2.1. Система живлення дизелів

Система живлення дизелів має відповідати таким вимогам:

- створювати високий тиск упорскування палива в циліндр;

- дозувати порції палива відповідно до навантаження дизеля;

- впорскувати паливо в камеру згоряння в певний момент, протягом заданого проміжку часу і з певною інтенсивністю;

- добре розпилювати й рівномірно розподіляти паливо по об'ємах камери згоряння;

- забезпечувати початок упорскування й порції палива, що подаються насосом, однаковими в усіх циліндрах;

- надійно фільтрувати паливо перед його надходженням у насоси й форсунки.

Ці вимоги зумовлені тим, що на процес сумішоутворення в дизелі відводиться мало часу (близько 0,001 с), тому дуже важливо розпилити паливо на найдрібніші краплинки й рівномірно розподілити їх по всьому об'єму повітря в камері згоряння.

Паливо для дизелів має відповідати таким вимогам:

- добре прокачуватися, забезпечуючи безперебійну роботу паливоподавальної апаратури (тобто мати оптимальну в'язкість, певні низькотемпературні властивості, не містити води й механічних домішок);

- забезпечувати добре розпилювання, сумішоутворення й випаровування, а також швидке самозаймання, повне згоряння та м'яку роботу без димлення, що залежить від його хімічного складу, який оцінюється цетановим числом (показник займистості дизельного палива);

- не спричинювати підвищеного нагаро- й лакоутворення на клапанах, поршневих кільцях, поршнях, закоксування розпилювач;

- не спричинювати корозії резервуарів, баків та інших деталей двигуна (корозійність палива залежить від умісту в ньому кислот сірчистих сполук і води);

- бути стабільним під час транспортування й зберігання. В'язкість -- один із найважливіших показників якості дизельного палива. Від неї залежать однорідність складу робочої суміші, розпилюваність і випарність палива в циліндрі, надійність та довговічність паливної апаратури.

До важливих експлуатаційних характеристик дизельного палива належать його низькотемпературні властивості, які характеризують рухливість палива за мінусових температур. У дизельному паливі містяться парафінові вуглеводні, які за високої температури перебувають у розчиненому стані, а в разі зниження її викристалізовуються.

До системи живлення дизелів входять:

- паливний бак;

- фільтри грубої та тонкої очистки палива;

- паливопроводи;

- паливний насос високого тиску;

- всережимний регулятор частоти обертання;

- автоматична муфта випередження впорскування палива;

- форсунка;

- підкачувальні насоси.

Паливопроводами (див. рис. 2.1) низького тиску 2, 7, 11 і 13 паливо надходить до насоса високого тиску 12, який розміщено між рядами циліндрів. Відповідно до порядку роботи циліндрів дизеля насос 12 подає паливо паливопроводами 8 високого тиску до форсунок 6, розташованих у головках циліндрів. Форсунки розпилюють і впорскують паливо в камери згоряння. Паливопідкачувальний насос 10 подає до насоса 12 більше палива, ніж потрібно для роботи дизеля, тому надлишкове паливо, а з ним і повітря, що потрапило до системи, дренажними па-ливопроводами 17 і 20 відводяться з насоса 12 і фільтра тонкої очистки 18 назад у паливний бак. Паливо, що просочилося крізь зазор між корпусом розпилювача та голкою форсунки, зливається в бак паливопроводами 5, 15, і 21.

Рис. 2.1 Схема системи живлення дизеля: 1 -- паливний бак; 2, 5, 7, 8, 11, 13, 15, 17, 19--21 -- паливопроводи; 3 -- трійник; 4, 18-- фільтри відповідно грубої й тонкої очистки палива; 6-- форсунка; 9-- ручний підкачувальний насос; 10 -- паливопідкачувальний насос; 12 -- паливний насос високого тиску; 14 -- електромагнітний клапан; 16 -- факельна свічка

Паливний бак місткістю 125, 170 або 250 л має заливну горловину, яку обладнано висувною трубою із сітчастим фільтром. Горловина закривається герметичною кришкою. В нижній частині бака є кран для зливання відстою. Рівень палива можна контролювати за покажчиком, сигнали до якого надходять від рео-статного датчика, розташованого в баці.

Фільтр тонкої очистки остаточно очищає паливо перед його надходженням у насос високого тиску. Його встановлено в найвищій точці системи живлення для збирання й відведення в бак крізь спеціальний клапан-жиклер повітря, що потрапило до системи разом із частиною палива.

Паливопроводи високого тиску (понад 20 МПа) між насосом високого тиску й форсунками виготовлено зі сталевих трубок, кінці яких мають конус і притиснуті накидними гайками через шайби до конусних гнізд штуцерів насоса й форсунок. Щоб запобігти поломкам паливопроводів унаслідок вібрацій, їх кріплять скобами й кронштейнами.

Паливний насос високого тиску призначається для подавання в циліндри двигуна (через форсунки) в певні моменти часу потрібних порцій палива. Цей насос -- найскладніший вузол системи живлення дизеля.

Наддув. Для збільшення літрової потужності дизелів у деяких із них застосовують так званий наддув, тобто подачу в циліндри повітря на такті впускання під тиском, що створюється нагнітачем (компресором). При цьому кількість повітря, яке надходить у циліндри, збільшується, що дає змогу спалювати в них більше палива й таким чином підвищувати потужність дизеля.

На дизелях найчастіше застосовують газотурбінний наддув.

Газотурбінний наддув дає змогу збільшити літрову потужність дизеля до 15...18 кВт/л, тобто на 20...40 %, і застосовується для дизелів ЯМЗ-238Ф, КамАЗ-7403 та ін.

2.2. Перелік складових частин паливної системи дизельних двигунів сімейства СМД.

Таблиця 2.1.

