Повышение ресурса дизелей совершенствованием узлов уплотнения при изготовлении и ремонте

• Автор: Никитин, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 328 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ условий работы деталей цилиндропоршневой группы

современных двигателей внутреннего сгорания

1.2. Особенности использования наддува в двигателях внутреннего сгорания..

1.3. Физико-механические свойства материалов поршневых колец

1.4. Влияние температуры на упругие свойства материалов уплотнительных колец

1.5. Анализ методов определения модуля упругости материалов

1.6. Анализ методов расчета поршневых и уплотнительных колец

1.7. Анализ классификаций уплотнительных устройств
1.8 Выводы, цель и задачи исследования
2. Теоретическое обоснование метода расчета поршневых и уплотнительных колец с учетом реальных условий их эксплуатации
2.1. Теоретические предпосылки к расчету формы поршневых и уплотнительных колец в свободном состоянии
2.1.1. Выбор функции, задающей эпюру радиальных давлений
2.1.2. Анализ результатов расчетов по известным методикам и обоснование модели расчета формы поршневых и уплотнительных колец в свободном состоянии
2.1.3. Анализ допущений, принятых при расчете формы колец в свободном состоянии и предлагаемая методика расчета формы поршневых и уплотнительных колец в свободном состоянии
3. Общая программа и методика проведения исследований
3.1. Методика лабораторных исследований упругих свойств материалов колец
3.2. Методика определения зависимости модуля упругости от температуры.

3.3. Разработка методов контроля точности воспроизводства заданных параметров поршневых колец
3.3.1. Теоретическое определение взаимосвязи формы колец в свободном состоянии, ЭРД и их формы в гибкой ленте
3.3.2. Определение формы поршневых колец в свободном состоянии с помощью большого инструментального микроскопа
3.4. Методика и результаты проведения стендовых безмоторных испытаний турбокомпрессоров
3.5. Методика проведения стендовых испытаний турбокомпрессоров в составе двигателя
3.6. Методика определения ресурса ЦПГ
4. Исследование упругих свойств материала поршневых и уплотнительных колец
4.1. Экспериментальное определение зависимости модуля упругости материала уплотнительных колец от температуры
4.2. Результаты определения зависимости модуля упругости от возникающих при изгибе напряжений
4.3. Приведение результатов экспериментов к каноническому виду
Выводы по главе
5. Результаты практического применения разработанных методик и полученных результатов при расчете поршневых и уплотнительных колец.
5.1. Результаты расчета формы поршневых колец в свободном состоянии и
их влияние на ресурс ЦПГ
5.2. Теоретическое исследование влияния упругих свойств материала колец
на ресурс цилиндропоршневой группы ДВС
5.3. Апробация разработок при изготовлении поршневых колец в производственных условиях
5.3.1. Модернизация методических основ расчета технологической оснастки
к токарно-копировальным станкам МК 6
5.3.2. Результаты контроля основных параметров изготовленных поршневых колец

5.4. Апробация в производственных условиях уплотнительных колец при изготовлении и ремонте турбокомпрессоров
5.4.1. Особенности расчета технологической оснастки к токарнокопировальным станкам МК 6026 для изготовления уплотнительных колец малых диаметров
5.4.2. Результаты проведения стендовых испытаний турбокомпрессоров, укомплектованных уплотнительными кольцами различных производителей
5.5. Разработка технологии ремонта узла уплотнения турбокомпрессора (на примере турбокомпрессора ТКР-7Н1)
5.5.1. Анализ износа и обоснование ремонтных размеров деталей узла уплотнения поступающих в ремонт турбокомпрессоров
5.5.2. Теоретическое обоснование температурного режима деталей узла уплотнения турбокомпрессоров
5.5.3. Теоретическое обоснование необходимой упругости уплотнительных колец ремонтных размеров и анализ результатов расчета их формы в свободном состоянии
5.5.4. Разработка технологии технология ремонта узла уплотнения
турбокомпрессора
Выводы по главе
6. Результаты производственных испытаний двигателей, укомплектованных экспериментальными кольцами, и оценка экономической эффективности работы
6.1. Результаты производственных испытаний двигателей, укомплектованных экспериментальными поршневыми кольцами
6.2. Результаты эксплуатационных испытаний турбокомпрессоров, укомплектованных экспериментальными кольцами ремонтных размеров
6.3. Выводы по результатам испытаний
Общие выводы
Литература
Приложения

новых и отремонтированных двигателей соответственно. Ресурс отремонтированных турбокомпрессоров в среднем составляет 60-62 % от ресурса новых [48].
С целью определения причин выхода из строя восстановленных турбокомпрессоров проводились исследования, представленные в работах [50-52]. В результате исследований повторно поступающих в ремонт турбокомпрессоров, авторами были установлены основные причины отказов восстановленных ТКР, процентное соотношение которых приведено на рисунке 11. Как видно из диаграммы, основной причиной повторных отказов является повышенный расход масла, что является следствием неудовлетворительной работы узла уплотнения. Причиной излома колёс турбины и компрессора, как правило, является нарушение балансировки данных деталей вследствие отложения на лопатках масла, прорвавшегося через уплотнение. Эта же причина приводит к обрыву сварного соединения. Таким образом, причиной до 88% повторных отказов восстановленных турбокомпрессоров является неудовлетворительная работа узла уплотнения [52].
Излом колеса компрессора 4%
Обрый сйарного
III Ріп ГПпДі II І ПІ іул
Обрый шпилек 12%
Износ узла уплотнения 78%
Рисунок 11 - Причины выхода из строя восстановленных турбокомпрессоров