книги из ГПНТБ / Ждановский, Н. С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей

циональная

зависимость:

tg а

--f(Ne, Ф п , р в п р , N*, Ф п

„ , Р в п р . н ) ,

(11)

tg

а

н

лена как зависимость между

безразмерными

комплексами.

Примем за основные единицы измерения

TV", срп.н, Рвпрн-

Ранг матрицы, составленной

из показателей

размерностей

критериев будет

п — г =

3.

Размерности исследуемых переменных величин при­

ведены в

табл.

6.

Т а б л и ц а 6

Р а з м е р н о с т и и с с л е д у е м ы х п е р е м е н н ы х в е л и ч и н

Физическая величина

Обозначения

Формула

размерности

Эффективная м о щ н о с т ь

( н о м и н а л ь ­

К е

L 2

М

Т-з

6°

н а я )

ь°

м°

Угол о п е р е ж е н и я

н а ч а л а п о д а ч и

Фп.н

г °

е

т о п л и в а ( н о р м а л ь н ы й )

I r 1

М

Т"2

6°

Д а в л е н и е

з а т я ж к и

п р у ж и н ы

фор ­

Рвпр.н

с у н к и ( н о р м а л ь н о е )

П р и м е ч а н и е .

L - - д л и н а ;

М — масса;

Т — в р е м я ;

8 — у г о л

в р а д .

t g a

' ^ 1

фп

/>впр

(12)

= /

Фп. п

Рвпр.н.

Вводя

обозначения

критериев

п ь

р в п р

^tg а

фп.н

п

П )

п о л у ч и м :

П

——

Рвир. II

u 3 .

tga,,

П =

/ ( И1„( , П2 , Ппя3 ).

(13)

федре двигателей и теплотехники Л С Х И ,

а т а к ж е

экспе­

риментальных

данных, полученных

в работах [72, 91]

при исследовании износа верхних компрессионных

колец

дизелей Д-14

и Д-20. Кроме того,

были

использованы

экспериментальные данные других

исследователей.

колец,

а т а к ж е

для колец из серого

чугуна .

Вначале

было

установлено

влияние

критериев

П 1 = Л ? е -

и

П 2

= - ^ i L на

безразмерную

скорость

изнаши -

N*

фп.н

в а н и я

П =

^ а

(при постоянстве критерия

П 3 =

• Р в п р —-

Щ а

а

Рвпр. п

= 1), что соответствует

нормальному значению

давления

з а т я ж к и

п р у ж и н ы

форсунки

р в п р

=

125

кгс/см 2 .

Д л я

этого по результатам

опытных

данных в

логариф­

мических

координатах

( l g n x ;

0; l g n 2 )

построены

безраз­

мерные

зависимости

И = / (И]) при

различных

значе­

ниях

симплекса

П 2

=

-^S- и обработаны по способу наи-

фп. н

меньших

квадратов

(в

дальнейшем все осредненные за­

висимости обработаны по способу наименьших

квадратов).

Осреднение

опытных

данных

выполнено для

значений

П 2 =

1; 1,156; 1,312,

что соответствует

углам

опережения

начала

подачи топлива

срп =? 32; 37 и 42° и для

значений

П 2 =

0,75;

0,7812;

0,8594; 0,9062;

1,0

(сР п =

24;

25; 26;

27,5;

29

и 32°).

По

опытным

данным

дл я углов

срп 5= 32°

установлено

отдельно

влияние

критериев

П х

и П 2 на изменение

безраз­

мерной

скорости

изнашивания П и получены

обобщенные

зависимости П

=

/ (П х ; П 2 ) :

для

первой

области

(П х s=: 1)

П = П 1

П 1 ; 3 5 ;

(14)

для

второй

области

(П х ^

1)

П =

П1 "'"Л

-

П з ' 3

5 .

(15)

I l l

=

—

и Пп^---^5- на относительную

скорость

изнаш

вания

п — t

g а

весьма

сложное.

В

логарифмических

координатах

осредненные

зависимости

lg П =

/ (lgn x ) мо­

гут быть представлены

в

виде

прямых

линий,

имеющих

изломы

для

значения

критерия

П1

=

0,899

( l g l O ^

=

= 0,954). Полученные графики показывают, что суще­

ствует две области

0 , 6 8 3 = ^ ^ ^ : 0 , 8 9 9

(0,834 s=c lglO

<

0,954) и

0,899 - -

I I ,

I (0,954 <

l g l O n ^ l ) ,

в

кото-

рых относительная

скорость и з н а ш и в а н и я 11 =

, g

из­

меняется по-разному в

зависимости

от изменения крите­

риев U1

и

П 2 .

Д л я

углов

ф п

<

32°

установлено

отдельно

влияние

критериев

П х

и П 2

на изменение безразмерной скорости из­

нашивания П и получены обобщенные

зависимости

П

=

=

/ ( П г

; П а ) :

д л я

первой

области

(0,683 ^с; П х

==с 0,899)

0 9 8 П ~ ( 6 . 3 2 + 12,56 lgll

2 )

л т ^ э т

хк,тт

П = 0,85П"'

2

n o,6G+23,8igna ;

(

I 6 )

для

второй

области

(0,899 eg П < : 1)

о 47n-(6,0o-r-35,22Igna )

_

, 8

д

П =

0 , 9 5 П ; '

а

Щ

' .