№	Найменування запчастини	Номер запчастини
1.	Фільтр паливний грубої очистки в зборі	36-1105015Б
2.	Шайба пружинна	ШПН-8
3.	Болт	БНП-М8х20
4.	Кронштейн	14-1541
5.	Шайба пружинна	ШПН-10
6.	Болт	БНП-М10х35
7.	Прокладка	СМД7-1539
8.	Болт	БНП-М10х85
9.	Прокладка паливного насоса	54.15.434
10.	Насос паливний ЛСТН48510	В4.80.16.001
11.	Планка зажима	14-1598
12.	Гайка	ГУ-М8
Закінчення табл.. 2.1
13.	Болт	БНП-М8х25
14.	Трубка високого тиску в зборі	14-15С29А
15.	Паливопровід зливний в зборі	14-15С9-1А
16.	Фільтр тонкої очистки палива в зборі	СМД14-15С2-1
17.	Паливопровід зливний правий	14-15С10-1А
18.	Форсунка	В2.80.16.002А
19.	Болт	БНП-М10х16
20.	Планка зажима	14-1540
21.	Трубка від помпи до фільтра в зборі	СМД14-15С13А
22.	Паливопровід перепускання палива	14-15С15
23.	Болт кріплення	СМД7-1536
24.	Чашка із зливною трубкою в зборі	СМД14-15С11-1
25.	Трубка від фільтра грубої очистки до помпи	14-15С25-1
26.	Хомут	СМД14-1584
27.	Кронштейн паливного насоса	СМД14-1574
28.	Трубка від фільтра до насоса в зборі	14-15С14А
29.	Підкладка	14-1567
30.	Кронштейн кріплення трубок високого тиску	14-1596
31.	Прокладка	СМД7-1591
32.	Болт затискний	СМД7-1590
33.	Підкладка	14-1597
34.	Шайба	Н-5480
35.	Шайба замкова	14-1599
36.	Болт	БНП-М10х25

2.3 Метод регулювання початкового тиску в нагнітальній магістралі паливної системи дизелів

Поліпшення показників дизеля часто зв'язують з удосконалюванням системи паливоподачі.

На даному етапі розвитку вітчизняного дизелебудування роботи зі створення систем паливоподачі ведуться по двох напрямках: розробка вітчизняної акумуляторної системи типу “Common Rail” і модернізація традиційних систем паливоподачі. Останній шлях досить перспективний через величезний досвід, напрацьований в нашій країні. Створення ж акумуляторних систем зв'язано з рядом об'єктивних труднощів.

Один з параметрів, за яким оцінюють роботу дизельних систем паливоподачі, -- залишковий тиск Р_іст у нагнітальній магістралі. Як відомо, залишковий тиск після чергового циклу упорскування є початковим Р_нач для наступного циклу. При цьому вимоги до величин Р_іст і Р_нач носять суперечливий характер. Так, при завершенні циклу упорскування доцільно провести розвантаження нагнітальної магістралі, тобто знизити Р_іст. У той же час інтенсивність початкової фази упорскування істотно залежить від величини Р_нач і тим вище, чим вище Р_нач.

Створення початкових умов для наступного циклу важливо з погляду інтенсифікації процесу паливоподачі. Підвищення Р_нач сприяє збільшенню циклової подачі, кута випередження упорскування, швидкості подачі палива в початковій фазі. При цьому вдається трохи трансформувати закон подачі. Наприклад, фаза максимального тиску зміщається до початку упорскування. Крім того, регулювання Р_нач приводить до більш стабільної циклової подачі, а також підвищує рівномірність паливоподачі по циліндрах. Таким чином, зазначені особливості систем з регулюванням початкового тиску дозволяють підвищити силові, екологічні й економічні показники дизеля. Збільшується коефіцієнт пристосовності дизеля. Так, моделювання несталих режимів роботи при Р_нач, рівному 4,5 і 10 МПа, показало, що час розвантажування знижується на 16%.

Найбільший інтерес представляють системи активного циклу, коли енергія для створення підвищеного початкового тиску створюється або штатним паливним насосом високого тиску, або спеціальним насосом. У будь-якому випадку, найчастіше, паливо подається спочатку в акумулятор.

Заслуговують на увагу методи інтенсифікації паливоподачі шляхом швидкісного форсування насоса високого тиску. В умовах чотиритактного дизеля зручним виявилося подвоєння швидкості обертання вала насоса. Так, для дизеля Д-144 у цьому випадку тривалість подачі палива зменшується c 20 град. при штатній системі до 15 град. при форсованої, а середній тиск упорскування зростає з 15 МПа до 26.

При однаковій швидкості обертання колінчатого вала і вала насоса додатковий хід плунжера пропонується використовувати для формування початкових умов у нагнітальній магістралі.

Була створена система паливоподачі, у якій початковий тиск визначається тривалістю відкритого стану пропускного клапана, встановленого в нагнітальній магістралі. Заповнюється нагнітальна магістраль при додатковому ході плунжера. Керування пропускним клапаном здійснюється сигналами, формованими в електронному блоці. Застосування електронних елементів ускладнює систему і підвищує її собівартість. Крім того, частотні характеристики вітчизняних електромагнітних клапанів не дозволяють використовувати них як виконавчі механізми. У цьому випадку пропускний клапан являє собою електрогідравлічний пристрій.

З метою спрощення системи і підвищення її надійності пропонується пристрій 1, що доповнює штатний насос високого тиску 2 (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Конструктивна схема системи паливоподачі: 1 - розподільчий пристрій; 2 - ПНВТ; 3 - вал ПНВТ; 4- колінчастий вал; 5 - лінія низького тиску; 6 - форсунка; 7 - лінія високого тиску; 8 - нагнітальна магістраль; 9-лінія підживлення; 10 - зворотній клапан; 11 - бак

Кулачковий вал насоса 3 приводиться колінчатим валом 4 двигуни з передатним відношенням 1:1. Система включає лінію низького тиску 5, форсунку 6. Розподільний пристрій 1 з'єднаний з лінією високого тиску паливного насоса (ПНВТ) 7. Привод розподільного пристрою 1 здійснюється кулачковим валом 3 з передатним відношенням 1:2. Розподільний пристрій 1 зв'язаний з форсункою 6 нагнітальною магістраллю 8, а також лінією підживлення 9, у якій установлений зворотний клапан 10.

Розподільний пристрій 5 виконаний трьохпозиційним (рис. 2.3). Порожній вал 1 розміщений щодо корпуса 2 таким чином, що при перекритті розподільного отвору 3 з нагнітальним отвором 4 порожнина 5 заповнюється паливом, що нагнітається ПНВТ (рис. 2.3, а), у результаті чого паливо через отвори 3 і 4 надходить до форсунки 6 по нагнітальній магістралі 7. Відбувається робочий цикл упорскування. Зворотний клапан 8 роз'єднує магістраль 7 і лінію підживлення 9.

Унаслідок співвідношення кутових швидкостей кулачкового вала ПНВТ і вала розподільного пристрою 1:2 у момент сполучення розподільного отвору 3 і дросселирующего отвору 10 порожнина 5 знову заповнена паливом, що порозумівається швидкісним форсуванням кулачкового вала ПНВТ, тобто додатковим ходом плунжера (рис. 2.3, б). Паливо з порожнини 5 надходить у нагнітальну магістраль 7 через лінію підживлення 9, тому що зворотний клапан 8 відкритий.

