратуры воды в системе охлаждения двигателя. Оптимальной

8

температурой двигателей лесотранспортных машин является температура охлаждающей жидкости в радиаторе 85—90° С и температура масла в поддоне картера двигателя 80—85° С. При таком тепловом режиме двигатель развивает наибольшую мощность, работает с высокой топливной экономичностью и имеет малые износы деталей цилиндро-поршневой группы.

Тепловое состояние двигателей зависит от нагрузочных и скоростных режимов. С ростом нагрузки тепловое состояние двигателя растет. При увеличении числа оборотов без измене­ ния нагрузки тепловое состояние двигателя не только не повы­ шается, но, наоборот, становится несколько ниже вследствие того, что интенсивность отвода тепла от радиатора вентилято­ ром резко возрастает. '

В результате сгорания топлива во время работы двигателя образуются пары воды, которые при нормальном тепловом ре­ жиме выбрасываются из цилиндров двигателя с отработанными газами. Если двигатель работает на пониженном тепловом ре­ жиме, часть паров воды конденсируется на холодных стенках его цилиндров, вызывая усиленную коррозию их поверхностей, т. е. износ, который резко возрастает уже при понижении тем­ пературы охлаждающей жидкости ниже плюс 70° С. Значитель­ ная часть водяных паров при этом попадает в картер двигателя, в котором, смешиваясь с моторным маслом, пары образуют эмульсию масла с водой, способствующую образованию липких и шламовых осадков в масле, т. е. происходит старение масла, ухудшение его физико-химических свойств. Применение такого масла приводит к износу деталей и усиленному отложению осадка и шлама в поддоне картера и роторе центрифуги.

Учитывая то обстоятельство, что в холодный период года рабочая температура охлаждающей жидкости и масла ниже ре­ комендуемых, необходимо в процессе эксплуатации машин осо­ бое внимание уделять снижению потерь тепла в окружающую среду, для чего следует применять утепляющие чехлы и капоты. В условиях низких температур тяговые качества, производи­ тельность и экономичность машин в значительной степени за­ висят от работы силовой передачи и ходовой системы.

Износ деталей силовой передачи зимой возрастает в 1,5— 2,0 рдза, а к. п. д. снижается на 20—30% по сравнению с лет­ ними условиями эксплуатации [5].

Это объясняется тем, что понижение температуры окружаю­ щего воздуха вызывает изменение температурных режимов ра­ боты узлов машин. Изменять температурный режим узлов си­ ловой передачи и. ходовой системы можно, меняя степень за­ грузки и скорость передвижения машины, а также применяя трансмиссионные смазки с определенными вязкостно-температ турными свойствами. Известно, что загрузку и скорость пере­ движения машины в производственных условиях не всегда удается изменить по целому ряду причин.

9