(17)

Рассев опытных точек относительно обобщенных за­

висимостей по формуле

(16) составляет

± 5 , 5 % ,

а по фор­

муле (17)

± 6 , 5 % .

Д л я

оценки

количественного в л и я н и я

к р и т е р и я

П 3

=

—

-г ц "1

на 11 = — 2 —

использованы

экспериментальные

Лшр.н

t g a „

ршр

данные,

полученные

на

дизеле

Д-20 при изменении

в пределах

от 70 до 125 кгс/см 2

и нормальных других ре­

гулировках

двигателя .

Пр и

изменении

критерия

П 3

в пределах от 0,56 до 1,0

(рВпр.п == 125

кгс/см2 )

все ос­

тальные критерии оставались постоянными.

Результаты обработки этих опытных данных показали,

что в исследованных пределах изменения критерия

П 3

влияние его на П =

t g

а

может быть

представлено в виде

следующей

зависимости:

П = с - 2 , 3 ( 1 - П з " ' 3 ) ,

( 1 8 )

где

е — основание

натурального

логарифма .

После определения

в л и я н и я каждого из

критериев

Пц П 2 , И 3 уравнения

(13) на величину I I = t g а

нолу-

tg

а н

изнашивания

11 от

рассматриваемых

критериев .

Д л я углов опережения

начала

подачи

топлива

срп ^

^

32°, т. е. для

значений

критерия

П 2 ^

1,0

( ф п S= ф п . н )

изменение

безразмерной

скорости

изнашивания

П = ;-t g а

в

первой

области

(U1

sc; 1,0)

описывается

уравнением:

и ^ П ^ ' е - 2 ^ 1 - ^ " ' 3 ) ;

"

(19)

во

второй

области

(П х

5 s

1,0)

п

= П Р П

^ 3

П 1 - 3 5 е - 2 - 3

-п ^ ° ' 8 ) •

(20)

Д л я углов опережения начала подачи топлива ф п ^

32°,

т. е. для

значения

критерия П 2

1,0 ( ф п eg ф п . н ) общая

зависимость

имеет вид:

в первой

области (0,683 eg П г sg; 0,899)

П = 0,85П°'9° П Г ( Й , 3

2 +

1 2 ' 5 " , в П , ,

п о . о в + 23,8ign,e -2.3 (l

- п ^ ' 3 ) ;

(21)

во второй

области

(0,899

П г

^

1,0)

П = 0,95П7

2

П а i . 8 8 e - 2 , 3 U - n s

).

(22)

Расчетные

значения относительной скорости

изнаши­

мости

(19)

и

(20) будут

иметь

вид:

д л я

H i <

1,0

П = [ 1 1 1

П ь з 5 ] к е - 2

' з ( 1 - п з ° " ' ! ) ;

(23)

для

Лх

S2

1,0

n = [ n p n ^ n U 5 ] K e - 2 , 3 ( t - П Г 0 ' 3 ) .

( 2 4 )

С к о р о с т ь и з н а ш и в а н и я в е р х н и х п о р ш н е в ы х к о л е ц д и з е л я А - 0 1

Показатели

Среднее эффективное давление (кгс/см2 )

%

3

4

5

6

7

7,3

О т н о с и т е л ь н а я с к о р о с т ь из ­

н а ш и в а н и я :

68.97

84,48

100

э к с п е р и м е н т а л ь н а я

53.45

115,5

120.2

р а с ч е т н а я

51Д2

68,15

85,21

104,6

119,3

124,4

О т н о с и т е л ь н а я п о г р е ш н о с т ь

4,4

1,2

1,0

4,6

3,3

3,5

Д л я

расчета

абсолютного значения

скорости изнаши ­

вания

при разных

состояниях

регулировок

двигателя

н у ж н ы экспериментальные

значения

скорости

изнашива ­

ния для нормальных

значений этих-

регулировок ( t g a „ ) .

Полученные

зависимости

(19) — (24)

можно

использо­

вать дл я всех тракторных дизелей при номинальных

ско­

ростных

режимах и

отклонениях

регулировочных

пара ­

метров

в

пределах,

у к а з а н н ы х

выше.

Они могут

быть

Д л я

обеспечения нормального

протекания рабочего

процесса

в дизеле угол опережения

подачи топлива дол-

определяются уравнениями (21) и (22) при условии

нор­

мального

значения

р в п р -

Д л я

нахождения

количественной связи между

на­

Приравнивая частную

производную

сИ^ нулю, ПОЛу -

чим следующее

уравнение:

^ • ( I l j l g n ^ i i j t f i g ) ;

(25)

для

значений

П г =

0,5—0,899

К*

(П.г) = 0 , 9 6 П 7 ( 6 ' 3 2 + 1 2 ' 5 6

1 8 П 2 ) ;

t (,l 2 ) =0,8229 ^

±

№

;

0,2514+ lg I I 3 '

д л я

значений

П х =

0,899—1

К*

ГГ1,2) = 2,47ПГ( С '0 3

+ 3

5 - 2 2 1

8 П 2 ) ;

рости

изнашивания

tg а .

