Повышение ресурса автомобильных двигателей стабилизацией режима смазывания шатунных подшипников в эксплуатации

• Автор: Барыльникова, Елена Петровна
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ отказов дизелей КАМАЗ в эксплуатации и их связи

с нестабильностью параметров смазочной системы

1.2 Анализ повреждений подшипников коленчатого вала дизеля

в эксплуатации

1.3 Анализ условий смазывания подшипников коленчатых валов

в процессе эксплуатации

1.4 Выводы по разделу

2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПОДАЧИ МАСЛА К ПОДШИПНИКАМ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Режимы смазывания шатунных подшипников коленчатого вала
в эксплуатации
2.2 Основные факторы, определяющие режимы смазывания
шатунных подшипников коленчатого вала в эксплуатации
2.2.1 Конструктивные особенности системы смазывания
2.2.2 Влияние способа подвода масла на режимы смазывания шатунных подшипников коленчатого вала двигателя
2.2.3 Влияние производительности масляного насоса
на работоспособность подшипников коленчатого вала
2.2.4 Влияние давление масла в подводящих каналах
на режимы смазывания шатунных подшипников
2.3 Режимы протекания масла по каналам
до подшипников коленчатого вала
2.4 Режимы смазывания и развитие предотказного
состояния шатунных подшипников коленчатого вала
2.5 Моделирование кинетики течения масла в каналах
подшипника коленчатого вала с использованием программы А№У8
2.6 Математическая модель режимов смазывания
в предотказном состоянии подвода масла к шатунным подшипникам
2.7 Выводы по разделу
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Программа и общая методика исследования
3.2. Методика аналитического исследования
3.3. Методика экспериментального исследования
3.3.1 Методика определения давления в кольцевом канале
коренного подшипника
3.3.2 Методика определение потерь давления в канале
коренного подшипника от действия центробежных сил
3.3.3 Методика оценки влияния эксплуатационных
износов вкладышей на условия смазки шатунных подшипников
3.3.4 Методика определения фактического расхода масла
через шатунные подшипники
3.3.5 Методика проведения испытаний метода диагностирования и
мероприятий по совершенствованию системы смазывания
подключением дифференциального клапана масляного насоса к
каналу, расположенному по оси коленчатого вала
3.4 Выводы по разделу
4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Изменение давления в кольцевом канале коренных подшипников
и его влияние на режимы смазывания шатунных подшипников
4.2 Влияние потерь давления в канале коренного подшипника от действия центробежных сил на режимы смазывания шатунных подшипников
4.3 Влияние эксплуатационных износов в подшипниках
коленчатого вала на режимы смазывания шатунных подшипников
4.4 Определение критических режимов смазывания шатунных подшипников по достижимому и действительному расходу масла
4.5 Экспериментальная проверка стабилизации режима смазывания шатунных подшипников в эксплуатации и метода диагностирования
4.6 Выводы по разделу
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Разработка способа диагностирования режимов смазывания двигателя в эксплуатации
5.2 Стабилизация режимов смазывания шатунных подшипников заменой коренных и шатунных вкладышей в эксплуатации
5.3 Рекомендации по совершенствованию смазочной системы двигателя, обеспечивающие стабилизацию режимов смазывания шатунных подшипников на протяжении всего ресурса
5.4 Определение наработки двигателя до предупредительной замены вкладышей ПКВ в эксплуатации. Оценка эффективности использования ресурса коленчатого вала
5.5 Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список использованных источников
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Технические свойства транспортных средств оказывают существенное влияние на эффективность перевозочного процесса по эксплуатационным и экономическим показателям. Стремление к увеличению показателей транспортной работы, к повышению скорости движения, к снижению себестоимости продукции ведет к поиску новых путей повышения долговечности и снижения трудоемкости технического обслуживания автомобилей, а также их узлов и агрегатов.
Простои автомобильной техники в эксплуатации вызваны в первую очередь отказами двигателей, что определяет значительную долю затрат на их ремонт (до 30%). Одной из основных причин таких затрат является использование стратегии устранения отказов, что в среднем в 8-10 раз дороже, чем предупреждение отказа.
Опыт эксплуатации двигателей показывает, что эффективность их работы, сроки проведения текущих и средних ремонтов в значительной степени определяются техническим состоянием деталей кривошипно-шатунного механизма, среди которых наиболее ответственные и быстро изнашиваемые подшипники коленчатого вала (ПКВ). До 25% отказов двигателей обусловлено проворачиванием шатунных вкладышей и это является одной из основных причин преждевременного ремонта, причем аварийные дефекты могут проявляться уже на малых интервалах пробега, когда еще нет оснований говорить об эксплуатационных износах.
В настоящее время исследованию вопроса обеспечения ресурса ПКВ посвящено большое количество научных трудов, и проблема эта не является новой [1-7,11,14,20,35,36,39,46-48,110,111]. Вместе с тем актуальность очевидна. Изнашивание ПКВ в эксплуатации во многом зависит от условий смазочного процесса. Нарушение гидродинамической смазки из-за недостаточного количества масла, поступающего в шатунные подшипники в связи с большим расходом через коренные подшипники может являться

2.2 Основные факторы, определяющие режимы смазывания шатунных подшипников коленчатого вала в эксплуатации
Тяжелонагруженные и работающие при высокой частоте вращения коленчатого вала шатунные подшипники КВ нуждаются в непрерывном подводе масла под давлением для поддержания режима жидкостной смазки и отвода теплоты, выделяющейся при трении.
Режимы смазывания ПКВ обуславливаются действием большого числа факторов, главными из которых являются:
- подвод масла к ПКВ, определяемый конструктивными особенностями системы смазки (производительность масляного насоса, давление в системе смазки и расход масла через подшипники);
- эксплуатационные изменения условий подвода масла к ПКВ, возникающие из-за нестабильности параметров системы смазывания ДВС.
2.2.1 Конструктивные особенности системы смазывания
2.2.1.1 Смазочная система дизеля КамАЗ-
Система смазывания (рис.2.2) [116] двигателя - комбинированная, с «мокрым» картером. В нее входит масляный насос, два фильтра (центробежный и полнопоточный), масляный поддон (основная емкость), масляный радиатор, масляные магистрали, в которых предусмотрены перепускные и предохранительные клапаны и манометр.
Масло под давлением подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к втулкам коромысел, к подшипникам ТНВД и компрессора. К верхним сферическим опорам штанг механизма газораспределения масло подается пульсирующей струей, а к остальным деталям - разбрызгиванием или самотеком.
Из поддона масло через маслоприемник засасывается в секции масляного насоса. Через канал в правой стенке блока масло из секции