Обеспечение работоспособности шатунных подшипников автомобильных дизелей КАМАЗ–740
- Авторы: Никишин В.Н.1, Калимуллин Р.Ф.1, Кулаков А.Т.1
-
Учреждения:
- Казанский федеральный университет
- Выпуск: Том 92, № 2 (2025)
- Страницы: 185-197
- Раздел: Качество, надёжность
- Статья получена: 12.07.2024
- Статья одобрена: 11.05.2025
- Статья опубликована: 21.03.2025
- URL: https://journals.eco-vector.com/0321-4443/article/view/634266
- DOI: https://doi.org/10.17816/0321-4443-634266
- EDN: https://elibrary.ru/DTXKJU
- ID: 634266
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Обоснование. Среди причин эксплуатационных отказов шатунных подшипников коленчатого вала автомобильных дизелей особое место занимает недопустимое формоизменение вкладышей, которое довольно подробно изучено с позиций влияния изменения геометрических параметров на их техническое состояние, однако, не в полной мере описаны факторы, порождающие такой процесс.
Цель работы — повышение надёжности автомобильных двигателей за счёт исключения в эксплуатации формоизменения вкладышей шатунных подшипников коленчатого вала.
Материалы и методы. В настоящей статье обобщены результаты исследований работоспособности шатунных вкладышей автомобильных дизелей КАМАЗ–740.10 в условиях стендовых испытаний с использованием оригинальных методик. Результаты получены по проводимым поисковым научно–исследовательским работам с применением оригинальных авторских методик на лабораторном оборудовании завода–изготовителя и объектов испытаний, доработанных и препарированных для получения данных при штатных и предельных условиях. Интерес вызывали происходящие одновременно, как единый процесс, снижение выступания и распрямления, определяющие напряженное состояние вкладыша в постели, и прогиб по образующей, нарушающий цилиндричность подшипника и снижающий фактический зазор в подшипнике.
Результаты. В настоящей статье приведены результаты комплексных исследований факторов, способствующих развитию деформаций шатунных вкладышей под воздействием напряжённого состояния в стальной основе с учетом различных температурных условий и условий подвода масла к шатунным подшипникам. Установлено, что напряжения в стальной основе вкладышей формируются при их изготовлении уже при штамповке и заливке, к которым затем суммируются напряжения от монтажа и температурных градиентов в постели при работе дизеля. Снижение работоспособности вкладышей обуславливается протекающим процессом релаксации напряжений в стальной основе при их избыточности. Вкладыши меняют своё исходное напряженное состояние и геометрические параметры, а релаксация проходит за 200 мото–часов работы двигателя на номинальном режиме, после чего интенсивность изменения приближается к нулю. Получены данные по существенным градиентам температуры стальной основы вкладыша в постели — разница температур между внутренней и наружной поверхностями вкладыша может достигать от 60 °С до 80 °С, а между вкладышем и шатуном — от 50 °С до 70 °С, что вызывает образование дополнительных напряжений сжатия и сопутствующих формоизменений вкладышей. Деформации приводят к формоизменениям рабочей поверхности и к нарушению масляного слоя, а также прямому контакту вкладыша с шейкой из–за выборки зазора прогибом, схватыванию поверхностей и проворачиванию вкладышей.
Заключение. Полученные новые результаты о процессе снижения работоспособности шатунных вкладышей из–за формоизменения дают возможность оптимизации конструктивных и эксплуатационных параметров подшипников коленчатого вала и системы смазки автомобильных дизелей. Приведены примеры инновационных конструктивных решений шатунных вкладышей с высокой стойкостью к формоизменению.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Вячеслав Николаевич Никишин
Казанский федеральный университет
Email: VNNikishin@kpfu.ru
ORCID iD: 0009-0004-3880-9419
SPIN-код: 6978-1196
д–р техн. наук, профессор
Россия, КазаньРуслан Флюрович Калимуллин
Казанский федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: rkalimullin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4016-2381
SPIN-код: 3492-4311
д–р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой
Россия, КазаньАлександр Тихонович Кулаков
Казанский федеральный университет
Email: alttrak09@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6443-0136
SPIN-код: 6745-0764
д–р техн. наук, профессор
Россия, КазаньСписок литературы
- Denisov AS, Kulakov AT. Analysis of the causes of operational destruction of connecting rod bearings of KamAZ–740 engines. Dvigatelestroenie. 1981;9:37–40. (In Russ.)