Прохідний переріз дроселюючого отвору 10 визначає рівень Р_нач і може змінюватися автоматично в залежності від режиму роботи дизеля.

Третє положення вала 1 служить для розвантаження порожнини 5 за допомогою пропускного отвору 12 перед черговим основним ходом плунжера паливного насоса (рис. 2.3, в).

Таким чином, пропонована система паливоподачі поєднує два способи інтенсифікації процесу паливоподачі: подвоєння швидкості обертання вала насоса і формування початкових умов у нагнітальній магістралі.

Рис. 2.3. Положення вала розподільного пристрою при чотиритактному робочому циклі: а) - положення I (основний хід плунжера ПНВТ); б) - положення II (додатковий хід плунжера ПНВТ); в) - положення III (розвантаження розподільного пристрою перед черговим основному ході плунжера) 1 - вал розподільного пристрою; 2 - корпус; 3 - розподільний отвір; 4 - нагнітальний отвір; 5 - порожнина високого тиску; 6 - форсунка; 7 - нагнітальна магістраль; 8 - зворотний клапан; 9 - лінія підживлення; 10 - дроселюючий отвір; 11 - лінія низького тиску; 12 - пропускний отвір; 13 - бак

2.4. Технологічний процес визначення діагностичних параметрів ПНВТ паливної системи

2.4.1 Перевірка насоса на герметичність і тиску відкривання нагнітальних клапанів

Для перевірки герметичності насоса його встановлюють на без-моторний стенд і з'єднують з валом стенда /КИ-22205/. До підвідного штуцера головки насоса приєднують паливопровід високого тиску із гумовотканинного рукава, який в свою чергу з'єднують із штуцером VІ cтенда, перепускний штуцер глушать пробкою. При цьому паливопроводи високого тиску повинні бути від'єднані від насоса. Дросель стенда повертають у напрямі "відкрито" поворотом маховичка дроселя проти годинникової стрілки і включають насос високого тиску стенда. Після цього йому дають попрацювати 1...2 хв, а потім за допомогою дроселя створюють тиск від 0,5 до, 2,5 МПа, при цьому кулачковий вал насоса має бути встановлений у таке положення, щоб плунжери перекривали впускні отвори втулок (відсутнє витікання палива зі штуцерів секцій), При тиску 2,5 МПа в головці насоса не повинно бути підтікань палива з насоса або запотівання корпусу насоса. У разі наявності підтікань підтягують штуцери нагнітальних клапанів, а при запотіванні корпусу або ж неможливості ліквідувати підтікання - насос направляють в ремонт.

Для перевірки стану нагнітальних клапанів від насоса слід від'єднати трубопроводи високого тиску тієї секції, яка перевіряється. Поворотом кулачкового вала плунжер секції, яка перевіряється, ставлять у положення впуску. Включають насос високого тиску стенда і за допомогою дроселя плавно збільшують тиск у головці насоса до моменту початку витікання палива із штуцере секцій. Тиск, при якому починає витікати паливо, і є тиском відкривання нагнітального клапана.

2.4.2. Перевірка стану плунжерних пар

Стан плунжерних пар перевіряють безпосередньо на паливному насосі встановленому на стенді.

До штуцера секції, яка перевіряється, приєднують максиметр або відрегульовану на необхідний тиск форсунку. Дозуючий елемент насоса встановлюють у положення максимальної подачі, і на малих частотах обертання спостерігають за вприскуванням через форсунку. Якщо плунжерна пара розвиває тиск ЗО МПа, то вона придатна для використання в насосі. Плунжерні пари контролюють способом, який передбачає визначення їх спрацювання за коефіцієнтом подачі.

Коефіцієнт подачі Кп - відношення кількості палива, що пройшло через форсунку на номінальних обертах, до кількості палива, поданого секцією через трубопровід високого тиску при знятій форсунці в тому самому режимі. Придатними до роботи е плунжерні пари, для яких Кп ? 0,75.

2.4.3. Визначення нерівномірності подачі палива по секціях і її регулювання

Максимальна потужність, яку розвиває двигун, і мінімальна токсичнієть відпрацьованих газів при найкращій економічності можливі ли-ше в тому разі, коли паливна апаратура працює нормально і насосні секції подають однакову кількість палива в циліндри двигуна. Тому кожний паливний насос високого тиску /ПНВТ/ перед його встановленням им двигун перевіряють на нерівномірність подачі палива по секціях, а у разі потреби - регулюють.

Основним параметром регулятора є частота обертання вала насоса, при якій регулятор починає зменшувати подачу палива насосом. Ця частота називається частотою початку спрацювання регулятора. Настроюючи регулятор, необхідно досягти того, щоб при частоті обертання вала насоса 72 - 10 об/хв і важеля керування регулятором у положенні максимальної подачі гвинт вилки відходив від призми валика збагачувача (регулятор типу РВ насосів ТН), регулювальна гайка - від площини пружини коректора (Д-108, Д-160). Основний важіль відривався від площини головки болта номінальної подачі (УТН), рейка рухалась (ЯМЗ) або важіль коректора відходив від штока коректора (НД). При цьому подача насоса зменшується на 10...15% порівняно з номінальною. Якщо регулятор починає спрацьовувати при іншій частоті обертання, то її регулюють гвинтом обмеження максимальної частоти обертання, розміщеним на корпусі регулятора.

Характеристики насоса за тиском початку вприскування палива являють собою залежність подачі палива насосом від тиску початку вприскування палива форсункою. Цю залежність дістають при постійно-му положенні рейки паливного насоса і номінальній частоті обертання кулачкового вала.Перед початком випробувань насоса для отримання - характеристик для тиску початку вприскування на приладі КИ-22203 перевіряють і регулюють форсунки на тиск початку вприскування 7,5 МПа. Встановлюють форсунки на стенд КИ-22205, дають йому попрацювати 2...3 хв при новій подачі палива і номінальній частоті обертання вала насоса. Вмикають стенд для вимірювання подачі палива і визначають кількість палива, що подається форсунками за 100 циклів. Знаходять середню подачу по насосу. Далі підвищують тиск вприскування на 2,5 МПа і знову виконують вимірюівання. Останній дослід проводять при тиску 17,5 МПа.

2.4.4. Перевірка паливопідкачувального насоса

Паливопідкачувальний насос перевіряють на дизельному паливі в"язкістю 4,5...6,2 мм/с на подачу палива і тиск, який створює на-сос, за допомогою стендів типу КИ-22205.

