Yuqori changalangan muhitda ishlovchi karyer avtosamosvallarining ichki yonuv dvigatellariga chang zarrachalarining ta’sirini tadqiq etish

Kirish. Karyer BelAZ avtosamosvallari konchilik sanoatining ajralmas qismi bo‘lib, ular yuqori ekspluatatsion yuklama va agressiv tashqi muhit sharoitida katta hajmdagi tog‘ jinslarini tashishni ta’minlaydi. Ushbu texnikadagi ichki yonuv dvigatellari (IYoD)ning resursi va ish “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 54 Техника, технология ва жиҳозлар samaradorligiga ta’sir etuvchi eng muhim omillardan biri bu havo so‘rish tizimiga kirayotgan havodagi chang zarrachalarining mavjudligidir. Karyer BelAZ avtosamosvallari changning havo tarkibidagi kontsentratsiyasi ruxsat etilgan me’yorlardan o‘nlab barobar yuqori bo‘lgan sharoitlarda ishlatiladi. Havoda changni keltirib chiqaruvchi asosiy manbalaridan biri bu grunt yo‘llar bo‘ylab harakatlanish hamda ekskavatorlar va burg‘ilash uskunalarining ishlashi hisoblanadi. Karyer atmosferasida mavjud bo‘lgan chang tarkibi mayda dispersli mineral zarrachalardan iborat bo‘lib, ular havo filtri elementlariga va undan keyin dvigatelning silindr-porshen guruhiga kirib borishga qodir. Bu esa ishqalanayotgan yuzalarning tezroq yedirilishiga, moy sifatining yomonlashishiga, havo so‘rilishining pasayishiga olib keladi va natijada yoqilg‘i sarfining ortishi, chiqindi gazlar miqdorining ko‘payishi hamda ta’mirlash oralig‘ining qisqarishiga sabab bo‘ladi. Muammoning dolzarbligiga qaramay, ekspluatatsiya sharoitida havoning changlanishi ichki yonuv dvigatellarining ishonchliligi va xizmat muddatiga ta’siri yetarlicha o‘rganilmagan. Bugungi kunda changning dvigatel mexanizmlari bilan o‘zaro ta’siri natijasida yuzaga keladigan jarayonlarni kompleks ilmiy tahlil qilish va salbiy oqibatlarni kamaytirishga qaratilgan tavsiyalarni ishlab chiqish zarurati mavjud. 1-rasm. Cummins QSK78 dvigateli. Materiallar va tadqiqot usullari. O‘tkazilgan tadqiqotlarimiz natijasi shuni ko‘rsatdiki, BelAZ avtosamosvallarining umumiy to‘xtalishlar vaqtining 29% ni ichki yonuv dvigatellardagi nosozliklar, 17% ni transmissiya agregatlaridagi nosozliklar, 8% ni gidravlik tizimlardagi nosozliklar hamda 6% ni esa texnik xizmat ko‘rsatish tashkil qiladi. To‘xtalishlarning katta qismi shinalarni ta’mirlash va almashtirish bilan bog‘liq bo‘lib, ular 14 foizni tashkil etadi. Qolgan 24 foizlik ulush esa boshqa nosozliklar — tormoz tizimi, yurish qismi, elektr jihozlari, rama, tashqi qismlar, kabina va yuk platformasiga tegishli muammolar hissasiga to‘g‘ri keladi. Shuningdek, o‘rganishlar natijasida aniqlanishicha, to‘xtalishlarning 27 foizi asta-sekinlik bilan yuzaga keladigan yedirilish nosozliklarini bartaraf etish bilan bog‘liqdir. Asta-sekinlik bilan yuzaga keladigan agregat nosozliklarining asosiy sabablari bu abraziv va korroziya-mexanik yedirilishlar bo‘lib, ular yopiq moylash tizimlariga ega bo‘lgan agregatlar uchun xosdir [1; 2]. Bunday agregatlarga quyidagilar kiradi: ichki yonuv dvigatellari (IYoD), gidromexanik uzatmalar (GMU), uzatmalar qutisi (UQ), yetakchi ko‘priklarning reduktorlari (YKR), motor-g‘ildirak reduktorlari (MGR), gidravlik tizimlar (GT). “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 55 Техника, технология и оборудование Muruntog‘ konida avtosamosvallar ekspluatatsiyasi davomida to‘plangan ma’lumotlar asosida olib borilgan tahlil asosiy nosozlik sabablarini tasniflash va ularning umumiy nosozliklar sonidagi ulushini aniqlash imkonini berdi (1 – jadval). 