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

Постоянные параметры дл я данного двигателя и дан­ ного топлива объединим константой Ck.

Тогда

В единицах СИ формула для определения среднего эффективного давления карбюраторного двигателя выво­

( к Д ж / к г ) ;

1 0

Постоянные параметры дл я данного двигателя и дан­ ного топлива объединим константой C'k.

Тогда

Выведенные выше формулы дл я определения эффектив­ ного давления в одинаковой степени применимы дл я ди­ зеля и карбюраторного двигателя, но в анализе характе ­ ристик дл я дизеля удобнее использовать зависимость от цикловой подачи топлива и других показателей, а дл я карбюраторного двигателя — зависимость от коэффи­ циента наполнения, коэффициента избытка воздуха и др .

Поэтому все зависимости от подачи топлива и других показателей, установленные дл я среднего эффективного давления, относятся и к к р у т я щ е м у моменту двигателя .

И

Количество тепла, превращенного в индикаторную ра­ боту за 1 ч:

GT Qr)i к к а л / ч .

Индикаторная и эффективная мощность двигателя:

с.

12

Д л я тракторного дизельного двигателя индикаторный коэффициент полезного действия в зоне основных нагру ­ зок на регуляторе (при нормальных регулировках) изме­ няется в сравнительно нешироких пределах . Тогда Ni для данного топлива определится выражением:

ЛГ4 = С б т ч 4 = С ' С т .

Следовательно, по часовому расходу топлива можно судить о средней приближенной загрузке дизеля в про­ цессе эксплуатации .

с различными факторами . Износостойкость — это способ­ ность испытываемого образца детали или с о п р я ж е н и я де­ талей оказывать сопротивление изнашиванию, т. е. про­

Отношение величины износа ко времени, в течение которого наблюдалось изнашивание, называют скоростью

ловиях (например, при испытании двигателя при постоян­ ном скоростном, нагрузочном, тепловом режимах) полу­ чают зависимость показателя износа во времени. Т а к у ю зависимость, построенную но нескольким точкам, назы­ вают линией износа. Эту линию заменяют приближенной прямой и тогда среднюю скорость и з н а ш и в а н и я определяют к а к тангенс угла наклона этой прямой . В зависимости от метода определения показателя износа количественная оценка скорости изнашивания может быть представлена в различной размерности. Т а к , показателем износа порш­ невого кольца может быть уменьшение веса, изменение линейных размеров, повышение радиоактивности картер - ного масла (в случае применения радиоактивных вставок).

1 3

Приведенные выше различные количественные показа ­ тели скорости изнашивания связаны между собой при­ ближенной прямой пропорциональностью .

Нередко, рассматривая в сравнительном плане изме­ нение скорости изнашивания деталей двигателя от того

ношение показателя износа к величине пройденного ав­ томобилем пути.

Т а к , по данным Ю . I I . Панова, средняя интенсивность изнашивания верхних поршневых колец (по высоте) дви­ гателя ГАЗ-51 составляет 1—2 мкм/1000 км, средняя ин­

интенсивность изнашивания шатунной шейки коленчатого

в пределах 1 —2 мкм/1000 км. По исследованиям В . А. Шадричева и М. Н . Федотова, на протяжении пробега автомо­

Иногда оценку износа с о п р я ж е н и я цилиндр — поршне­ вое кольцо производят на основе измерения зазора в Стыке поршневого кольца . Пр и пробеге 32 тыс. км средняя ин­ тенсивность изнашивания с о п р я ж е н и я цилиндр — верх­ нее поршневое кольцо двигателя ЗИЛ - 120 (при положении

1 4

ного с о п р я ж е н и я по разным цилиндрам составила 0,06— 0,10 мм/1000 км [1].

