Измерение и моделирование механических потерь в цилиндропоршневой группе малоразмерного ДВС

• Автор: Чирский, Сергей Павлович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВЫХ МАШИНАХ
1.1. Состояние проблемы трибометрии и экспериментального моделирования трибологических процессов в поршневых машинах
1.2. Анализ технических решений устройств для измерения сил трения в ЦПГ и КШМ
1.2.1. Метод тензометрического шатуна
1.2.2. Метод подвесного цилиндра
1.2.3. Методы измерительных полос и плавающей втулки
1.3. Проблема подобия условий испытаний при моделированиии реальной работе ДВС
1.4. Проблема воспроизводимости результатов при измерениях
1.5. Уровень автоматизации испытаний и обработки результатов
1.6. Выводы, постановка цели и задач исследования
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА И ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ ТРЕНИЯ
2.1. Оценка силовых факторов в измерительном узле «полоса-
паз» метода измерительных полос
2.2. Анализ колебательной системы измерительного узла
2.3. Поиск путей решения проблемы фазового сдвига нулевой
точки силы трения
2.4. Применение анализа размерностей и теории подобия к обоснованию условий моделирования на установке

2.5. Выводы
Глава 3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ МОДЕЛИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ
3.1. Расчет параметров приводного электродвигателя
3.2. Расчет и калибровка пъезодатчиков силы трения
3.3. Расчет погрешности измерения показателей механических потерь
3.4. Алгоритм сбора и обработки экспериментальных данных
3.5. Расчет механических потерь в ЦПГ поршневого трибометра
3.6. Выводы ЮО
Глава 4. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1. Цель, задачи и объекты экспериментального исследования
4.2. Концепция и конструкция измерительного комплекса
4.3. Предварительное тестирование объектов на машине трения
4.4. Результаты испытаний объектов на поршневом трибометре
4.5. Проверка адекватности моделирования
4.6. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Экспериментальная оценка механических потерь поршневого ДВС -это необходимый и весьма ответственный этап доводки конструкции и/или проверки эффективности применения новых технических решений, технологических процессов обработки деталей, смазочных материалов и специальных присадок. Будучи прямо или косвенно связанными с необходимостью определения сил трения, методы измерения механических потерь стоят несколько особняком от широко применяемых методов измерения других показателей рабочего процесса двигателя. Это обусловлено чрезвычайной сложностью как собственно измерений сил трения в машинах вообще, так и в такой технической системе как поршневой двигатель, в особенности. Достаточно сказать, что из трех наиболее распространенных типовых (ГОСТ 18509-85 и ГОСТ 14846-81) методов испытаний ДВС для определения механических потерь - характеристики холостого хода, прокручивания и отключения цилиндров - ни один, по мнению специалистов, не может быть признан в качестве единственно достоверного, надежного и достаточного для вынесения суждения об абсолютном значении механических потерь. Поэтому указанные методы пригодны пока только для сравнительных испытаний и то при очень тщательном выполнении так называемых «прочих равных условий», к которым в первую очередь следует отнести идентичность скоростного и температурного режимов двигателя, отсутствие нестабильности в работе системы топливоподачи и др.
Наряду с типовыми методами относительно недавно стали разрабатываться и применяться (в основном для научных целей) специальные методы измерения сил и моментов трения как на работающем двигателе, так и на моделях и установках, в той или иной степени воспроизводящих работу поршневой машины. В отличие от моторных методов, испытания по определению сил трения (механических потерь) на моделирующих установках часто позволяли глубже исследовать саму природу трения, получить гораздо более высокую точность и воспроизводимость результатов измерений. В то же

на его основе ряда технических решений, часть из которых была реализована в действующих устройствах измерения локальных сил трения в ЦПГ ДВС и поршневых компрессоров [42-49].
Рассмотрим принцип измерения локальной силы трения, положенный в основу метода измерительных полос (далее - метод полос).
Если конструктивно выделить по длине цилиндра элемент, упруго связанный в осевом направлении с неподвижной опорой, то получим принципиальную схему метода полос, представленную на рис. 1.15.
Рис. 1.15. Принципиальная схема метода полос для измерения локальных сил трения в ЦПГ поршневых машин: 1 -поршень; 2 - полоса; 3 - цилиндр; 4 - упругая связь Из этой схемы следует:
12 = -2Ъ
23 - Дзг;
Я.24 = - кх.