CC BY
32
Таблица 6
Профессиональный уровень командиров вертолетов, с которыми в 2011 году _произошли авационные происшествия_
Дата, тип, борт № Обстоятельства Налет, ч
Общий На типе КВС
15.03.2011 Ми-8Т RA-24436 При тренировке по действиям при отказе двигателя грубое приземление 9450 9450 5450
18.06.2011 Ми-2 RA-23222 При взлете с площадки ограниченных размеров столкновение с препятствием 10553 8226 8226
05.07.2011 Ми-8Т RA-22350 При висении опрокидывание на бок 3908 3908 898
12.07.2011 Ми-8Т RA-24278 При висении задел лопастями РВ дерево 10000 2447 2447
15.07.2011 Ми-8Т RA-22860 После взлета появление дыма в салоне с последующим пожаром 6591 6572 2907
19.07.2011 Ми-8Т RA-22387 При полете в СМУ столкновение РВ с землей 7447 7447 1270
25.07.2011 Ми-8Т RA-24422 При посадке столкновение с землей 16100 15328 12382
29.08.2011 Ми-8МТВ RA-25560 При посадке грубое приземление с опрокидыванием на бок 7277 4703 996
гается: подготовку летного и инженерно-технического персонала осуществлять по схеме, действующей до 1990 года, с систематической переподготовкой при УТЦ, высших и средних учебных заведениях гражданской авиации России. Это возможно только при создании крупных авиакомпаний федерального и регионального уровня, имеющих достаточные финансовые средства на подготовку кадров, на обновление и под-
держание парка воздушных судов.
На наш взгляд, количество федеральных авиакомпаний должно быть в пределах от 8 до 10 (по количеству федеральных округов) и региональных - в пределах 20-25. Решение этой задачи возможно только на государственном уровне при финансовой поддержке.
Библиографический список
1. Надежность авиационной техники и безопасность поле- 2008. - 228с.
тов: учеб. пособие / С.И. Снисаренко [и др.] Новосибирский 2. Отчет начальника инспекции по безопасности полета государственный технический университет. - Новосибирск. Росавиации (28.10.2011). М.: Росавиация, 2011.
УДК 629.113.004.5
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ТРАНСМИССИЯХ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
1 9
В.В.Скутельник1, О.Л.Маломыжев2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Обоснована необходимость исследования влияния повышенных температур на теплопроводность и удельную теплоемкость сталей. Приведены исследования четырнадцати марок сталей, используемых для изготовления элементов трансмиссий транспортных машин. Выявлено, что для некоторых марок сталей имеет место нелиней-
1Скутельник Виталий Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры менеджмента на автомобильном транспорте, тел.: ( 3952) 405135.
Skutelnik Vitaly, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department ofManagement in Automobile Transport, tel. (3952) 405135.
2Маломыжев Олег Львович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, тел.: (3952) 405136, email: [email protected]
Malomyzhev Oleg, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile Transport, tel.: (3952) 405136, e-mail: [email protected]
ный характер зависимости значений теплофизических свойств от температуры, особенно для теплопроводности. Ил. 3. Табл. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: удельная теплоемкость; теплопроводность; теплофизические свойства сталей; калориметр.
STUDY OF THE EFFECT OF ELEVATED TEMPERATURES ON THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF THE STEELS USED IN VEHICLE TRANSMISSIONS V.V. Skutelnik, O.L. Malomyzhev
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The necessity to study the effect of elevated temperatures on the thermal conductivity and specific heat of steels is justified. The researches of the fourteen types of steel grades used for producing the elements of vehicle transmissions are given. It is revealed that the non-linear dependence of values of thermophysical properties on temperature, especially thermal conductivity on temperature is characteristic of some steel grades. 3 figures. 2 tables. 5 sources.
Key words: specific heat; thermal conductivity; thermophysical properties of steel; calorimeter.
Надежность и эффективность транспортных машин в значительной степени определяется их трансмиссией. Использование все более мощных моторных установок при стремлении сократить габаритные размеры и массу элементов трансмиссии приводит к значительным тепловыделениям и, как следствие, повышению рабочих температур в узлах и агрегатах трансмиссий.
