CC BY
74
УДК 621.43
В. В. ГОЕВА, Н. Е. ГРИШИН, С. С. КАЗАКОВ, В. А. КОЧЕНОВ.
МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРСИРОВАНИЕ ДВС, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ДЕТАЛЕЙ
Ключевые слова: интенсивность износа, погрешности проектирования и производства, степень сжатия, форсирование, частота вращения коленчатого вала.
Аннотация. Анализируется зависимость долговечности и износостойкости деталей от технических возможностей производства и форсирования ДВС.
Целью исследования является оценка долговечности и износостойкости деталей от технических возможностей двигателестроения, обусловливаемых погрешностями проектирования и производства и уровнем форсирования ДВС. Взаимосвязь форсирования, производства, долговечности и износостойкости анализируется по динамике развития ДВС автомобилей, отраженной в показателях технической характеристики двигателей ГАЗ и ЗМЗ [3, с. 39], зависимости изнашивания от газовых и инерционных нагрузок и геометрии трущихся поверхностей деталей [4, с. 60], эмпирических [1, с. 41;2, с. 53] и прогнозируемых [4, с. 60] данных долговечности и износостойкости деталей кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы.
Развитие двигателестроения характеризует форсирование ДВС - степень сжатия £ и частота вращения коленчатого вала на режиме максимального крутящего момента пм , погрешности проектирования и производства П. Погрешности включают зазор и соответствие микро- и макрогеометрии трущихся поверхностей деталей своим оптимальным, приработанным параметрам. Для обеспечения работоспособности, сохранения и улучшения долговечности и износостойкости деталей при форсировании ДВС погрешности уменьшаются.
Используя технические характеристики двигателей [3, с. 39], эмпирические данные погрешностей проектирования и производства ПЭ [1, с. 42], рассчитываем коэффициент пропорциональности
© Гоева В. В., Гришин Н. Е., Казаков С. С., Коченов В. А., 2013
КП = ПЭ епМ; теоретическую погрешность проектирования и производства ПТ (табл.1).
По аналогии с расчетом предельного износа [4, с. 60], теоретическая погрешность проектирования и производства определится по следующей формуле:
где КП - коэффициент пропорциональности.
Таблица 1 - Прогнозирование предельного износа и ресурса деталей двигателей
Показа- тель. ГАЗ 51 ГАЗ 69 ЗМЗ 21 ЗМЗ 53 ЗМЗ 24 ЗМЗ 402 ЗМЗ 406 Ср. зн.
Год пр-ва 1945 1947 1960 1963 1970 1982 1996
е 6,2 6,7 7,15 7,6 8,2 8,2 9
-1 пм, мин 1500 2000 2100 2200 2400 2600 4000
Коренные шейки коленчатого вала
ПЭ,мкм 20 45,7 55 32 28,8 12,5 18,8
К О .и 19 61 83 54 57 27 68 52
ПТ , мкм 56 39 35 31 26 24 14
Шатунные шейки коленчатого вала
ПЭ, мкм 46,7 46,7 0 21,7 7,25 3,33 5
'Г О 43 63 0 36 14 7 18 26
ПТ , мкм 28 19 17 16 13 12 7
Цилиндры
ПЭ , мкм 55 60 42 80 58 64 67
■'Г О 51 80 63 133 114 136 241 117
ПТ, мкм 126 87 78 70 59 55 33
Тепловой зазор в замке первого компрессионного кольца
ПЭ , мм 0,25 0,06 0,15 0,11 0,05 0,04
Кп 3350 901 2508 2164 1066 1440 1905
ПТ , мм 0,14 0,13 0,11 0,10 0,09 0,05
Считаем, что для исследования аналитического типа получено высокое соответствие теоретических и эмпирических, эксплуатационных данных.
Погрешности проектирования и производства трущихся поверхностей деталей отражают свойства трибосопряжений, непосредственно влияя на их долговечность и износостойкость. Кроме этого, влияние погрешностей на изнашивание выражается через технические возможности двигателя и машины. С модернизацией производства и уменьшением погрешностей техническая характеристика и двигателя и машины улучшается. Пример связи двигателя и автомобиля приводится в таблице 2.