Хід поршня паливопідкачувального насоса і насоса ручного під-качування має бути плавним, без заїдань по всій довжині. Штовхач повинен вільно переміщуватися під дією пружини в початкове положення, а його ролик - обертатися вільно без заклинювання. Необхідно, щоб кільцевий виток пружини спирався на опорну поверхню в заглибленні поршня по всьому кругу.

2.4.5. Перевірка насоса на герметичність і тиску відкривання нагнітальних клапанів

Для перевірки герметичності насоса його встановлюють на без-моторний стенд і з'єднують з валом стенда /КИ-22205/. До підвідного штуцера головки насоса приєднують паливопровід високого тиску із гумовотканинного рукава, який в свою чергу з'єднують із штуцером VІ cтенда, перепускний штуцер глушать пробкою. При цьому паливопроводи високого тиску повинні бути від'єднані від насоса. Дросель стенда повертають у напрямі "відкрито" поворотом маховичка дроселя проти годинникової стрілки і включають насос високого тиску стенда. Після цього йому дають попрацювати І...2 хв, а потім за допомогою дроселя створюють тиск від 0,5 до, 2,5 МПа, при цьому кулачковий вал насоса має бути встановлений у таке положення, щоб плунжери перекривали впускні отвори втулок (відсутнє витікання палива зі штуцерів секцій), При тиску 2,5 МПа в головці насоса не повинно бути підтікань палива з насоса або запотівання корпусу насоса. У разі наявності підтікань підтягують штуцери нагнітальних клапанів, а при запотіванні корпусу або ж неможливості ліквідувати підтікання - насос направляють в ремонт.

Для перевірки стану нагнітальних клапанів від насоса слід від'єднати трубопроводи високого тиску тієї секції, яка перевіряється. Поворотом кулачкового вала плунжер секції, яка перевіряється, ставлять у положення впуску. Включають насос високого тиску стенда і за допомогою дроселя плавно збільшують тиск у головці насоса до моменту початку витікання палива із штуцера секцій.

2.5 Вимоги щодо зберігання дизельних двигунів сімейства СМД

Багаторічна збережуваність дизеля, економія матеріальних засобів і грошових витрат на ремонт і підготовку виробу до роботи забезпечується при строгому дотриманні правил збереження дизеля в неробочий час.

Збереження дизеля незалежно від часу року повинне проводитись відповідно до вимог ДСТ 7751-79. При тривалому збереженні трактор із установленим на ньому дизелем треба поставити в закрите приміщення або під навіс.

Підготовка дизеля до збереження повинна бути завершена не пізніше 10 днів з моменту закінчення польових робіт.

При підготовці дизеля до тривалого збереження зробіть наступні роботи:

очистіть дизель від пилу і бруду;

злийте олію з картера дизеля, корпуса паливного насоса і корпуса редуктора пускового двигуна;

промийте масляну центрифугу і масляний фільтр турбокомпресора;

залийте в картер дизеля, корпус паливного насоса і корпус редуктора консерваційну олію К-17 ДСТ 10377-76 або свіжу збезводнену моторну олію з 5% присадки АКОР-1 ДСТ 15171-78;

зніміть форсунки і через отвори залийте в кожен циліндр дизеля 50-70 мл консервационного олії К-17 або свіжої збезводненої моторної олії з 5% присадки АКОР-1;

змажте розпилювачі форсунок мастилом, що консервує, і поставте форсунки на місце;

запустіть пусковий двигун і, не включаючи подачі палива, прокрутите колінчатий вал дизеля до появи тиску олії в системі;

заглушіть пусковий двигун, злийте конденсат з картера пускового двигуна, виверніть свічу запалювання і залийте в отвір 40 м консервационного олії К-17 або збезводненої моторної олії з присадкою АКОР-1,

проверніть вал пускового двигуна включенням стартера на 5 с і уверніть свічу. Для дизеля з електро- стартерним пуском після заливання консервационного олії в картер циліндра прокрутіть колінчатий вал без подачі палива. Включення стартера робите не більш трьох разів тривалістю до 15 с. Інтервал, між включеннями 1-2 хв;

злийте воду із системи охолодження;

заповните паливні баки паливом. Допускається при відсутності палива (або ступеня заповнення їм менш 15% обсягу бака) захист паливних баків від корозії робити за допомогою інгібіторів;

промийте паливні фільтри;

заповните паливну систему паливом;

зніміть кришку оглядового вікна картера муфти зчеплення, змажте консервационным олією К-17 деталі механізму вимикання і поставте кришку на місце;

протріть насухо чистою серветкою контакти і клеми агрегатів електроустаткування і змажте їхнім змащенням ПВК або технічним вазеліном, нагрітим до стану плинності;

протріть насухо ремені і шланги до повного видалення палива, що потрапили на них, і змащення, послабте натяг ременів;

видалите корозію, що з'явилася на деталях, підфарбуйте місця ушкодження або змажте їхнім 

змащенням, що консервує;

обгорніть поліетиленовою плівкою або надягніть поліетиленові чохли і щільно обв'яжіть шпагатом сапун, випускну трубу дизеля і пускового двигуна, моноциклон повітряочисника (для тракторних дизелів і дизеля СМД-64)

Під час збереження не рідше одного разу на місяць провертайте колінчатий вал дизеля на кілька обертів.

У випадку збереження трактора або комбайна під навісом або на відкритої, площадці додатково зніміть з дизеля і здайте на зберігання генератор, электростартер, магнето і карбюратор, а також ремені вентилятора, генератора і компресора. Усі місця установки складальних одиниць закрийте дерев'яними заглушками або кришками; на зняті складальні одиниці прикріпіть бирки з указівкою номера дизеля.

У випадку збереження трактора або комбайна на відкритій площадці накрийте дизель захисним чохлом.

Не можна зберігати в одному приміщенні з дизелем і запасними частинами кислоти, солі, луги, акумуляторні батареї, інші речовини і вироби, здатні викликати корозію металів.

При нетривалому збереженні трактора або комбайна на відкритій площадці або під навісом, викликаному непогодою, відсутністю роботи або наявністю несправності, виконаєте наступні роботи:

очистите дизель від пилу і бруду;

змажте всі місця, що підлягають змащенню;

обгорніть і щільно обв'яжіть шпагатом сапун, випускну трубу дизеля і пускового двигуна, моноциклон повітряочисника (для тракторних дизелів і дизеля СМД-64 комбайна КС-6).

У період заморозків злийте воду із системи охолодження.