1 – jadval. Muruntog‘ konidagi tadqiqotlar natijasida aniqlangan avtosamosvallar to‘xtalishlariga ta’sir etuvchi omillari va ularning umumiy nosozliklar tuzilmasidagi ulushi Nosozliklar yuzaga keladigan agregatlar Motosoat % Ichki yonuv dvigatellar 18286,7 26,05 Elektryuritmalar 7986,2 11,38 Rul boshqaruvi tizimi 856,1 1,22 Tormoz tizimi 2165,6 3,08 Shina xizmat ko‘rsatish ishlari 15798,0 22,51 Payvandlash ishlari 7234,3 10,31 Motor-g‘ildirak reduktorlari 10032,4 14,29 Boshqa transmissiya uzatmalari 7837,2 11,16 Jami 70196,5 100 Ma’lumotlar tahlili texnikaning ishonchliligiga eng katta ta’sir ko‘rsatadigan bir qator asosiy omillarni ajratib ko‘rsatishga imkon beradi. Bu omillarga quyidagilar kiradi: Ichki yonuv dvigateli (IYoD) eng zaif elementlardan biri hisoblanadi, unga to‘g‘ri keladigan nosozliklarni bartaraf etishga 18 000 dan ortiq motosoat sarflangan bo‘lib, bu jami nosozliklarning 26,05 foizini tashkil etadi. Bu holat yuqori yuklama, chang ta’siri hamda qizib ketishlar bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin. Shina xizmat ko‘rsatish ishlari muhimlik darajasi bo‘yicha ikkinchi o‘rinda turib, ularga 15 798 motosoat sarflangan bo‘lib, bu 22,51 foizni tashkil etadi. Shinalarning tez-tez almashtirilishi va ta’mirlanishi yo‘l sharoitlarining murakkabligi hamda rezina qismlarning yuqori darajadagi yedirilishi haqida dalolat beradi. Motor-g‘ildirak reduktori uchinchi o‘rinni egallaydi — 10 032,4 motosoat, bu esa 14,29 foizni tashkil etadi. Bu ko‘rsatkich mexanizmlarda amalga oshirilgan rejalashtirilgan va rejadan tashqari ta’mirlash ishlarining umumiy hajmini aks ettiradi. Elektryuritmalar va boshqa transmissiya tizimlari umumiy nosozliklar tuzilmasiga taxminan bir xil darajada ta’sir ko‘rsatib, har biri taxminan 11% atrofida bo‘ladi. Elektryuritmalar tebranishlar va changning salbiy ta’siriga moyil bo‘lsa, transmissiya tizimlarida esa yuqori yuklama ostida intensiv yedirilish kuzatiladi. Nosozliklar tuzilmasida eng katta ulush ichki yonuv dvigateli (IYoD) va shina xizmat ko‘rsatish ishlari hissasiga to‘g‘ri keladi, bu esa dvigatelning texnik holatini kuchaytirilgan nazorat qilish va shinalarni o‘z vaqtida almashtirish zarurligini ko‘rsatadi. Keltirilgan ma’lumotlar Muruntog‘ konida avtosamosvallarning ekspluatatsion ishonchliligini oshirish va texnik xizmat ko‘rsatish vaqt oraliqlarini optimallashtirish uchun asos bo‘lib xizmat qilishi mumkin. Burgʻilash – portlatish, qazish va tashish ishlarida hosil bo‘ladigan chang yuqori abrazivlik xususiyatiga ega. Chang zarrachalari o‘lchami 1 dan 100 mikrometrgacha bo‘lgan oraliqlarda farqlanadi. Ayniqsa, o‘lchami 10 mikrometrdan kichik bo‘lgan mayda dispers fraksiyalar xavflidir. Ular havoni filtrlash tizimlarining elementlaridan o‘tib ketishga qodir bo‘lib, silindr-porshen guruhiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. Chang ichki yonuv dvigateliga (IYoD) bir nechta asosiy yo‘llar ya’ni havo filtri orqali, havo yutish tizimidagi zichlanmagan joylar orqali, shuningdek, yoqilg‘i bilan birga hamda dvigateldagi germetik bo‘lmagan birikmalar orqali kirishi mumkin. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 56 Техника, технология ва жиҳозлар 1. Havo filtri orqali: filtrlovchi elementning eskirishi, sifatsiz materiali yoki noto‘g‘ri o‘rnatilishi natijasida chang zarralari dvigatelga o‘tib, ishchi yuzalarning tez yedirilishiga sabab bo‘ladi. 2. Havo yutish tizimidagi zichlanmagan joylar va yoriqlar: havo so‘rish quvurlarida yuzaga keladigan mexanik shikastlanishlar yoki o‘rnatishdagi nuqsonlar natijasida chang filtrlash bosqichini chetlab o‘tib, to‘g‘ridan – to‘g‘ri dvigatel ichiga kirib boradi, bu esa abraziv ta’sirni kuchaytiradi va texnik eskirish jarayonini tezlashtiradi. 