- Kulakov AT, Denisov AS. Ensuring the reliability of automobile and tractor engines. Saratov: Saratov State technical university; 2007. (In Russ.) EDN: QNUBXL
- Bykov VG, Saltykov MA, Gorbunov MN. Reasons for irreversible changes in thin–walled bearings and ways to improve the reliability of bearings in highly loaded diesel engines. Dvigatelestroenie. 1980;6:54–57. (In Russ.)
- Antropov BS, Yanovsky MA, Nesterov DA. Improving the performance of crankshaft bearings. Tractors and agricultural machinery. 2007;12:35–36. (In Russ.)
- Bykov VG, Saltykov MA, Gorbunov MN. A new way to ensure stability of the geometric parameters of liners for highly loaded diesel bearings. Dvigatelestroenie. 1985;8:32–36. (in Russ.)
- Kulakov AT, Kulakov OA, Kalimullin RF, Barylnikova EP. Study of the process of connecting rod liners’ shape changing in the pre–failure operation period of transport and technological machines and equipment. Tractors and agricultural machinery. 2023;90(5):469–475. (In Russ.) doi: 10.17816/0321–4443–462805 EDN: GHNFST
- Nikishin VN, Belokon KG, Sibiryakov SV. Sliding bearings in automobile and engine construction. Nab. Chelny: Publishing House Kam. state ing.–econ. acad.; 2012. (In Russ.) EDN: WMHYHH
- Gafiyatullin AA. Obespechenie rabotosposobnosti shatunnykh podshipnikov avtotraktornykh digateley putem sozdaniya nerazryvnosti maslyanogo potoka [dissertation] Saratov; 2005. (In Russ.) EDN: NNDPTV
- Grigoriev MA, Doletsky VA. Ensuring engine reliability. Moscow: Izd–vo standartov; 1978. (In Russ.)
- Research, design and calculation of internal combustion heat engines: Proceedings of NAMI. Moscow: NAMI; 1979;176. (In Russ.)
- Kulakov AT, Barylnikova EP, Kalimullin RF. The influence of balanced oil supply to connecting rod bearings on their failures in operation. Intellect. Innovation. Investments. 2019;8:106–115. doi: 10.25198/2077–7175–2019–8–106 (In Russ.) EDN: PPTJAL
- Kulakov AT, Barylnikova EP, Talipova IP, et al. Off–design modes of the lubrication system of the KAMAZ–740.10 engine. Natural and technical sciences. 2021;4(155):211–214. (In Russ.) EDN: BYOOQZ
- Smirnov VG, Luchinin BN. Increasing the durability of automotive engine parts by improving the design of lubrication systems. Moscow: NIINavtoprom; 1980. (In Russ.)
- Nikishin VN, Kulakov AT, Barylnikova EP, et al. Features of the formation of oil pressure in the lubrication system of KAMAZ engines. In: XVI International Scientific and Practical Conference «Progressivnyye tekhnologii v transportnykh sistemakh»; 2021 Nov 11–13. Orenburg; 2021. (In Russ.) EDN: TMRXDZ
- Patent RUS 1810640/23.04.93. Bull. №. 15. Denisov AS, Kulakov AT, Neustroev VE. Podshipnik skol’zheniya. (In Russ.) EDN: CVAOZZ
- Patent RUS № 90511/10.01.10. Byull. № 1. Denisov AS, Sakhapov IA, Kulakov AT, Khabibullin RG. Podshipnik skol’zheniya. (In Russ.) EDN: VREVUS
- Patent RUS № 225369/18.04.2024. Byull. №11. Kulakov AT, Shchigartsov IM, Gafiyatullin AA, et al. Podshipnik skol’zheniya dvigatelya vnutrennego sgoraniya. (In Russ.) EDN: JCBYLD
Дополнительные файлы