Уравнение

(25) позволяет

определять для каждого

зна­

чения

П х (ре)

оптимальный

угол

опережения подачи топ-

tgdH

0,8

Псер

п - In

0,8-

0,4

^опт

0,2

0,8

Uгопт

0,6

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

пг&

П5Н

Р и с . 27. И з м е н е н и е о п т и м а л ь н о г о у г л а

о п е р е ж е н и я

н а ч а л а п о д а ч и т о п л и в а П 2 0 [ 1 Т и б е з р а з м е р н о й с к о р о с т и

и з н а ш и в а н и я П =

t g

а

„

11,=

— 2

— в з а в и с и м о с т и от н а г р у з к и

t g a H

=

п р и п о с т о я н н о м " с е р и й н о м у г л е о п е р е ж е н и я н а -

Рен

ч а л а п о д а ч и т о п л и в а П с е р = / ( П х ) п п р и о п т и м а л ь н ы х уг ­

л а х о п е р е ж е н и я

н а ч а л а п о д а ч и т о п л и в а П 0 п т = / (П^).

лива, при котором скорость и з н а ш и в а н и я

будет

минималь­

ной.

Изменение

безразмерной

скорости изнашивания

П =

= t g а

в зависимости от н а г р у з к и

П х = -Ре

при

постоян-

*g а н

Рен

ном серийном угле опережения подачи

топлива

П с е р и

при оптимальных у г л а х

опережения

подачи

топлива

Попт приведено на рис. 27.

Здесь ж е показаны

оптималь­

ные значения углов опережения подачи топлива

П г 0 щ

(фопт)

для соответствующих

им нагрузок

П х ( | ? е ) .

Зависимости П с е р = /

( i l j ) ;

П о п т

= / (Пх ); П 2 0 П Т = / (П,)_

получены по уравнениям

(21),

(22),

(25).

изнашивании угол

опережения

подачи

топлива сни­

жается .

Д л я нагрузки,

составляющей

51 % от

номинального

рости

изнашивания . Так,

для нагрузки, составляющей

70%

от номинального значения, оптимальное значение

угла

опережения подачи

топлива примерно в 1,2 раза

тически изменяться

при помощи

специального регуля ­

тора.

Характеристику

оптимального

регулирования угла

шенных регулировках топливной аппаратуры

приведены

в табл.

8.

Из табл. 8 видно, что все варианты нарушения регули ­

ровок

топливной аппаратуры вызывают форсированный

износ деталей цилиндро-поршневой группы и

кривошип-

Угол

о п е р е ж е н и я

н а ч а л а

п о д а ч и

120

143

153

141

156

147

139

т о п л и в а у в е л и ч е н н а 2 1 %

162

140

156

138

167

У г о л о п е р е ж е н и я

н а ч а л а

п о д а ч и

125

176

т о п л и в а у м е н ь ш е н

яа 29%

157

165

158

178

156

Ц и к л о в а я

п о д а ч а т о п л и в а

у в е л и ч е ­

И З

197

на на

22,5%

122

166

142

160

175

187

134

Д а в л е н и е

в п р ы с к а

у м е н ь ш е н о

н а

40%

128

238

184

167

172

197

190

К о м п л е к с н о е

н а р у ш е н и е

р е г у л и р о ­

вок:

у г о л

о п е р е ж е н и я

н а ч а л а

по ­

д а ч и т о п л и в а у в е л и ч е н на 2 1 % ,

ц и к л о в а я п о д а ч а т о п л и в а у в е л и ч е ­

на

на

22,5%,

д а в л е н и е

в п р ы с к а

у м е н ь ш е н о

н а

40%

230

241

К о м п л е к с н о е

н а р у ш е н и е

р е г у л и р о ­

133

202

170

174

260

в о к : у г о л о п е р е ж е н и я н а ч а л а п о ­

дачи т о п л и в а

у м е н ь ш е н

на 29%,

ц и к л о в а я п о д а ч а т о п л и в а у в е л и ч е ­

на

на

22,5%,

д а в л е н и е

в п р ы с к а

у м е н ь ш е н о

н а

40%

достигает

0,3—0,5 г/м 3 . П р и

эксплуатации

автомобилей

на сухих

грунтовых дорогах

в летний период

(по данным

жаться от

0,3

до 4,1

г/м 3 кварцевой

пыли .

По

данным

Н А Т И , пыль,

которую

засасывает

двига­

тель, в основном состоит из

достаточно

мелких

фракций .

Так,

проба воздуха,

в з я т а я

на уровне заборной

трубы

воздухоочистителя трактора

ДТ - 54 при культивации пара

в

районе

Одесской

области,

имела

по

весу 56%

пыли

с

частицами,

усредненный

диаметр

которых

был до

20 мкм, 35% с диаметром 20—40 мкм и только 9%

с части­

цами

диаметром 40 мкм и

больше.

Д о р о ж н а я

пыль при движении автомобиля отличается

от

пыли

при

выполнении

сельскохозяйственных

работ