Перед пуском трактора або комбайна в роботу виконаєте наступні операції: видалите плівку, парафіновану папір і заглушки з упакованих деталей дизеля; видалите змащення з зовнішніх законсервованих поверхонь; зніміть форсунки з дизеля і промийте в бензині розпилювача (не знімаючи з форсунок). При необхідності прочистите соплові отвори розпилювача пристосуванням ИФ02-З1; злийте консервационное олія К-17 з картера дизеля, корпуса паливного насоса і корпуса редуктора; залийте в картер дизеля, корпус паливного насоса і корпус редуктора свіжа олія. При консервації дизеля моторною олією з присадкою АКОР-1 зазначену олію зливати не слід; на ньому можна працювати до чергової заміни олії дизеля за умови, що за період збереження в картері не зібрався конденсат води, У противному випадку олія необхідно злити; змажте всі місця підмети змащенню; заправте паливні баки паливом, а систему охолодження водою; установите на дизель зняті на період збереження агрегати і складальні одиниці; проверніть колінчатий вал дизеля на кілька обертів. Переконавшись в нормальному обертанні колінчатого вала і наявності тиску олії в системі, приступайте до пуску дизеля.

У такій же послідовності проводиться підготовка до пуску нових дизелів і дизелів, що надійшли з капітального ремонту.

Розділ 3. АНАЛІЗ ТА РОЗРАХУНОК ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ ПАЛИВНОЇ СИТЕМИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА

3.1 Вихідні дані для розрахунку показників безвідмовності

Паливна і масляна системи двигуна являють собою складний електромеханічний комплекс, призначенням якого є надійне живлення паливом і олією двигунів в очікуваних умовах експлуатації, що є одним з найважливіших факторів забезпечення ефективної роботи. У процесі експлуатації дизельного двигуна мають місце відмови і несправності агрегатів цих функціональних систем, що знижує рівень їхньої надійності. Важливим фактором визначення шляхів підвищення рівня надійності цих систем і ефективності їхнього використання є всебічний аналіз найбільш характерних експлуатаційних відмов, а також проведення на основі цього аналізу конструктивного удосконалення паливної і масляної систем, їхніх вузлів і агрегатів, що не володіють достатньою надійністю.

У магістерській роботі аналізуються статистичні дані про відмови і несправності паливної (ПС) системи дизельного двигуна. Дані про відмови і несправності по функціональних системах і по його ПС і системи мащення зведені в таблиці 3.1 і 3.2 відповідно.

У розрахунку надійності прийнято, що парк машин складається з десяти однотипних тракторів.

Таблиця 3.1

Розподіл відмов і несправностей по функціональних системах машини

№ п\п	Система машини	Кількість відмов і несправностей, одиниць	Розподіл відмов і несправностей систем, %
1	Паливна система	70	20
2	Шасі	64	18,6
3	Силова установка	62	18
4	Система мащення	45	13
5	Трансмісія	29	8,5
6	Органи керування	28	8,0
7	Система пуску	22	6,5
8	ВВП	11	3,0
9	Гідросистема	7	2,0
10	Підвіска	5	1,5

Таблиця 3.2.

Статистичні дані про відмови і несправності по агрегатах ПС

Агрегат паливної системи	Наробіток до відмови, мото-годин	Зовнішній прояв відмови або несправності
Паливний насос ЛСТН48510	520; 1475; 1681; 1795; 2115; 2711; 2970; 3400; 3817; 4100; 4514; 4815; 5310; 5650; 5961; 6100; 6720; 6950; 7450; 7712; 7911	Відсутність сигналізації роботи насоса; Відключення насоса.
Насос паливопідкачувальний	490; 610; 859; 990; 1160; 1350; 1620; 1620; 1840; 2270; 2625; 3120; 3365; 3890; 4210; 4315; 4410; 4545; 5260; 5480; 5870	Немає сигналізації роботи. Підтікання палива. Сторонній шум.
Фільтр тонкої очистки палива СМД 14-15С2-1	350; 510; 840; 1250; 1675; 2180; 2615; 3245; 3800; 4470; 4970; 5610; 6320; 6650; 6850; 7000	Стружка на фільтрі тонкого очищення. Розрегулювання редукційного клапана. Відмови в роботі.
Закінчення табл. 3.2
Паливні баки і трубопроводи	415; 620; 590; 860; 940; 1010; 1100; 1190; 2240; 2260; 2310; 2400; 2450; 2485; 2515; 2560; 2630; 2640; 2680; 3020; 3110; 3190	Негерметичність з'єднань і ущільнень.
Форсунка В2.80.16.002А	800; 1100; 1250; 1460; 1585; 1790; 2100; 2350; 2580; 3000; 3450; 3790; 3950; 4200; 4700; 5000	Функціональна відмова. Внутрішня негерметичність. Підтікання.
Фільтр грубої очистки палива 36-1105015Б	70; 110; 180; 260; 340; 450; 680; 800	Засмічення, ушкодження фільтруючого елемента
Перепускний паливо провід 14-15С15	300; 600; 1000; 1200; 1800; 2100; 2650; 3300; 4000; 5300; 5900; 6200	Зовнішня негерметичність.
Зворотній клапан	500; 1000; 1500; 1900; 2300; 2800; 3200; 3700; 3900; 4000; 4850	Зовнішня негерметичність. Заїдання.
Регулятор частоти обертання колінчастого валу	1200; 1650; 1670; 1800; 2200; 2700; 2750; 2900; 3150; 3470; 3700; 3900; 4300; 5000	Високі оберти, сталева стружка в паливі. Підтікання палива.
Автомат дозування палива	340; 680; 920; 1300; 1350; 1440; 2100; 2120; 2200; 2270; 2400; 2500; 2650; 2700; 3000; 3100; 3150; 3340; 3480; 3690; 3800; 4000; 4150; 4400	Підтікання палива з під фланця гвинта. Перебої частоти при запуску.

3.2 Попередня оцінка безвідмовності

По формулі (3.1) визначаємо умовну імовірність безвідмовної роботи кожного агрегату:

; (3.1)

де n_i - кількість відмов даного агрегату;

k - кількість агрегатів у системі, k = 10;

= 170; в інтервалі наробітків Т = 0 до 4000 мото-годин.

Результати розрахунків умовних імовірностей відмов агрегатів паливної зводимо в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3.

Умовні імовірності відмовлень агрегатів ПС

№ п\п	Найменування агрегату	Кількість відмов агрегатів Т=04000 м.годин	Умовна імовірність відмови
1	Паливний насос ЛСТН48510	33	0.194
2	Насос паливопідкачувальний	22	0.129
3	Фільтр тонкої очистки палива СМД 14-15С2-1	7	0.041
4	Паливні баки і трубопроводи	10	0.059
5	Форсунка В2.80.16.002А	14	0.082
6	Фільтр грубої очистки палива 36-1105015Б	9	0.053
Закінчення табл. 3.3
7	Перепускний паливопровід 14-15С15	10	0.059
8	Зворотній клапан	29	0.170
9	Регулятор частоти обертання колінчастого валу	12	0.070
10	Автомат дозування палива	23	0.135

3.3 Складання структурної схеми паливної системи

Для проведення аналізу системи необхідно розробити структурну схему з обліком послідовного і паралельного з'єднання на базі принципової схеми паливної системи.



