Моделирование, расчет и повышение долговечности выпускных клапанов судовых двигателей внутреннего сгорания

• Автор: Власова, Людмила Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 154 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ГАЗОАБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ ВЫПУСКНЫХ КЛАПАНОВ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1. Проблема надежности выпускных клапанов

1.2. Анализ существующих представлений о разрушении посадочной фаски выпускных клапанов дизелей
1.3. Анализ возможности применения различных теорий газоабразивного износа к рабочей фаске выпускного клапана

1.4. Анализ методов повышения эксплуатационной надежности выпускных клапанов

1.5. Основные выводы и задачи исследования

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСА НАДЕЖНОСТИ ВЫПУСКНЫХ КЛАПАНОВ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

2.1. Статистические данные по износам сопряжения клапан-седло

2.2. Определение запаса надежности выпускных клапанов эксплуатирующихся дизей

2.3. Исследование физической модели износа посадочной поверхности выпускного клапана методами микротвердости и оптической микроскопии
2.4. Выводы по главе
Глава 3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭРОЗИИ ВЫПУСКНЫХ КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
3.1. Усталостно-энергетическая модель эрозии клапанов
3.2. Экспериментальная проверка усталостно-энергетической модели
эрозии клапана
3.3. Методические основы расчета долговечности выпускных клапанов
3.4. Расчет долговечности выпускного клапна
3.5. Выводы по главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НАПЛАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Исследование износостойкости материалов для восстановления клапанов методом плазменной наплавки
4.2. Исследование изнашивания сопряжения клапан-седло
4.3. Исследование состава наплавленного твердого сплава на фаске
клапана
4.4. Выводы по главе
Глава 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ
5.1. Экспериментальная установка, методика и погрешность измерения
5.2. Физико-механические характеристики покрытия после плазмоструйной обработки
5.3. Разработка технологии восстановления сопряжения клапан-седло.
5.4. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения технологии восстановления сопряжения клапан-седло
5.5. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Современное тяжелое состояние водного транспорта и примерная эвристическая модель развития отрасли на ближайшие 10... 15 лет позволяют сформулировать три укрупненные проблемы, необходимость последовательного решения которых диктуется жесткими объективными обстоятельствами, связанными с происходящими в стране реформами. Содержание этих проблем, а точнее - этапов выживания, заключается в следующем.
1. Разработка и реализация малозатратных (упрощенных) технологических процессов восстановления судовых технических процессов восстановления судовых технических средств и изготовления сменно-запасных деталей, освобождение российского судостроения и эксплуатирующих флот организаций и пароходств от импортной зависимости в части судового комплектующего оборудования и материалов.
2. Установление оптимальных (щадящих) условий эксплуатации судовой техники пониженной надежности, используемой на стадии исчерпания ресурса ведущих деталей, а также после ремонта.
3. Проектирование и строительство судовой техники третьего тысячелетия с учетом обобщенного опыта эксплуатации прототипов и с использованием расчетных методов оценки надежности наиболее нагруженных механизмов, узлов и отдельных деталей.
Общим для всех трех этапов является необходимость: достаточно точной идентификации ведущих разновидностей изнашивания и повреждений судовых технических средств; установление масштабных (энергетических) уровней повреждаемости (разрушения) деталей; моделирования процессов изнашивания материалов (деталей) в зависимости от условий эксплуатации судовой техники и наконец - расчетного прогнозирования ресурса ведущих деталей и принятия окончательных решений, включающих режимные, конструктивные, материало-ведческие и технологические мероприятия.

Г д*у* 0.
к., =

(2.4)
(2.5)
Из формул (2.4)и(2.5) следует

(2.6)
Методика проверена практически при определении запаса надежности ВК дв.6НФД26А-3 судов проекта 276, для чего по окончании навигации на клапанах шести двигателей, отработавших на дизельном топливе, с помощью эталонов оценивались только разрушения по площади. Далее по формуле (2.4) для совокупности клапанов каждого двигателя были определены предварительные значения запаса надежности. В формулу (2.4) вместо 0пр подставлялось О“;’,
равное 35%. Длительность работы двигателей за навигацию отличалась, после ее расчетного приведения к 2000 часам получены следующие запасы надежности по совокупности ВК каждого двигателя: 1,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2.1; 2,3.
Наименьшие из приведенных значений запасов надежности могут быть объяснены неудовлетворительной организацией рабочего процесса. Без учета этих значений запас надежности ВК дв.6НФД26А-3 при их работе в качестве главных на судах проекта 276 при длительности навигации 2000 часов, притирке после каждой навигации и эксплуатации на дизельном топливе равен Кн = 2,0. Вывод: при изменении сорта топлива для 50%-ной вероятности отсутствия канала, пересекающего поверхность фаски после 2000 часов эксплуатации,
необходимо выдержать условие

К < 2,0, где С - показатель сажесодержа-
ния выпускных газов при сжигании моторного топлива ДТ в виде эмульсии с водой; Сй - показатель сажесодержания при работе на дизельном топливе.