Повышение технико-экономических и ресурсных показателей четырехтактных поршневых двигателей путем оптимизации вязкостно-температурной характеристики моторного масла

• Автор: Кудинов, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание

Список используемых сокращений

Введение
Глава 1 Современные представления о проблеме влияния свойств моторного масла на потери трения и износ сопряжений трения ДВС

1.1 Условия работы моторного масла в ДВС

1.2 Моторные масла и их основные свойства, влияющие на процессы трения

и износа в ДВС

1.3 Классификация моторных масел

1.4 Механические потери в двигателе и их составляющие

1.4.1 Экспериментальные методы определения механических потерь в двигателе

1.5 Представления о проблеме износа сопряжений трения ДВС
1.5.1 Экспериментальные методы определения износа
1.5.2 Модели износа
1.6 Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2 Экспериментальное исследование высокотемпературной вязкости моторных масел
2.1 Постановка задачи экспериментального исследования
2.2 Предмет исследования
2.3 Методика эксперимента
2.4 Точность эксперимента
2.5 Результаты эксперимента
2.6 Оценка точности расчета вязкости по формуле Уббелоде-Вальтера
2.7 Новый метод расчета кинематической вязкости
2.8 Выводы по главе
Глава 3 Математическое моделирование процессов трения основных трибологических узлов ДВС
3.1 Предпосылки для модернизации существующих моделей
3.2 Оценка нагруженности и модернизация гидродинамического расчета узлов трения ДВС
3.2.1 Работа кольцевого уплотнения
3.2.2 Работа подшипников коленчатого вала
3.2.3 Износ основных трибологических узлов ДВС
3.3 Выводы по главе
Глава 4 Экспериментально-расчетное исследование влияния вязкости на процессы трения в основных трибологических узлах двигателя
4.1 Постановка задачи и выбор объекта исследования
4.2 Методика проведения экспериментального исследования

4.3 Описание испытательного стенда и измерительной аппаратуры
4.4 Виды измерений и погрешностей
4.6 Результаты экспериментального исследования
4.7 Результаты расчетного исследования
4.9 Оценка достоверности расчетов
4.10 Выводы по главе
Глава 5 Оптимизация ВТХ моторного масла при помощи модернизированной методики расчета процессов трения
5.1 Постановка задачи
5.2 Решение задачи оптимизации
5.3 Оптимизация ВТХ для двигателя ВАЗ 2108
5.4 Результаты расчетного исследования
5.5 Эксперимент по подбору моторного масла
5.6 Моторные испытания выбранных масел
Заключение и выводы по работе
Список используемой литературы

Список используемых сокращений
ВМТ - верхняя мертвая точка
ВТХ - вязкостно-температурная характеристика
ГУ - граничные условия
ГРМ - газораспределительный механизм
ГПКВ - градус поворота коленчатого вала
ДВС - двигатель внутреннего сгорания
САПР - система автоматизированного проектирования
КС - камера сгорания
КВ - коленчатый вал
КШМ - кривошипно-шатунный механизм
КПД - коэффициент полезного действия
МКЭ - метод конечных элементов
НМТ - нижняя мертвая точка
НВМ - неуравновешенные вращающиеся массы
ОГ - отработавшие газы
ОЖ - охлаждающая жидкость
ПСКВ - подшипники скольжения коленчатого вала
ПДМ - поступательно движущиеся массы
ЦПГ - цилиндропоршневая группа

нальная площадь контакта. Эквивалентная нагрузка определяется из выражения
°экв = Ъг = з(дг1 + 2пА/у[рд), (1.21)
где р - плотность материала; G - модуль сдвига; qx - фактическое давление в контакте;/, А - характеристики режима фреттинга, соответственно частота и среднегеометрическая амплитуда осцилляции в плоскостях контакта.
При этом механизм разрушения материала поверхностного слоя рассматривается как атермический, а его активационные параметры и скорость разрушения оцениваются аналитическим путем. При использовании приведенной расчетной модели износа определенную сложность представляет оценка ее параметров для материала тонкого поверхностного слоя, модифицированного трением.
Метод расчета износа сопряжений по А. С. Проникову
Автор различает износ поверхности и износ сопряжения [35,36]. Износ поверхности характеризуется изменением размера детали в направлении, перпендикулярном к поверхности трения Ah. В общем случае износ распределяется по поверхности трения неравномерно, поэтому Ah = f(x,y), где х и у - координаты поверхности трения. При трении двух сопряженных поверхностей, износ обеих поверхностей происходит одновременно. Износ сопряжения характеризуется изменением взаимного расположения сопряженных деталей при их износе и измеряется теми геометрическими параметрами (одним или несколькими), которые определяют изменение относительного положения сопряженных деталей, произошедшее в результате износа их поверхностей. Проников А. С. предложил классификацию сопряжений по условиям их износа. [20] В зависимости от характера возможного сближения деталей при износе их поверхностей все сопряжения подразделяют на два типа. У сопряжений типа I имеются дополнительные неизнашиваемые или малоизнашиваемые направляющие, которые обеспечивают сближение деталей при износе только в заданном направлении х-х. В сопряжениях типа II происходит самоустановка изношенных деталей, и их взаимное положение зависит от формы изношенной поверхности. Кроме того, в классификации все сопряжения разделены на 4 группы в зависимости от постоянства условий трения и износа поверхностей для расположенных на одной траектории точек сопряженных тел.