Рис. 1.1. Укрупнена схема структурна схема:

1, 2, 3 - блоки елементів паливної системи

Після аналізу можливих відмов системи через відмов або несправності окремих елементів, складемо деталізовану структурну схему паливної системи, що представлена на рис. 1.2.

1_I ; 1_II - баки;

2_I; 2_II - паливний насос ЛСТН48510;

3_I,II ; 5_I,II ; 7_I,II - зворотні клапани;

4_I,II ; 6_I,II - насос паливопідкачувальний;

8_I,II - перепускний паливопровід 14-15С15;

1_III - форсунка В2.80.16.002А;

2_III - фільтр грубої очистки палива 36-1105015Б;

3_III - БНК 10И;

4_III - фільтр тонкої очистки палива СМД 14-15С2-1;

5_III - регулятор частоти обертання колінчастого валу;

6_III - автомат дозування палива.

Рис.1.2. Структурна схема паливної системи

3.4. Розрахунок інтенсивності відмов і імовірності безвідмовної роботи агрегатів паливної системи

Відповідно до умов одержання експериментальних даних:

число виробів під спостереженням незмінне;

відмови виробів заміняються новими;

спостереження ведуться до наробітку часу Т;

вибираємо план спостереження [NRT].

Для зменшення впливу другорядних факторів на інтенсивність відмов з обліком обраного експоненціального закону розподілу, при якому (t) = const, у якості постійної візьмемо середнє арифметичне значення _порівн по інтервалах, підрахована по формулі:

; (3.2)

Імовірність безвідмовної роботи агрегатів визначимо по формулі:

; (3.3)

Далі по формулах (3.4) і (3.5) визначимо верхню і нижню границю інтервалу, що відоме значення _порівн покриває з наперед заданою довірчою імовірністю.

 (3.4)

(3.5)

де: = 0.9 - довірча імовірність;

- квантиль х² розподіл значення ;

2ч визначаємо по таблиці значень [10];

ч - число відмовлень за інтервал t;

- визначаємо по формулі (3.3).

Розрахунок інтенсивності відмов, імовірності безвідмовної роботи агрегатів робимо по формулах (3.2)....(3.5), Дані для розрахунку і результати розрахунку ((t) зведені в таблиці.

Таблиця 3.4.

Розрахунок інтенсивності відмов паливного насоса ЛСТН48510

Показник	Інтервал наробітку, год
	520-1998	1998-3476	3476-4954	4954-6432	6432-7911
Кількість відмов, r(t)	4	4	4	6	5
Число агрегатів під спостереженням, N	20	20	20	20	20
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	13.5	13.5	13.5	20.3	15.9

t_min = 520 год; t_max = 7911год, t = 1478год

_порівн = 14.3 *10 ;

Р(t) = 0.999857;

де = 61.3; = 29.1.

_н = 9.05* 10^-5год^-1 ; _у = 19.06 *10^-5год^-1.

Таблиця 3.5

Розрахунок інтенсивності відмов насоса паливопідкачувального

Показник	Інтервал наробітку, год
	490-1566	1566-2642	2642-3718	3718-4794	4794-5870
Кількість відмов, r(t)	6	4	2	5	3
Число агрегатів під спостереженням, N	40	40	40	40	40
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	13.9	9.3	4.6	11.6	6.9

де t_min = 490 год; t_max = 5870 год, t = 1076год

_порівн = 8.26 *10 ;

Р(t) = 0.999917;

де = 55.6; = 26.6.

_н = 5.5* 10^-5год^-1 ; _у = 11.5 *10^-5год^-1.

Таблиця 3.6

Розрахунок інтенсивності відмов фільтра тонкої очистки палива СМД 14-15С2-1

Показник	Інтервал наробітку, год
	350-1680	1680-3010	3010-4340	4340-5670	5670-7000
Кількість відмов, r(t)	5	2	2	3	4
Число агрегатів під спостереженням, N	20	20	20	20	20
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	18.8	7.5	7.5	11.3	15.0

де t_min = 350 год; t_max = 7000 год, t = 1330 год

_порівн = 12.06 *10 ;

Р(t) = 0.999879;

де = 42.6; = 19.5.

_н = 7.34* 10^-5ч^-1 ; _у = 16.05 *10^-5ч^-1.

Таблиця 3.7

Розрахунок інтенсивності відмов паливних баків і трубопроводів

Показник	Інтервал наробітку, год
	415-970	970-1525	1525-2080	2080-2635	2635-3190
Кількість відмов, r(t)	5	3	0	9	5
Число агрегатів під спостереженням, N	60	60	60	60	60
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	15.0	9.0	0	27.0	15.0

де t_min = 415 год; t_max = 3190 год, t = 555год

_порівн = 13.2 *10 ;

Р(t) = 0.999868;

де = 60.5; = 28.3.

_н = 8.5* 10^-5ч^-1 ; _у = 18.2 *10^-5ч^-1.

Таблиця 3.8.

Розрахунок інтенсивності відмов форсунки В2.80.16.002А.

Показник	Інтервал наробітку, год
	800-1640	1640-2480	2480-3320	3320-4160	4160-5000
Кількість відмов, r(t)	5	3	2	3	3
Число агрегатів під спостереженням, N	20	20	20	20	20
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	29.0	17.8	11.9	17.8	17.8

де t_min = 800 год; t_max = 5000 год, t = 840 год

_порівн = 18.9 *10 ;

Р(t) = 0.999811;

де = 42.6; = 19.5.

_н = 11.5* 10^-5ч^-1 ; _у = 25.2 *10^-5ч^-1.

Таблиця 3.9.

Розрахунок інтенсивності відмов фільтра грубої очистки палива 36-1105015Б.

Показник	Інтервал наробітку, год
	76-216	216-362	362-508	508-654	654-800
Кількість відмов, r(t)	3	2	1	0	2
Число агрегатів під спостереженням, N	40	40	40	40	40
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	26.1	17.4	8.7	0	17.4

де t_min = 70 год; t_max = 800 год, t = 164 год

_порівн = 17.2 *10 ;

Р(t) = 0.999828;

де = 27.2; = 8.1.

_н = 8.7* 10^-5ч^-1 ; _у = 29.2 *10^-5ч^-1.