3. Yoqilg‘i bilan: yoqilg‘i tarkibida mavjud bo‘lgan chang va qum zarrachalari yonilg‘i bakining tubiga cho‘kadi va keyinchalik yoqilg‘i magistrali orqali yonish kamerasiga tushadi. Natijada, yonish kamerasiga tushgan qattiq zarrachalar yonish sifatini pasaytiradi, detonasiyani kuchaytiradi va dvigatelning ichki elementlariga zarar yetkazadi. 4. Dvigateldagi germetik bo‘lmagan birikmalar orqali: germetik bo‘lmagan joylar, eskirgan prokladkalar yoki mexanik shikastlangan birikmalar orqali chang tashqi muhitdan dvigatel ichki bo‘linmalariga kirib borishi mumkin. Bu esa o ‘z navbatida ichki yonuv dvigatelning ishchi sirtlarni intensiv yedirilishiga, moyning ifloslanishiga va umumiy ekspluatatsion ishonchlilikning pasayishiga olib keladi. 5. Loy va qum motor bo‘limiga tushganida dvigatelning tashqi va ba’zan ichki qismlariga yopishib qoladi, bu esa sovitish tizimining samaradorligini pasaytiradi, issiqlik almashinuvini buzadi hamda harakatlanuvchi elementlarning ishiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. Natijada dvigatelning ishonchliligi hamda xizmat muddati sezilarli darajada kamayadi. Avtomobil dvigatellari eng chuqur o‘rganilgan kuch qurilmalari hisoblanadi [3; 4]. Ichki yonuv dvigatellarini (IYoD) ishlab chiqarish texnologiyalarini takomillashtirish, yedirilishga chidamli materiallardan foydalanish, yangi ishlov berish usullarini qo‘llash, moylarning sifat ko‘rsatkichlarini oshirish va ularni samarali tozalash orqali detalarning yedirilish darajasini kamaytirishga xizmat qiladi. Bunday rivojlanish tendensiyasi dvigatelsozlik sohasi hamda moylash materiallari ishlab chiqaruvchilari uchun xosdir. Shunga qaramay, ushbu choralar ichki yonuv dvigatellarini (IYoD) tashqi va ichki ekspluatatsion omillarning ta’siridan to‘liq darajada himoya qila olmaydi. [3; 7] ishlarida ta’kidlanishicha, yedirilishga eng ko‘p uchraydigan asosiy detallar bu silindr-porshen guruhi elementlari hisoblanadi. Ichki yonuv dvigatelining yuqori changlanish muhitida ishlashi natijasida havo so‘rish tizimida, silindr-porshen mexanizmi elementlarida, turbokompressorda, moylash tizimida va hatto sovitish tizimida yuqori salbiy jarayonlarni keltirib chiqaradi. Filtrlovchi to‘siqlardan o‘tib ketgan chang zarrachalari doimiy harakatda, yuqori bosim va harorat ostida ishlaydigan detal sirtlariga bevosita fizik-kimyoviy hamda mexanik ta’sir ko‘rsatadi [5; 6]. Natijalar va muhokamalar. Taqdim etilgan grafikda, havo-yoqilg‘i aralashmasi 80 % gacha bo‘lgan chang zarrachalari bilan ifloslangan sharoitlarda, turli ekspluatatsiya yuklamalari darajasida tirsakli valning aylanish chastotasiga nisbatan ichki yonuv dvigatelining silindr-porshen guruhini yedirilish intensivligi o‘zgarish qonuniyati aks ettirilgan. Grafikdan ko‘rinib turibdiki, past aylanish chastotalarida (1000–2000 ayl/min) yedirilish yuqori, ayniqsa to‘liq yuklamada. Sababi shuki, havo tezligining yetarli emasligi bu changning filtrlanishi yomonlashganligi hamda abraziv ta’sirning kuchayganligidir. O‘rtacha aylanish chastotalarida (2000–3500 ayl/min) yedirilish pasaysada, ammo baribir saqlanib qoladi, ayniqsa changalangan muhitda uzoq vaqt ishlaganda. Ushbu rejim nazariy jihatdan optimal tuyulsa-da, doimiy ravishda mayda dispersiyali changning mavjud bo‘lishi ishchi yuzalarning asta-sekin abraziv yemirilishiga olib keladi, natijada dvigatel resursi pasayadi va texnik xizmat ko‘rsatish tez-tez talab etiladi. Yuqori aylanish chastotalarida (4000–5500 ayl/min) yedirilish yanada ortib boradi, ayniqsa yuqori yuklamada. Sababi shundaki, yuqori harorat va bosim ishqalanishni kuchaytiradi, chang zarrachalari esa yedirilishni yanada tezlashtiradi [8; 9]. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 57 Техника, технология и оборудование 2-rasm. Havo muhitidagi chang konsentratsiyasi 80 % gacha bo‘lgan yuqori changalanish sharoitida, turli yuklama darajasida tirsakli val aylanish chastotasiga nisbatan dvigatelning silindr-porshen guruhi yedirilish tezligiga bog‘liqligi 3-rasmdagi grafikda, dvigatel ishchi muhitida 10% chang mavjud bo‘lgan sharoitda turli yuklama darajasida tirsakli val aylanish chastotasiga (X o‘qi, ayl/min) nisbatan porshen halqalarining o‘rtacha yedirilish tezligi (Y o‘qi, mg/motosoat) ko‘rsatilgan. 3-rasm. Havo muhitidagi chang konsentratsiyasi 10% gacha bo‘lgan kam changlanish sharoitida, turli yuklamalarda tirsakli val aylanish chastotasining silindr-porshen guruhining yedirilish tezligiga bog‘liqligi. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 58 Техника, технология ва жиҳозлар Grafik asosida X (gorizontal chiziq) – tirsakli val aylanish chastotasi, ayl/min (0 dan 5500 gacha). Y (vertikal chiziq) – yedirilish tezligi, mg/motosoat (0 dan 0,09 gacha). Qora chiziq kvadrat belgilar bilan — 0,3 yuklama (qisman yuklama). Qizil chiziq doira belgilar bilan — 0,6 yuklama (o‘rtacha yuklama). Yashil chiziq uchburchak belgilar bilan — nominal yuklama (eng yuqori ishchi yuklama). Grafikdan ko‘rinib turibdiki, past aylanish chastotalarida (~1500 ayl/min gacha) porshen halqalarining yedirilishi yuqori, ayniqsa maksimal yuklamada (yashil chiziq). Bu holat ayniqsa chang mavjud bo‘lgan hollarda yoqilg‘ini to‘liq yonmasligi, kokslanishning ortishi va yog‘ plyonkasining yetarli emasligi bilan bog‘liq [10; 11]. ~1800 dan 3000 ayl/min gacha bo‘lgan oraliqda barcha yuklama rejimlari uchun yedirilish tezligi minimal. Bu oraliqda dvigatel optimal rejimda ishlaydi ya’ni yoqilg‘i yaxshi yonishi, yog‘ plyonkasi barqaror saqlanishi va changning qizigan yuzalarga tushishi kamayadi. Yuqori aylanish chastotalarida (>4000 ayl/min) yedirilish yana keskin ortadi, ayniqsa nominal yuklamada. Sababi shundaki, yuqori harorat, porshenlarning harakat tezligining ortishi, ishqalanishning kuchayishi, chang zarrachalarining halqa yuzasiga faol tushadi. Xulosa. Olib borilgan grafik bog‘lanishlar tahlili (2 va 3 – rasmlar) quyidagi asosli xulosalarni shakllantirish imkonini beradi. Changli ifloslanish mavjud bo‘lgan sharoitlarda ayniqsa past (2000 ayl/min gacha) va yuqori (4000 ayl/min dan ortiq) tirsakli val aylanish chastotalari oraliqlarida ichki yonuv dvigatelining silindr-porshen guruhi abraziv yedirilish intensivligi sezilarli darajada ortib ketadi. Yedirilishning minimal qiymatlari so‘rilayotgan havoda chang zarrachalar konsentratsiyasi kamaygan hollarda kuzatilgan bo‘lib, bu filtrlash tizimlarining samarali ishlashi nihoyatda muhim ekanligini ta’kidlaydi. Tashqi muhitning yuqori changlanishi sharoitida ekspluatatsiya yuklamasining oshishi bilan silindr-piston guruhining abraziv yedirilish tezligi, ayniqsa, dvigatelning ekstremal ishlash rejimlari sharoitida oshishi aniqlandi. Shu tariqa, og‘ir karyer texnikasini, xususan BelAZ markali avtosamosvallarni ekspluatatsiya qilishda, havo so‘rilish tizimiga kirishda havoning eng yuqori darajada tozaligini ta’minlash juda muhim ahamiyatga ega. Chang zarrachalarining yuqori konsentratsiyasi va intensiv ekspluatatsiya yuklamalarining kompleks ta’siri, ayniqsa havo muhiti o‘ta ifloslangan sharoitda uzoq muddat ishlaganda, dvigatel motorresursi uchun eng katta xavfni keltirib chiqaradi