Разработка метода и стенда для ускоренной оценки влияния эксплуатационных факторов на нагарообразование в дизелях

• Автор: Картошкин, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.20.03, 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград, Пушкин
• Количество страниц: 192 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Нагар в цилиндрах и его влияние на показатели работы двигателя

1.2. Окисляемость моторных масел

1.3. Методы испытаний топлив и масел на нагарообразование в цилиндре и термоокислительную стабильность

1.4. Задачи исследований

2. РАСЧЕТНОТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СПЕЦИАЛЬНОГО

ЦИКЛА ДЛЯ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДИЗЕЛЯ НА НАГАРООБРА

ЗОВАНИЕ В ЦИЛИНДРЕ

2.1. Расчетнотеоретический анализ температуры поршня и обоснование параметров специального рабочего цикла
2.2. Определение температурного состояния поршня в условиях ускоренных испытаний дизеля на нагарообразование в цилиндре с использованием метода конечных элементов
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ПРИМЕШЕН АППАРАТУРА
3.1. Общие положения
3.2. Обоснование параметров специального рабочего цикла в условиях ускоренных испытании дизеля
на нагарообразование в цилиндре
3.3. Методика исследования нагарообразования в цилиндре тракторного дизеля в условиях рядовой эксплуатации
3.4. Методика исследования сравнительных параметров ускоренных и длительных стендовых испытаний дизеля на нагарообразование в цилиндре
3.5. Методика исследования влияния эксплуатационных факторов на нагарообразование в цилиндре
3.5.1, Методика исследования нагарообразования в цилиндре при введении в моторное масло твердых труднорастворимых ингибиторов
3.5.2. Методика исследования нагарообразования в цилиндре при работе дизеля на различных сортах топлив
3.5.3. Методика исследования нагарообразования в цилиндре при установке на дизель поршневых колец повышенной маслосъемной способности
3.6. Экспериментальная установка и применяемая
аппаратура
3.7 Обработка результатов исследований. Погрешность
измерений
ЭКСПЕРИЩНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИИ ДИЗЕЛЯ НА НАГАГО0БРАВАНИЕ В ЦИЛИНДРЕ
4.1. Исследование температурного режима деталей цилиндра и параметров специального цикла для ускоренных испытаний дизеля на нагарообразование
в цилиндре
4.2. Эксплуатационные исследования нагароотложений на деталях цилиндра тракторного дизеля и обоснование продолжительности ускоренных и длительных стендовых испытаний дизеля на нагарообразование в цилиндре Ю
4.3. Метод и стенд для ускоренного испытания дизеля на нагарообразование в цилиндре. Технология работы на стенде
4.4. Исследование сравнительных показателей ускоренных и длительных стендовых испытаний дизеля на нагарообразование в цилиндре
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИГдИЗЕЛЯ
5.1. Исследование нагарообразования в цилиндре при введении твердых труднорастворимых ингибиторов
в моторное масло
5.2. Исследование нагарообразования в цилиндре при
работе дизеля на различных сортах топлив
5.3. Исследование нагарообразования в цилиндре при установке на дизель поршневых колец повышенной маслосъемной способности
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДА УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДИЗЕЛЯ НА НАГАРООБРАЗОВАНИЕ В ЦИЛИНДРЕ И ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ МОТОРНОГОМАСЛА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


С увеличением содержания серы в топливе возрастает количество образующегося нагара и его плотность. Например, при увеличении содержания серы с 0, до 0,4 количество образующегося нагара возрастает в 1,5. По данным фирмы Стандарт Ойл, увеличение содержания ароматических углеводородов в дизельном топливе с до увеличивает количество отложений в дизеле в 2 раза . По данным НАТИ , в 1,4 раза увеличивается количество отложений при использовании бензина с содержанием смол 3,4 мг0 мл вместо 1, мл. Особенно склонны к образованию отложений топлива термического крекинга. Большое влияние на количество образующегося нагара оказывает конструкция двигателя, которая должна обеспечивать максимальную полноту сгорания, а также оптимальный тепловой режим работы двигателя. В составе нагаров присутствует большое количество негорючих соединений золы, концентрация которых максимальна на головке поршня и минимальна в зоне юбки поршня, где органические вещества выгорают в меньшей степени. Количество углерода и водорода больше на юбке поршня. Высокая температура и достаточная концентрация кислорода в зоне первой поршневой канавки способствуют аккумуляции продуктов окисления и наличию наибольшего количества кислородсодержащих веществ. В верхней части поршня процессы термического разрушения преобладают над реакциями окисления. На головке поршня содержание железа в нагаре максимально . Наибольшее количество нагароотложений в двигателе образуется на днище и канавках поршня. На втором месте по количеству отложений находится головка цилиндра, на третьем гильзы, на четвертом поршневые кольца. Количество отложений на поршневых кольцах меньше, чем в канавках. На верхних кольцах отложений больше, чем на кольцах, расположенных ближе к юбке. При работе двигателя масло вместе с находящимися в нем продуктами загрязнения поступает в кольцевые канавки поршня . Эта смесь, находясь в канавках поршня в виде тонкой пленки, при высоких температурах в результате последующих окислительных процессов образует вязкие асфальтосмолистые отложения, которые уменьшают зазоры в канавках и, действуя подобно щелевым фильтрам, начинают задерживать загрязняющие примеси. При этом асфальтовые и асфальтогеновые кислоты проявляют связующее действие по отношению к другим продуктам загрязнения и способствуют их прилипанию к поверхности колец и канавок поршня. При работе двигателя на пониженном тепловом режиме, когда растворяющая способность масла по отношению к органическим примесям ухудшается, кольца могут защемляться приклеиваться в канавках, а дренажные отверстия маслосъмных колец и поршня забиваются углеродистыми отложениями. При последующей работе отложения в канавках твердеют, что приводит к заклиниванию в них колец. Возможность заклинивания колец увеличивается с повышением температуры канавок поршня и поршневых колец. Отложения нагара и лака, обладая малой теплопроводностью, препятствуют отводу теплоты от поршней и способствуют повышению их температуры и интенсификации процессов, ведущих к заклиниванию колец. Твердые частицы пыли, золы, износа деталей, нагара и т. Эти частицы, если они достаточно тверды, могут вдавливаться в торцевые поверхности канавки и кольца. Все это приводит к местному прорыву газов и к местному перегреву, выдуванию и испарению масляной пленки, интенсивному поступлению в масла продуктов неполного сгорания топлива. На заклинивание колец оказывает влияние качество масла его термоокислительная стабильность моющедиспергирующие свойства вязкость масла количество масла, подаваемого в цилиндры и его распределение по высоте цилиндра и поршня качество очистки масла в двигателе совершенство организации рабочего процесса в двигателе качество топлива качество уплотнения, обеспечиваемое кольцами и поршнями конструкция и технология обработки колец и особенно их торцевых поверхностей приспособляемость колец к цилиндрам и состояние рабочей поверхности цилиндра конструкция и материал поршня зазор между поршнем и цилиндром температура поршней и колец условия и режим эксплуатации двигателя.