Влияние конструктивного исполнения деталей цилиндропоршневой группы и режимов работы тепловозных дизелей на старение моторного масла

• Автор: Тиняков, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СТАРЕНИЕ МАСЛА В

ДИЗЕЛЕ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Уровень форсирования по наддуву

1.2. Расход масла на угар

1.3. Температура головки поршня в полости охлаждения

1.4. Тактность дизеля

1.5. Конденсация продуктов сгорания

1.6. Режим работы дизеля

1.7. Прорыв газов в картер

1.8. Выводы к главе

ГЛАВА 2. КОНДЕНСАЦИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ И ВЛИЯНИЕ
ТЕМПЕРАТУРЫ ПОРШНЯ НА СТАРЕНИЕ МАСЛА
2.1. Условия конденсации продуктов сгорания в зоне поршневых колец
2.2. Диапазон температур поршней в зоне верхней кольцевой канавки
2.3. Влияние режимов работы на температуру поршня дизеля
Д49 и старение масла
2.3.1. Стендовые испытания дизелей на различных режимах
2.3.2. Эксплуатационные испытания
2.4. Рекомендации по температурному режиму
поршней дизеля Д49
2.5. Выводы к главе

ГЛАВА 3. ТЕМПЕРАТУРА ЦИЛИНДРОВОЙ ВТУЛКИ И СТАРЕНИЕ
МОТОРНОГО МАСЛА
3.1. Диапазон температур цилиндровых втулок
3.2. Математическое моделирование температурных полей
3.2.1. Трехмерные поля
3.2.2. Сведение трехмерной задачи к двумерной
3.2.3. Расчет двумерного распределения температуры
по образующей цилиндровой втулки дизеля Д49
3.3. Выводы к главе
ГЛАВА 4. ПРОРЫВ ГАЗОВ В КАРТЕР
4.1. Состав газов, прорывающихся в картер
• 4.2. Механизм прорыва газов в картер. Расчётное определение
содержания продуктов сгорания в прорывающихся газах
4.3. Исследование уплотняющего действия поршневых колец
4.4. Практические рекомендации по уменьшению прорыва газов
в картер дизеля Д49 и их реализация в производстве
4.5. Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ И СОКРАЩЕНИИ Условные обозначения
О - диаметр цилиндра,
Б - площадь сечения, в - секундный расход,
- удельная эффективная мощность,
Т, I - температура,
V - объем,
У5 - рабочий объем,
ст - средняя скорость поршня,
п - частота вращения коленчатого вала двигателя,
ртс - среднее эффективное давление,
т - тактность двигателя,
Ф - угол поворота коленчатого вала двигателя.
Остальные обозначения разъяснены в тексте работы
Сокращения
ВМТ - верхняя мертвая точка,
ДВС - двигатель внутреннего сгорания,
НМТ - нижняя мертвая точка,
ОАО - общество с ограниченной ответственностью,
ОГ - отработавшие газы,
ЦПГ - цилиндропоршневая группа,
Ж)х - окислы азота.
загрязнения масла с повышением нагрузки обычно для дизельных двигателей и объясняется увеличением количества образующейся в цилиндре сажи, которая является одной из составляющих нерастворимых в бензине загрязнений масла.
Дальнейшее повышение нагрузки до 95-97 % привело к росту температуры поршня до 418 К (145°С). Скорость же образования НБ продуктов резко упала до значений 0,0272 - 0,0680 г/кВт-ч (0,02 - 0,05 г/ л.с.ч).
Это обусловлено следующим эффектом. Процесс образования одной из двух основных компонент НБ - продуктов окисления масла - резко замедлился. В результате суммарный фактор образования НБ также замедлился, несмотря на то, что загрязнение масла сажей с увеличением нагрузки, очевидно, продолжало постепенно возрастать.
Таким образом, повышение температуры поршня в зоне 1 кольца всего на 10 градусов (в диапазоне 135-145°С, что соответствует увеличению нагрузки от 85 до 95 % от номинальной) существенно улучшило условия работы масла.
В экспериментах с дизель-генератором 2В-9ДГ использовались 2 комплекта поршней. Кроме серийных, обеспечивающих степень сжатия є = 12,3, устанавливались специально изготовленные поршни с измененной конфигурацией головки, что обеспечивало увеличение степени сжатия в камере сгорания до є = 13,5. Второй комплект был изготовлен с целью оценки влияния температуры поршня, которая, как известно, зависит от степени сжатия.
Эксперименты проводились в два этапа. Сначала на режимах тепловозной характеристики (поз. контроллера 5-15) выполнялось термометрирование поршней над первой кольцевой канавкой. Запись показаний термопар (рис.2.7) велась отдельно для температуры со стороны выпуска Ті и со стороны впуска Т2 (температуры, записываемые на серийном поршне, имели дополнительный нижний индекс «с»)
Температура поршня с увеличенной степенью сжатия, как и ожидалось, практически во всем диапазоне режимов оказалась более высокой по сравнению с температурой серийного. При номинальной мощности N,= 2250 кВт (15