Таблиця 3.10

Розрахунок інтенсивності відмов перепускного паливопровода 14-15С15.

Показник	Інтервал наробітку, год
	500-1370	1370-2240	2240-3110	3110-3980	3980-4850
Кількість відмов, r(t)	2	2	2	3	2
Число агрегатів під спостереженням, N	60	60	60	60	60
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	3.8	3.8	3.8	5.7	3.8

де t_min = 500 год; t_max = 4850 год, t = 870 год

_порівн = 4.18 *10 ;

Р(t) = 0.999958;

де = 33.9; = 12.2.

_н = 2.3 * 10^-5ч^-1 ; _у = 6.4 * 10^-5ч^-1.

Таблиця 3.11

Розрахунок інтенсивності відмов автомата дозування палива.

Показник	Інтервал наробітку, год
	1200-1960	1960-2720	2720-3480	3480-4240	4240-5000
Кількість відмов, r(t)	4	2	4	2	2
Число агрегатів під спостереженням, N	20	20	20	20	20
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	26.2	13.1	26.2	13.2	13.1

де t_min = 1200 год; t_max = 5000 год, t = 760 год

_порівн = 18.4 *10 ;

Р(t) = 0.999816;

де = 41.3; = 16.8.

_н = 11.0 * 10^-5ч^-1 ; _у = 27.14 * 10^-5ч^-1.

Таблиця 3.12.

Розрахунок інтенсивності відмов регулятора частоти обертання колінчастого валу

Показник	Інтервал наробітку, год
	300-1480	1480-2660	2660-3840	3840-5020	5020-6200
Кількість відмов, r(t)	4	3	1	1	3
Число агрегатів під спостереженням, N	10	10	10	10	10
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	33.9	25.4	8.5	8.5	25.4

де t_min = 300 год; t_max = 6200 год, t = 1180 год

_порівн = 20.4 *10 ;

Р(t) = 0.999796;

де = 37.5; = 14.1.

_н = 12.0 * 10^-5ч^-1 ; _у = 31.8 * 10^-5ч^-1.

Таблиця 3.13

Розрахунок інтенсивності відмов зворотніх клапанів

Показник	Інтервал наробітку, год
	340-1152	1152-1964	1964-2776	2776-3588	3588-4400
Кількість відмов, r(t)	3	3	8	5	5
Число агрегатів під спостереженням, N	20	20	20	20	20
Інтенсивність відмов, (ti),r-1*10-5	18.5	18.5	49.2	30.7	30.7

де t_min = 340 год; t_max = 4400 год, t = 812 год

_порівн = 29.5 *10 ;

Р(t) = 0.999705;

де = 64.3; = 31.5.

_н = 19.3 * 10^-5ч^-1 ; _у = 39.5 * 10^-5ч^-1.

3.5 Розрахунок імовірності безвідмовної роботи системи в цілому

З огляду на характер з'єднання агрегатів паливної системи і користуючись формулами для визначення безпеки груп послідовно з'єднаних елементів:

P(t) = P₁(t) * P₂(t) * P₃(t)………...P_n(t) (3.6)

або групи паралельно з'єднаних агрегатів

P(t) = 1 - [1 - P₁(t)] [1 - P₂(t)]……..[1 - P_n(t)] (3.7)

Зробимо обчислення імовірності безвідмовної роботи блоків і системи в цілому.

Користуючись формулами (3.6) і (3.7) складемо вираз імовірності безвідмовної роботи 1-го блоку, з огляду на те, що P_3I = P_5I = P_7I; P_4I = P_6I

P_I = P₁ P₈ [1 - [1 - P₂ P₃] [1 - P₃ P₄]² ] (3.8)

де: P₁ - імовірність безвідмовної роботи баків, P₁ = 0.999868;

P₂ - імовірність безвідмовної роботи паливного насоса ЛСТН48510, P₂ = 0.999857;

P₃ - імовірність безвідмовної роботи зворотних клапанів, P₃ = 0.999958;

P₄ - імовірність безвідмовної роботи фільтра тонкої очистки палива СМД 14-15С2-1, P₄ = 0.999917;

P₈ - імовірність безвідмовної роботи форсунки В2.80.16.002А, P₈ = 0.999796.

Підставимо у вираз (3.8) значення, одержимо P_I = 0.999654.

Для другого блоку, з огляду на, що P_3II = P_5II = P_7II і P_4II = P_6II, одержимо наступне вираження імовірності безвідмовної роботи:

P_II = P₁ [1 - [1 - P₂ P₃] [1 - P₃ P₄]²] (3.9)

де: P₁ , P₂ , P₃ , P₄ див. формулу (3.8).

Підставимо чисельні значення в (3.9), одержимо: P_II = 0.999858.

Для третього блоку, відповідно до формули (3.6) маємо:

P_III = P₁ * P₂ * P₃ * P₄ * P₅ * P₆ (3.10)

де: P_i - імовірність безвідмовної роботи;

P₁ - перепускний паливопровід 14-15С15, P₁ = 0.999811;

P₂ - фільтри грубого очищення, P₂ = 0.999828;

P₃ - паливопідкачуючий насос, P₃ = 0.999879;

P₄ - фільтри тонкого очищення, P₃ = 0.999828;

P₅ - насоса датчика, P₅ = 0.999816;

P₆ - автомата дозування палива, P₆ = 0.999705.

Підставимо в (3.10) чисельні значення, одержимо:

P_III = 0.998867.

Імовірність безвідмовної роботи системи в цілому визначимо по формулі (3.11)

Р_сист = P_III [1 - [1 - P_I] [1 - P_II]] (3.11)

P_сист = 0,998866.

Висновки

Порівняльний аналіз показників безвідмовності агрегатів паливної системи дизельного двигуна показує, що найменш надійними в роботі є наступні агрегати:

- насос паливопідкачувальний.

- фільтри грубого і тонкого очищення палива;

- паливо- та трубопроводи;

- регулятор частоти обертання колінчастого валу.

У цілому ж паливна система має досить високий рівень надійності Р_сист = 0,998866.