П р и модернизации двигателя, установлении рацио­ нальных режимов его работы, при обосновании выбора установочных регулировок (например, на максимальную подачу топлива) в дизельном двигателе вводится понятие удельной скорости изнашивания, представляющей собой отношение скорости изнашивания к мощности двигателя . Если скорость изнашивания выразить через мг/ч, то

что позволяет провести определенную аналогию с удель­

ная износостойкость. Отношение удельной износостойко­ сти двигателя (деталей, сопряжения) в данных условиях (новый режим, конструктивные или технологические из­ менения, изменение регулировок и др.) к удельной изно­ состойкости на номинальном режиме серийного двигателя назовем коэффициентом относительной износостойкости. Этот коэффициент позволяет в известной мере сопостав­ лять износостойкость элементов двигателя независимо от метода его определения. С его помощью можно оценить и изменение износостойкости разных деталей и сопряжений

к ступенчатому коэффициент относительной износостой­ кости верхнего поршневого кольца (в радиальном направ ­ лении) составил 1,5, а при переходе на двухстадийную подачу топлива (с обогащением воздуха на впуске бензи­ ном) — 1,35.

П р и замене в двигателе Д-14 верхних серийных поршне­ вых колец с хромовым покрытием на кольца из высоко­ прочного чугуна коэффициент относительной износостой­ кости кольца в радиальном направлении получен 1,25. В оценке износостойкости двигателя очень важное значе­ ние имеют показатели износостойкости детален цплнндро - поршневой группы и подшипниковых узлов, так как в пер­ в у ю очередь они определяют ресурс двигателя до ремонта. Следует отметить, что в условиях нагрузочной характери ­ стики двигателя протекание кривой скорости изнашива­ ния деталей цилиндро-норшневой группы аналогично про­ теканию кривой часового расхода топлива, а кривой удель-

1 5

ной скорости изнашивания — аналогично кривой удель­ ного расхода топлива (рис. 1).

1 6

И з н а ш и в а н ие сопряженных деталей при трении сколь­ ж е н и я представляется следующими основными видами [96]. Механическое изнашивание: 1) абразивное изнашива ­ ние (воздействие на материал поверхностного слоя неров­ ностей, твердых структурных составляющих, твердых покрытий, частиц); 2) изнашивание вследствие пластиче­ ского деформирования (течение поверхностного слоя под действием сил трения или микродеформирование под дей­

(разрушение отдельных микрообъемов поверхностного слоя с отделением материала) .

Молекулярно-механическое изнашивание: 1) адгезион­ ное изнашивание (сцепление металлов сопряженных по­ верхностей на отдельных микроучастках приводит к от­ рыву материала, повреждению и разрушению поверх­ ностного слоя); 2) тепловое изнашивание (схватывание, связанное с нагревом трущихся металлов до высоких тем­ ператур при трении с большими скоростями и значитель­ ными удельными давлениями, приводит к разрушению мест схватывания) .

Коррозионно-механическое изнашивание: 1) изнашива ­ ние из-за коррозии, возникающей вследствие взаимодействия металла с агрессивной средой; 2) изнашивание за счет окис­ ления поверхностных слоев металла кислородом воздуха.

пример, в двигателях водяного о х л а ж д е н и я на поверхно­ стях гильз цилиндров, омываемых водой, наблюдается кавитационное разрушение . В потоке жидкости при не­ которых условиях возникают местные разрывы сплошно­ сти с образованием вакуумированных каверн, заполняемых паром. Навигационные процессы связаны с высокочастот­ ными колебаниями гильзы, возникающими от ударов пор­ ш н я при «перекладке». Образование и захлопывание кави - тационных пузырей происходит с большой частотой ,что при­ водит к разрушению металла стенки и образованию углубле­

1 8

3 . М Е Т О Д Ы О П Р Е Д Е Л Е Н И Я П О К А З А Т Е Л Е Й

Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И И Э К О Н О М И Ч Н О С Т И Д В И Г А Т Е Л Я

Мощность и расход топлива относятся к основным показателям работы двигателя . Поддержание их в эксплу ­ атации в установленных пределах обеспечивает п р а в и л ь ­ ное использование энергетических возможностей трактора или автомобиля, а кроме того, обеспечивает условия наи­ более надежной и долговечной работы двигателя . К а к правило, отклонения максимальной мощности двигателя •от паспортных значений связаны не только со снижением топливной экономичности, но и с форсированным износом и увеличением числа отказов . Чаще всего это происходит из-за неисправностей и нарушения регулировок в системе

и износ двигателя . Поэтому проверка мощностных и топ­ ливных показателей, протекания рабочего процесса дви­

лить мощностные и топливные показатели работы двига­ теля .

парциального метода различаются в первую очередь по величине необходимой тормозной догрузки . Уравнение баланса мощности при работе двигателя с частью выклю ­

19