Таблица 2 - Величины, характеризующие связь двигателя с автомобилем
Параметр Модель автомобиля
ГАЗ 51А ГАЗ 53А ГАЗ 66
Тип двигателя Р-6 У-8 У-8
Ход поршня, мм 110 80 80
Радиус качения колеса, мм 440 463 507
Передаточное отн. заднего моста 6,67 6,83 6,83
Число об. колеса на 1 км пути 362 344 314
Число об. двигателя на 1 км пути 2415 2350 2145
Путь поршня на 1 км пути автомобиля на прямой передаче, м 531 376 343
Мощность на 1 т полной массы автомобиля, кВт- ч 9,9 11,7 15,4
Форсирование и повышение мощности двигателя увеличивает энерговооруженность и передаточное отношение трансмиссии автомобиля, уменьшает вероятность езды на пониженных передачах, уменьшает путь трения деталей двигателя на 1 км пути, что увеличивает долговечность и износостойкость.
На основании данных прогнозируемого предельного износа и ресурса деталей [3, с. 39]:
И = Ки/
2Т /е»М ,
Т2Т = Кт£ пМ
Рисунок 1 - Зависимость погрешностей проектирования и производства и интенсивности износа коренных а и шатунных б шеек коленчатого вала
2000 4000 6000 8000
Рисунок 2 - Зависимость погрешностей проектирования и производства и интенсивности износа цилиндров а и поршневых колец б
Определим интенсивность износа:
и _И27/ _К/
ит_ A--ye«2-
где ки _ КуК ~ коэффициент пропорциональности.
На рис. 1, 2 представлены зависимости погрешностей проектирования и производства и интенсивности износа деталей кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы от форсирования ДВС. С повышением степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала интенсивность износа уменьшается быстрее погрешностей. Это объясняется влиянием погрешностей на свойства трибосоп-ряжений двигателя автомобиля, согласованное развитие которых обеспечивает повышенный рост долговечности и износостойкости деталей.
Выводы
Форсирование и увеличение мощности двигателя, а также энерговооруженности автомобиля, обеспечиваемые модернизацией производства и снижением погрешностей проектирования, повышают показатели надежности деталей и сопряжений и машины в целом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коченов В.А. и др. Влияние геометрии трущихся поверхностей на долговечность и износостойкость трибосопряжений. Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 10. С. 41-42.
2. Коченов В.А. и др. Оценка проектирования и изготовления трибосопряжений. Тракторы и сельхозмашины. 2011. №12. С. 52-54.
3. Коченов В.А. и др. Прогнозирование долговечности и износостойкости ДВС. Тракторы и сельхозмашины. 2013. №4. С. 38-40.
4. Минеев А.М. Двигатели Заволжского моторного завода. Нижний Новгород. Издательство Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, 1998. 256с.
MODERNIZATION OF PRODUCTION, FORCING OF ICE , DURABILITY AND WEAR RESISTANCE OF PARTS
Keywords: Errors in design and production, the wear rate, forcing, rate of compression, speed of crankshaft rotation.
Annotation. Article analyses the dependence of durability and wear resistance on the technical possibilities of production and forcing ICE.
ГОЕВА ВЕРА ВЛАДИМИРОВНА - доцент кафедры «Тракторы и автомобили», Нижегородский государственный инженерноэкономический институт, Россия, Княгинино, (triamur@mail.ru).
GOEVA VERA VLADIMIROVNA - docent of the chair «Tractors and automobiles», Nizhny Novgorod State Engineering and Economic Institute, Russia, Knyaginino, (triamur@mail.ru).
ГРИШИН НИКОЛАЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ - старший преподаватель кафедры «Тракторы и автомобили», Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Россия, Княгинино, (triamur@mail.ru).
GRISHIN NIKOLAY EVGENIEVICH - senior lecturer of the chair «Tractors and automobiles», Nizhny Novgorod State Engineering and Economic Institute, Russia, Knyaginino, (triamur@mail.ru).
КАЗАКОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ - старший преподаватель кафедры «Тракторы и автомобили», Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Россия, Княгинино, (triamur@mail.ru).
KAZAKOV SERGEY SERGEEVICH - senior lecturer of the chair «Tractors and automobiles», Nizhny Novgorod State Engineering and Economic Institute , Russia , Knyaginino, (triamur@mail.ru).
КОЧЕНОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ - кандидат технических наук, доцент кафедры «Тракторы и автомобили», Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Россия, Княгинино, (vakochenov@yandex.ru).
KOCHENOV VLADIMIR ALEKSANDROVICH - candidate of technical sciences, docent of the chair «Tractors and automobiles», Nizhny Novgorod State Engineering and Economic Institute, Russia, Knyagi-nino, (vakochenov@yandex.ru).
