Диагностирование технического состояния карбюраторного двигателя по параметрам вибрации с целью повышения его ресурса : На примере двигателя ЗМЗ-402

• Автор: Сиднев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 172 с. : ил

Содержание
Содержание

Термины и определения.

Обозначения основных физических величин и их размерности.

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Актуальность диагностирования суммарного дисбаланса автомобильных двигателей в период их эксплуатации

1.1.1. Влияние дисбаланса на общий уровень вибрации двигателей внутреннего сгорания.

1.1.2. Влияние дисбаланса двигателей внутреннего сгорания на

их ресурсные и экономические показатели

1.1.3. Факторы, влияющие на изменение дисбаланса двигателей

внутреннего сгорания при их эксплуатации и ремонте
1.2. Методы нормирования, остаточного дисбаланса двигателей.
1.3. Существующие методы контроля дисбаланса двигателей
внутреннего сгорания.
1.4 Цель и задачи исследования .
2. Теоретические предпосылки оценки динамической
уравновешенности двигателей по вибропараметрам.
2.1. Теоретические исследования взаимосвязи колебания
автомобильных двигателей и сил, возникающих при их работе.
2.2. Исходные положения и допущения кинематической и
динамической модели двигателя.
2.2.1. Кинематический расчет кривошипношатунного механизма.
2.2.2. Динамический расчт двигателя.
2.2.3. Расчет дисбалансов и сил инерции от вращающихся масс в центральном кривошипном механизме рядного четырехцилиндрового двигателя
2.3. Динамическая модель двигателя ЗМЗ2.
2.3.1 Анализ сил, действующих на силовой агрегат автомобиля при
воздействии дисбаланса вращающихся деталей двигателя.
3. Методикаэкспериментальных исследований.
3.1. Программа и объект исследований..
3.2. Методика лабораторных исследований связи параметров дисбаланса вращающихся деталей двигателя с вибропараметрами силового агрегата автомобиля
3.3. Оборудование и аппаратура для проведения исследований
3.3.1. Выбор и установка первичных преобразователей
3.3.2. Выбор измерительнорегистрирующей исследовательской ап
паратуры и описание экспериментальной установки
3.3.3.Тарировка первичных преобразователей и исследовательской ап
паратуры
3.4.Планирование многофакторного эксперимента.
3.5. Оценка точности измерений
3.6. Обработка экспериментальных данных.
3.7. Анализ расчета многофакторной модели планирования
3.8. Методика эксплуатационных исследований.
4. Результаты эксплуатационных исследований.
4.1. Оценка влияния температурного режима работы двигателя на параметры диагностического вибросигнала.
4.2. Прогнозирование остаточного ресурса двигателя ЗМЗ2, по его
вибропараметрам
5. Практическое использование результатов исследований
5.1. Периодичность контроля дисбаланса двигателя в сборе в условиях эксплуатации автомобиля.,.
5.2. Технологии диагностирования и уменьшения дисбаланса двигателя в сборе
5.2.1. Технология уменьшения дисбаланса двигателя в сборе
6. Расчет экономической эффективности от внедрения
результатов исследования
Общие выводы.
Список литературы


Тема диссертационной работы утверждена Советом инженерного факультета Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии и соответствует плану научно-исследовательской работы НГСХА. С расширением выпуска новых современных машин, с повышением их мощности и скорости особое значение приобретает эффективность использования техники. Применительно к двигателям внутреннего сгорания, она в значительной мере зависит от их безотказности в процессе эксплуатации, а это свою очередь определяется своевременностью и качеством технического обслуживания и ремонта /3/. Расширение сферы и интенсивности эксплуатации автомобильного транспорта предъявляет повышенные требования к уровню надежности и стабильности рабочих параметров ДВС, нарушение нормального функционирования которых влечет за собой значительное увеличение затрат при их эксплуатации /3/. На долю карбюраторных двигателей приходится . Конструктивная схема двигателя определяет величину и порядок неуравновешенных сил и (или) моментов от возвратно-поступательно движущихся масс и неуравновешенных периодических составляющих суммарного опрокидывающего момента (от газовых и инерционных сил). При этом, существенное влияние на уровни вибрации двигателя от инерционных сил (моментов) возвратно - поступательно движущихся масс оказывают гармонические составляющие первого и второго порядков, соответственно частоты п/ и 2п/ Гц, и от суммарного опрокидывающего момента, гармонические составляющие, начиная от половинного и до шестого порядков включительно (частоты: 0,5п/; п/; 2п/; 1. Гц)/,2/. Конструкция крепления двигателя на машине определяет диапазон, в котором располагается спектр собственных частот колебаний ДВС на подвеске. Известно, что усиление или ослабление амплитуд вибраций, как двигателя, так и автомобиля в целом при прочих равных условиях зависит от величины отношения частот вынужденных и собственных колебаний. Вышеназванные параметры, влияющие на внешнюю неуравновешенность двигателя, определяющиеся конструктивной схемой (число, расположение цилиндров, порядок их работы, наличие уравновешивающего механизма), а также конструкцией подвески двигателя, определяются для каждого типа двигателя и автомобиля на стадии их разработки и изготовления, в процессе эксплуатации и ремонта без изменения их конструкции, остаются неизменными. В процессе эксплуатации это смещение увеличивается. Анализ работ Тарасова А. Я., Сергеева А. М., Семенова Г. И., Чуда-кова Л. К.,Ризаева А. М. и др. ЗИЛ после капитального ремонта двигателя, увеличивается до г*см, при максимально допустимом не более чем 0г*см, а при снятии и установке на место только одной муфты сцепления дисбаланс увеличивается в 2 раза, при перестановке сцепления в иное положение, увеличивается в 5. ГАЗ после их восстановления превышает допустимое значение в 5. В результате исследований автомобильных двигателей было установлено, что дисбаланс двигателя ЗМЗ-2 за межремонтный период увеличивается в среднем в 2,4. По данным исследования, проведенных на партии двигателей ГАЗ- на Заволжском автомобильном заводе, дисбаланс вращающихся деталей при соблюдении существующих технических условий на изготовление и балансировку может достигать в передней корректировочной плоскости (наружный торец шкива коленчатого ваала) г*см и задней (наружный торец маховика) - 0г*см. Основной дисбаланс в задней^ корректировочной плоскости приходится на долю муфты сцепления (г*см) и маховика (г*см) /,/. Если собственная неуравновешенность коленчатого вала в среднем равна . Из этого видно, что большая часть дисбаланса создается при сборке и нагружении двигателя //. Дисбаланс коленчатых валов двигателя ГАЗ-, восстановленных шлифованием, под очередной ремонтный размер, колеблется в преде-^ лах от г*см до 0 г*см. У отремонтированных маховиков величина дисбаланса изменяется от г*см до г*см. Неуравновешенность вращающихся масс двигателя создается как собственной неуравновешенностью отдельных деталей: коленчатого вала, маховика, муфты сцепления, шкивов и других, так и из-за неточностей сборки, весового подбора, а также деформаций деталей при их нагревании и нагружении.