Улучшение эксплуатационных характеристик поршневых колец тракторных дизелей путем повышения их приспособляемости

• Автор: Клюева, Анастасия Львовна
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Особенности эксплуатации ДВС в сельском

хозяйстве

1.2. Условия работы поршневых колец в эксплуатации

1.2.1. Факторы, влияющие на износ ЦПГ.

1.2.2. Особенности ремонта ЦПГ ДВС в условиях

сельскохозяйственного производства

1.2.3. Существующие способы расчета и изготовления поршневых колец.

1.2.4. Способы контроля эпюры радиального давления
поршневых колец.
1.3. Задачи исследования
2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАСЧЕТА ФОРМЫ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ.
2.1. Классификация моделей и методов расчета формы
поршневых колец.
2.2. Традиционные методы расчета формы поршневого
кольца
2.2.1. Метод Б.Я. Гинцбурга.
2.2.2. Методы расчета формы кольца с использованием интеграла Мора Г.А. Ивашенцев, Ю.А. Голицын
2.2.3. Оценка точности рассмотренных методов
2.2.4. Метод А.Я. Александрова
2.3. Предлагаемая модель и метод расчета поршневого кольца
малой жесткости.
2.3.1. О точности решения системы.
2.3.2. Переход от расчетной системы к традиционной
2.3.3. Анализ сравнительных теоретических исследований
предлагаемой модели.
2.4. Расчет формы кольца при неравномерной ЭРД
2.5. Выводы.
3. МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ ЭПЮРЫ РАДИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА ДЛЯ КОНТРОЛЯ
3.1. Методы построения ЭРД базирующиеся на
дифференциальных и интегральных зависимостях
3.2. Разработка способа определения кривизны кольца в
свободном состоянии.
3.2.1. Моделирование измерений формы поршневого кольца на
радиусомсре.
3.2.2. Оценка точности измерения радиуса кривизны
радиусомером на примере эллипса.
3.2.3. Оценка точности измерения кривизны поршневого
кольца
3.3. Результаты экспериментального измерения поршневого
кольца на эпюромере.
3.3.1. Статистическая обработка результатов
3.3.2. Построение эпюры радиального давления по эпюре
3.4. Выводы
4. РАСЧЕТ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ
ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ С УЧЕТОМ ВЫПОЛНЕННЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Расчет профиля копира.
4.1.1. Расчет кривой, замыкающей зону разрыва в замке кольца.
4.1.2. Расчет кривой копирного точения и профиля
копира
4.2. Изготовление экспериментальной партии поршневых
4.3. Стендовые и эксплуатационные испытания
4.3.1. Результаты стендовых испытаний
4.3.2. Результаты эксплуатационных испытаний.
4.4. Расчетная схема увеличения работоспособности дизеля
путем использования колец повышенной приспособляемости
4.5. Выводы
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ ПОВЫШЕННОЙ
. ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТИ.
5.1. Экономический эффект представленный Клинцовским
заводом
5.2. Расчетный экономический эффект на один трактор за счет
снижения масла на угар
ф 5.3. Экономический эффект за счет использования колец
повышенной приспособляемости при предупредительном
ремонте.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В - годах при нормативной нагрузке в 0 га нагрузка на зерноуборочный комбайн была превышена более чем в два раза []. Подобные перегрузки относятся и к тракторам. МТЗ- должна составлять условных эталонных гектара. I*' Учитывая почти двух кратную перегрузку тракторов (таблица 1. МТЗ- следует оценивать порядка условных эталонных гектара. При выполнении сельскохозяйственных работ тракторы и их дизели эксплуатируются в широком диапазоне нагрузок и скоростных режимов. Наиболее полно дизели загружаются при выполнении трактором пахотных работ. Коэффициент использования мощности дизеля при выполнении трактором пахотных работ [] находится в пределах 0, - 0,9. Загрузка машинно-тракторного агрегата в зимний период составляет около % годового объема работ. В этот период трактора используются в основном как транспорт на подвозе кормов, минеральных удобрений и снегозадержании. Около % от общего времени занятости в зимний период, тракторы работают на малых нагрузках и холостом ходу. Возросшая энерговооруженность труда и увеличение мощности автотракторных дизелей требует высококвалифицированного обслуживания и ремонта. В работе [] указывается, что из-за низкой технологической дисциплины ремонта и технического обслуживания, недостаточной эксплуатационной годности новых и особенно отремонтированных дизелей, надежность их недостаточна. Наиболее сложный, дорогостоящий и наименее надежный агрегат трактора и автомобиля - дизель. Одним из факторов, влияющих на надежность дизеля, является цилиндропоршневая группа (ЦПГ) и, в частности, качество поршневых колец. Поршневые кольца относятся к самым ответственным деталям дизеля. Газовое уплотнение камеры сгорания, то есть сведение к минимуму проникновения газов из цилиндра в картер и обратно. Отвод тепла от поршня к стенке цилиндра, которая охлаждается жидкостью или потоком воздуха, так как плохая теплопередача ведет к перегреву поршня, задирам, прогарам и заклиниванию его в цилиндре. Управление смазыванием сопрягаемых деталей. Нго цель в том, чтобы кольца, поршни и цилиндры не испытывали масляного голодания, но при этом поступление масла из картера в камеру сгорания должно быть если не исключено, то, по крайней мере, сильно ограничено. Эффективная работа поршневых колец зависит, в основном, от непрерывности контакта рабочей поверхности поршневого кольца со стенкой цилиндра []. По вопросу о том, какие силы давления от собственной упругости кольца или давления заколечных газов оказывают большее влияние, единого мнения не существует [, ]. Так в [] утверждается, что основное влияние на износ оказывают силы собственной упругости кольца. В то же время К. Так или иначе, качество колец является основным фактором, влияющим на теплоотвод, компрессию и трение в гильзе цилиндра дизеля. На величину трения большое влияние оказывает работа двух верхних поршневых колец в условиях полусухого трения (граничной смазки). Вообще трение колец о стенку цилиндра составляет, по данным [, , ] до - % общих потерь на трение всего дизеля. Маслосъемные кольца служат для снятия масла с поверхности цилиндра и сбрасывания его в картер. Основное требование к маслосъемному кольцу — хорошая приспособляемость к стенкам цилиндра и высокое давление на них. Конструктивно маслосъемные кольца выполняются в виде коробчатого с эспандерной пружиной, или наборного кольца, состоящего из двух дисков и двухфункционального расширителя []. Таким образом, каждое поршневое кольцо, находясь в разных условиях эксплуатации, должно выполнять свои функции, обеспечивая надежность работы ЦП Г и всего дизеля в целом. Во втором периоде эксплуатации [], то есть после того как отказы дизеля обуславливались скрытыми дефектами деталей, основной причиной текущего или капитального ремонта дизелей являются износы деталей цилиндропоршневой группы и, в частности, поршневых колец. В эксплуатации, одним из основных критериев достижения двигателем предельного износа деталей цилиндропоршневой группы является повышенный расход масла на угар, который сопровождается повышением прорыва картерных газов, увеличением давления в картере и усилением дымления.