Повышение эффективности судовых дизелей применением комбинированного метода восстановления поршней из алюминиевых сплавов

• Автор: Мукасеев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.08.05, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Поршень наиболее слабое звено в надежности

работы судовых дизелей

1.2 Влияние износов поршней на экономические

показатели дизелей.II

1.3 Анализ способов восстановления и упрочнения поршней из алюминиевых сплавов

1.4 Выводы по обзору. Постановка задач исследования.

2 ВЛИЯНИЕ ИЗНОСА ПОРШНЕВЫХ КАНАВОК ПОД КОМПРЕССИОННЫЕ КОЛЬЦА НА ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ.

2.1 Описание экспериментальной установки и методики проведения опытов

2.2 Оценка погрешностей нахождения измеряемых параметров
2.3 Анализ результатов эксперимента
2.4 Основные результаты исследования. Выводы.
3 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОРШНЕЙ
КОМБИНИРОВАННЫМ МЕТОДОМ
3.1 Технология восстановления поршней.
3.2 Влияние термической обработки алюминиевых
поршней на остаточные напряжения в их материале
3.3 Влияние термической обработки на свойства
поршневого сплава АК 41.
3.4 Основные результаты исследования. Выводы.
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТИ, РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ
ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ПОРШНЕЙ.
4.1 Определение коэффициента теплопроводности алюминиевых сплавов.
4.2 Исследование теплового состояния восстановленных поршней
4.3 Исследование ресурса восстановленных поршней
4.4 Экономическая эффективность от внедрения технологии восстановления алюминиевых поршней комбинированным
методом судовых дизелей У6А3.
4.5 Основные результаты исследования. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..
ЛИТЕРАТУРА


С использованием материалов анализа литературных источников, а также в результате собственных исследований разработан комбинированный метод восстановления алюминиевых поршней с изношенными поршневыми канавками. Метод отличается относительной простотой в осуществлении, эффективностью в действии и относительно низкой стоимостью. Он принят к внедрению на ряде судоремонтных предприятий Западно-Сибирского речного пароходства. Посредством эксперимента, проведенного на приборе ИТ-А. АК4-1 и наплавленного сплава АК 5 от температуры. Данные величины оказались несколько ниже, чем у соответствующих исходных материалов. Это может привести к увеличению теплонапряженности некоторых элементов восстановленных алюминиевых поршней. Поэтому нет опасений сокращения по данной причине ресурса рассматриваемых деталей. Длительные производственные испытания восстановленных поршней показали, что износы их поршневых канавок и поршневых колец существенно меньше, чем у штатных двигателей. Это обеспечивает заметное увеличение ресурса их работы. Кроме того, при использовании восстановленных поршней отмечено сокращение расходов топлива и смазочного масла. Экономические расчеты, проведенные на основе производственных испытаний, показали, что широкое внедрение разработанной технологии восстановления поршней с изношенными поршневыми канавками экономически целесообразно. Материалы по исследованию влияния износа поршневых канавок на основные показатели работы дизеля (расходы топлива и смазочного масла, утечка рабочего тела из КС дизеля в его картер). Результаты экспериментальных исследований влияния закалки и старения алюминиевого сплава АК 4-1 на остаточные напряжения и основные механические свойства этого материала. Новый комбинированный метод восстановления алюминиевых поршней с изношенными поршневыми канавками. Опытные зависимости коэффициента теплопроводности деформированного сплава АК 4-1 и наплавленного сплава АК 5 от температуры. Результаты расчетного исследования теплонапряженности восстановленных и штатных поршней двигателей 5/ и 0,5/ на номинальном режиме их работы. Оценка экономической целесообразности применения комбинированного метода восстановления алюминиевых поршней с разбитыми поршневыми канавками. На речных судах в нашей стране большое распространение получили высокооборотные дизели типа 8/, 5/, 0,5/ и ,5/. Проведенный-анализ статистических данных показывает, что только на судах трех сибирских бассейнов (Иртышского, Обского и Енисейского) число дизелей типа 5/ составляет более единиц. На «крылатых» судах речного флота число дизелей 8/ в названных речных бассейнах достигает около 0 единиц. Дальнейшее освоение рек, при широком применении судов на подводных крыльях, воздушной подушке, а также теплоходов, работающих на «закритиче-ских» скоростях [1], потребуют широкого применения двигателей с малыми массогабаритными показателями. Но высокооборотные дизели имеют целый ряд недостатков, среди которых наиболее серьезным недостатком является их малый ресурс. Особенностью в работе речных судов является то, что в зависимости от ряда условий, таких как мелководье, сужение фарватера, перекаты и т. Очень часто перед судоводителями возникает вопрос: что сделать? Либо необходимо форсировать до предела дизели и избежать аварийной ситуации или же сохранить двигатели и подвергнугь судно аварийной опасности. Практически судоводитель всегда отдает предпочтение первому варианту. Форсировка двигателей, прежде всего, отражается на работе поршневых групп, сокращая их срок службы. Эти закономерности подтверждаются материалами табл. ЧН/ за - г. Из таблицы видно, что примерно % из числа отказов приходятся на поршневую группу. Таблица 1. Интенсивный выход поршней из строя занимает одно из ведущих мест и у « двигателей 8/ []. Разрушение канавок поршней из легкого сплава наблюдается не только у высокооборотных двигателей, но и у дизелей с повышенной оборотностью. Например [], анализ скоростей изнашивания канавок 8 поршней двигателей 6ЧНСП/,5 ( =0 мин'1) позволил установить срок службы поршня не свыше ч. Аналогичные износы имеют поршни и у среднеоборотного дви-гателя вбЧСП / (п =0 мин'1) [1].