Розділ 4. Моделювання потреби в капітальному ремонті агрегатів ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ЗОНИ РЕМОНТУ ПІДПРИЄМСТВА

4.1 Особливості розробки математичних моделей у рішенні задач технічної експлуатації машин

Рішення багатьох інженерних і наукових задач технічної експлуатації машин найбільше ефективно може бути отримане на підставі розробки математичних моделей досліджуваних процесів. До числа таких задач відносяться:

- розрахунок ресурсів агрегатів, вузлів, деталей;

- визначення міжремонтних напрацювань машин, їх агрегатів і систем;

- розрахунок нормативів часу і трудових витрат на проведення ТО і ремонтів і їх коректування в залежності наробітку з початку експлуатації, природно-кліматичних умов, умов експлуатації й інших факторів;

- розрахунок оптимальних періодичностей (пробігу) ТО і діагностування і також їх коректування;

- оптимізація пропускної здатності і продуктивності засобів обслуговування (технологічного устаткування, робочих місць, постів, дільниць);

- прогнозування потреби в запасних частинах і агрегатах для конкретного підприємства, а також об'єднання, регіону;

- рішення багатьох інших технологічних і організаційних питань.

Вихідною інформацією для рішення зазначених задач є, як правило, експериментальні дані, отримані зі сфери технічної експлуатації машин.

Однією з важливих особливостей практично всіх показників і характеристик процесів експлуатації і ремонту машин є їхнє формування під впливом багатьох перемінних факторів, точне значення яких здебільшого невідомо. Це так називані ймовірнісні (стохастичні) процеси. Наприклад, в машин однієї моделі, що виконують однакову роботу в приблизно однакових умовах показники надійності, проте, будуть відрізнятися один від одного. Розуміється це впливом великого числа різних факторів: якості виготовлення і зборки вузлів і агрегатів на заводі-виготовлювачі; навантаження, дорожні і кліматичні умов, кваліфікації водія і ремонтного персоналу підприємства, якості паливо-мастильних матеріалів, якості проведення ТО і ремонту і т.д. Усе це неминуче викликає розсіювання показників. Тому про конкретні значення показників можна говорити лише з визначеною імовірністю, а самі показники є випадковими величинами.

Відомо, що при багаторазовому повторенні настання випадкових подій має статистичну стійкість, що підвищується зі збільшенням числа випробовуваних об'єктів. На цій закономірності і засноване визначення показників і характеристик досліджуваних процесів, що, як правило, зводиться до перебування їхніх усереднених значень для даної вибірки. Що стосується кожного окремого виробу, те його показники будуть знаходитися десь поблизу цих усереднених значень з більше або менше точністю. У цьому зв'язку з метою їхнього вивчення використовується теорія імовірностей і математична статистика.

Інформація про параметри технічного стану машин і інших показників, одержувана зі сфери технічної експлуатації машин у результаті проведення випробувань, завжди обмежується кількістю виробів (машин, вузлів, деталей) минаючі іспити. Тому для рішення багатьох задач приходиться використовувати вибірки невеликого обсягу, порядку N=30...50. Особливо це стосується даних, одержуваних за результатами проведення пасивного експерименту методом підконтрольної експлуатації машин. Інформація, одержувана в результаті спостереження за групою машин протягом усього терміну їхньої служби (п'ять і більш років) застаріває і втрачає свою актуальність. У цьому випадку приходиться періодично використовувати проміжну інформацію, наприклад, за перший рік експлуатації, за визначений пробіг, допустимо за 50 тис.км пробігу, і т.д. У цьому зв'язку для можливості математичного узагальнення таких даних і розробки адекватних математичних моделей використовуються спеціальні методи обробки малих вибірок, цензурованих вибірок (тобто таких вибірок, у яких по частині виробів іспити довершені, а по частині виробів - немає). Крім цього, для рішення ряду задач використовується метод статистичних іспитів (статистичного моделювання) що дозволяє збільшити обсяг вихідної експериментальної вибірки до необхідних розмірів, розробляти адекватні математичні моделі і, таким чином, більш детально і глибоко вивчати і прогнозувати досліджувані процеси.

4.2 Основні етапи розробки імітаційної моделей

В міру розвитку технічної експлуатації машин як наукового напрямку і як області практичної діяльності спектр розв'язуваних задач стає усе більш складним. Вибір оптимального рішення залежить від усе більшого числа факторів. Схеми, яким випливають більшість розв'язуваних задач, необхідно розглядати як складні стохастичні динамічні системи. У загальному випадку вхідний і вихідний сигнали, параметри і структура таких систем є випадковими величинами або випадковими функціями часу. Застосування ЕОМ дозволяє вести керування різними системами, і процесами з обліком практично всіх реальних факторів. З цією метою останнім часом у наукові дослідження й інженерні розрахунки широке застосування одержав новий, швидко розвиваючий напрямок математичного дослідження - імітаційне моделювання.

Імітаційне моделювання - це послідовне наближення (ітерація), за допомогою якого відбувається пошук оптимального рішення. При імітаційному моделюванні оптимальний варіант визначається не чисто математично строгими методами, як при аналітичному підході, а шляхом послідовних наближень, перебираючи ті або інші структури і чисельні значення факторів.

Побудова імітаційної моделі й експериментування з нею вимагають визначеної математичної підготовки й обліку усіх факторів, що впливають на досліджуване явище. На відміну від реального експерименту, який, як правило, занадто доріг, вимагає значного часу і не завжди можливий, імітаційне моделювання дозволяє за час у багато разів менше, чим час плину розглянутого реального процесу, переглянути (програти) шляхом перебору факторів, що роблять вплив на параметр оптимізації, різні варіанти (траєкторії) і вибрати з них оптимальний.

Імітаційне моделювання в загальному випадку складається з наступних етапів.

Постановку задачі і визначення мети експерименту.

Вивчення досліджуваного явища. На цьому етапі виробляється якісний аналіз внутрішнього механізму явища. Уточнюються вхідні дані й обмеження, а також випадкові збурювання, що накладаються на хід процесу. Збирається інформація, що характеризує роботу системи за минулі періоди і в даний час. Виділяються підпроцеси і встановлюються критерії, за допомогою яких буде оцінюватися ефективність функціонування системи.

Планування експерименту. План експерименту повинний відповідати його цільової спрямованості. У загальному випадку можна відзначити наступні цілі експерименту: планування екстремальних експериментів, проведених з метою визначення такої комбінації рівнів факторів, при яких параметр оптимізації буде мати найбільше (найменше) значення; планування експерименту з задачею кількісного аналізу внутрішнього механізму явища, що дозволяє установити ступінь впливу кожного з аргументів (ранжирування ефектів) на параметр оптимізації; визначення оптимальної функції керування даним об'єктом і ін.

Формулюванню математичної моделі явища. Для цього проводиться формалізація роботи системи, тобто виділяються головні фактори і виключаються другорядні. Це дозволяє скласти математичну модель, що відповідає системі, у виді рівнянь, графіків, схем і т.п. Формалізовану математичну модель називають алгоритмом процесу.

Складання програми і реалізація математичної моделі на ЕОМ.