Разработка комплекса методов и реализация их в производстве для создания и развития конструкций автомобильных двигателей с корпусными деталями из алюминиевых сплавов

• Автор: Сыркин, Павел Эммануилович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 47 с. : ил.; 20х14 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Повышение эффективности автомобильных двигателей включает в себя в числе других проблем уменьшение веса двигателей, повышение их надежности, снижение трудоемкости изготовления, технического обслуживания и ремонта, улучшение экологических условий в ходе их производства и эксплуатации.
Снижение веса двигателей инициирует снижение веса ряда узлов автомобиля - подвески, тормозов и других деталей и, как следствие - снижение металлоемкости, расхода топлива, повышение долговечности шин. Снижение веса двигателей может быт достигнуто применением алюминиевых сплавов для изготовления корпусных и иных деталей.
Высокие технологические свойства алюминиевых сплавов в литейном и механическом производствах создают дополнительный эффект повышения качества и экономических показателей.
В мировом автомобильном дни гате нестроен и и установилась номенклатура деталей, которые традиционно большинством моторных заводов изготавливаются из алюминиевых сплавов. К вим относятся головки блоков цилиндров, впускные газопроводы, поршни, различные крышки, корпуса насосов и фильтров. Значительные колебания, однако, наблюдаются в выборе материала блок-картеров. При многих преимуществах алюминиевых сплавов перед чугунными существенно меньшая стоимость последних накладывает отпечаток на решение этого вопроса. Изыскание путей снижения себестоимости алюминиевых блоков цилиндров и нахождение инженерного компромисса между преимуществами и недостатками алюминиевых сплавов как конструкционного материала для блок-картеров является весьма актуальной инженерной проблемой.
В настоящем докладе и приведенном списке печатных трудов обобщен многолетний опыт исследовательских, конструкторских и технологических работ, проведенных под руководством автора и при его личном участии по разработке комплекса методов и реализации их в производстве для созданиия и развития конструкций автомобильных двигателей из алюминиевых сплавов. В дальнейшем для кратности такие двигатели именуются алюминиевыми.
ь и задачи исследования. Целью исследования являлась разработка методов создания и развития конструкций автомобильных двигате-/сными деталями из алюминиевых сплавов.
остижения указанной цели было необходимо решить следующие за-
“““ канализировать физико-технические свойства литейных алюминие-в и выявить их положительные и отрицательные свойства по срав-* 1 унами, как конструкционного материала для блок-картеров автомо2 £ зигателей.
^ | сработать меры, направленные на реализацию в конструкции двига-их производстве преимуществ алюминиевых сплавов и нейтрализо-

вать или уменьшить влияние их недостатков с тем, чтобы обеспечить эффективность создаваемых конструкций и их экономическую целесообразность.
Методика исследований. Тензо- и термометрирование проводилось с помощью электронной аппаратуры; линейные измерения - с помощью технологических приспособлений, снабженных индикаторами требуемой для каждого отдельного случая точностью; измерения толщины масляного слоя и расхода масла - на специально сконструированных оригинальных установка; испытания двигателей - на соответствующих динамометрических стендах.
Математическая обработка осуществлялась моголами дифференциальир-го и интегрального исчислений и математической статистики с привлечением ЭВМ.
Использованы положения теоретической механики, сопротивления материалов, металловедения, гидромеханики.
Научная новизна. Впервые в отечественной практике исследованы и обобщены применительно к автомобильным двигателям, имеющим блок-картеры и другие корпусные детали из алюминиевого сплава, особенности их конструкции, технологии производства, которые оказывают наиболее существенное влияние на эксплуатационные свойства и экономику производства:
- зазоры в паре шейки коленчатого вала - коренные подшипники, условия смазки в этих парах и разработаны меры по стабилизации масляного слоя;
- зазоры в кинематической цепи привода клапанов, их изменение на работающем двигателе и разработаны меры по стабилизации зазоров;
- внутренние напряжения в стенках блок-картеров, характер релаксации напряжений и деформации блок-картеров на различных стадиях технологического процесса и эксплуатации и разработаны меры по снижению деформаций;
- напряжения в чугунных крышках коренных подшипников, метод расчета крышек и разработаны меры по обеспечению их прочности;
- жесткость блоков-картеров различных конструктивных схем расчетным методом и разработаны рекомендации по выбору конструкции, обеспечивающей компромиссное решение между жесткостью, технологичностью и себестоимостью;
- экологические параметры производства алюминиевых и чугунных деталей, как важнейшее условие реализации системы «человек-машина»;
- технологические требования к алюминиевым деталям, отливаемым в металлические формы, и предложены расчетные зависимости, позволяющие определить литейные уклоны и конусообразность отверстий;
- новые материалы для вставных деталей - гильз цилиндров^ втулок направляющих и седел клапанов, обеспечивающих их высокую износостойкость;
- надежность двигателей в условиях подконтрольной эксплуатации и реализованы меры, направленные на повышение надежности.
Впервые в мировой практике создана и освоена в производстве конструкция У-образного восьмицилиндрового блок-картера, отливаемого под давлением.