Зависимость долговечности и износостойкости от форсирования и погрешностей производства ДВС

Полный текст

Введение Развитие двигателестроения характеризует форсирование ДВС - степень сжатия и частота вращения коленчатого вала на режиме максимального крутящего момента , погрешности проектирования и производства . Погрешности включают зазор и соответствие микро- и макрогеометрии трущихся поверхностей деталей своим оптимальным, приработанным параметрам. Для обеспечения работоспособности, сохранения и улучшения долговечности и износостойкости деталей при форсировании погрешности уменьшаются. Теоретическая погрешность проектирования и производства определится: , где - коэффициент пропорциональности. Цель исследования Целью исследования является оценка долговечности и износостойкости деталей от технических возможностей двигателестроения, обусловливаемых погрешностями проектирования и производства и уровнем форсирования ДВС. Взаимосвязь форсирования, производства и надежности анализируется по динамике развития ДВС автомобилей [1], эмпирических [2, 3] и прогнозируемых [4] данных долговечности и износостойкости кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы. Результаты анализа Используя технические характеристики двигателей, эмпирические данные погрешностей проектирования и производства , рассчитываем коэффициент пропорциональности ; теоретическую погрешность проектирования и производства (табл. 1). Таблица 1 Прогнозирование предельного износа и ресурса деталей двигателей Марка двигателя ГАЗ-51 ГАЗ-69 ЗМЗ-21 ЗМЗ-53 ЗМЗ-24 ЗМЗ-402 ЗМЗ-406 Среднее значение Год производства 1945 1947 1960 1963 1970 1982 1996 6,2 6,7 7,15 7,6 8,2 8,2 9 , мин -1 1500 2000 2100 2200 2400 2600 4000 Коренные шейки коленчатого вала , мкм 20 45,7 55 32 28,8 12,5 18,8 19 104 61 104 83 104 54 104 57 104 27 104 68 104 52 104 , мкм 56 39 35 31 26 24 14 Шатунные шейки коленчатого вала , мкм 46,7 46,7 0 21,7 7,25 3,33 5 43 104 63 104 0 36 104 14 104 7 104 18 104 26 104 , мкм 28 19 17 16 13 12 7 Цилиндры , мкм 55 60 42 80 58 64 67 51·104 80·104 63·104 133·104 114·104 136·104 241·104 117·104 , мкм 126 87 78 70 59 55 33 Тепловой зазор в замке первого компрессионного кольца , мм 0,25 0,06 0,15 0,11 0,05 0,04 3350 901 2508 2164 1066 1440 1905 , мм 0,14 0,127 0,11 0,10 0,09 0,05 Считаем, что для исследования аналитического типа получено высокое соответствие теоретических и эмпирических, эксплуатационных данных. Погрешности проектирования и производства трущихся поверхностей деталей отражают свойства трибосопряжений, непосредственно влияя на их долговечность и износостойкость. Кроме этого, влияние погрешностей на изнашивание выражается через технические возможности двигателя и машины. С модернизацией производства и уменьшением погрешностей техническая характеристика и двигателя и машины улучшается. Пример связи двигателя и автомобиля приводится в табл. 2. Таблица 2 Величины, характеризующие связь двигателя с автомобилем Модель автомобиля ГАЗ -51А ГАЗ-53А ГАЗ-66 Тип двигателя Р-6 V-8 V-8 Ход поршня, мм 110 80 80 Радиус качения колеса, мм 440 463 507 Передаточное отношение заднего моста 6,67 6,83 6,83 Число оборотов колеса на 1 км пути 362 344 314 Число оборотов двигателя на 1 км пути 2415 2350 2145 Путь поршня на 1 км пути автомобиля на прямой передаче, м 531 376 343 Мощность на 1 т полной массы автомобиля, кВт/ч 9,9 11,7 15,4 Форсирование и повышение мощности двигателя, увеличивает энерговооруженность и передаточное отношение трансмиссии автомобиля, уменьшает вероятность езды на пониженных передачах, уменьшает путь трения деталей двигателя на 1 км пути, что увеличивает долговечность и износостойкость. На основании данных прогнозируемого предельного износа и ресурса деталей [4] определим интенсивность износа: , где - коэффициент пропорциональности. На рис. 1 и 2 представлены зависимости погрешностей проектирования и производства и интенсивности износа деталей кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы от форсирования ДВС. Рис. 1. Зависимость погрешностей проектирования, производства и интенсивности износа коренных а и шатунных б шеек коленчатого вала Рис. 2. Зависимость погрешностей проектирования, производства и интенсивности износа цилиндров а и поршневых колец б Заключение С повышением степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала интенсивность износа уменьшается быстрее погрешностей. Это объясняется влиянием погрешностей на свойства трибосопряжения, двигателя и автомобиля, согласованное развитие которых обеспечивает повышенный рост долговечности и износостойкости деталей.

Об авторах

В. А Коченов

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

к.т.н.

С. С Казаков

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

к.т.н.

К. Е Грунин

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: konst.grunin2010@yandex.ru

Список литературы

Дополнительные файлы