Опыт эксплуатации трансмиссий транспортных машин, имеющих тепловыделения в агрегатах свыше пятидесяти киловатт на кубический метр, что характерно, например, для большегрузных автомобилей, работающих в экстремальных условиях, показывает, что наряду с прочностными расчетами необходимо рассматривать вопросы теплового расчета элементов трансмиссии.
При проведении расчетно-экспериментальных работ теплового расчета возникает необходимость знать теплофизические характеристики (ТФХ) используемых в трансмиссии конструкционных материалов, к которым в первую очередь следует отнести теплопроводность (Л) и удельную теплоемкость (С) Известно, что указанные величины изменяют свои значения при различных температурах, причем величина изменений может достигать 1,5 и более раз. Знание значений величин Л и С во всем рабочем диапазоне температур элементов трансмиссий дает возможность в значительной мере повысить точность и эффективность проведения расчетно-экспериментальных доводочных работ.
Теплофизические свойства сталей также зависят от металлургической «предыстории» и могут изменяться согласно [4] в 1,5-2 раза, в крупных поковках и литых изделиях имеет место масштабный фактор, связанный с неравномерностью теплофизических свойств стали по сечению заготовок, которая объясняется неоднородностью химического состава и структуры стали. Кроме того, теплофизические характеристики зависят от способа сталеплавильного производства, известно, например, что имеется существенное отличие свойств сталей электрошлакового или вакуум-дугового переплава от характеристик металлов мартеновской выплавки. Это приводит к необходимости исследовать теплофизические свойства
сталей, используемых в трансмиссиях транспортных машин в диапазоне реально возможных температур.
В настоящее время известны различные методы определения теплоемкости материалов. Одним из наиболее удобных и доступных для определения теп-лоемкостей твердых и жидких материалов является сравнительный метод динамического С-калориметра с тепломером и адиабатической оболочкой.
На рис. 1 показана схема метода. Испытуемый образец 2 размещается внутри металлической ампулы 3 и монотонно разогревается вместе с ней за счет непрерывно поступающего через тепломер 4 теплового потока О из основания 5. Тепловая связь ампулы 3 и образца 2 с внешней средой допускается только через тепломер 4. Поэтому открытые участки поверхности ампулы отделены от внешней среды адиабатической оболочкой 1.
Рис.1. Тепловая схема метода для определения теплоемкости
Предлагаемый метод был реализован на про-мышленно выпускаемом приборе ИТ-С-400, который позволяет определять знания удельной теплоемкости твердых и жидких материалов в диапазоне температур -100 до 400°С. При этом погрешность измерений теплоемкости не превышает ± 6%.
Измерение теплопроводности материалов может быть проведено также методом динамического калориметра. Тепловая схема метода показана на рис. 2. Испытуемый образец 2, контактная пластина 4 и стер-
жень 1 монотонно разогреваются тепловым потоком Q, поступающим из основания 5. Боковые поверхности стержня 1, образца 2 пластин 3 и 4 адиабатически изолированы от внешней среды. Испытания по определению теплопроводности материалов проводились на приборе ИТ- 400.
1
Рис.2. Тепловая схема метода для определения теплопроводности
Для определения удельной теплоемкости и теплопроводности были изготовлены образцы 14 марок сталей, наиболее часто используемых в узлах трансмиссий для изготовления различных деталей. Исследования проводились для следующих марок сталей: конструкционных углеродистых качественных сталей 10, 20, 25; для конструкционных легированных сталей 20Х, 45Х, 38ХС, 40ХС, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А-Ш, 20ХН3А, 38Х2МЮА; для конструкционной подшипниковой стали ШХ15 и инструментальной легированной стали 9Х1. Испытания образцов проводились в интервале температур, возможных в реальных условиях эксплуатации транспортных машин.
С помощью приведенных методик были получены
значения теплоемкости и теплопроводности в зависимости от температуры. Результаты экспериментальных значений представлены в табл. 1 и 2.
Полученные значения теплофизических коэффициентов в интервале температур от 20 до 300°С в основном согласуются с результатами, приведенными в [1,3,4] для сталей: 12ХН3А, 38ХС, 10, 20ХН3А, 40ХС, ШХ15, 20Х2НА-Ш. Относительная разность в значениях не превышает погрешность измерения. Однако свойства ряда сталей 20, 25, 20Х существенно отличаются от аналогичных или близких по химическому составу сталей, предоставленных в справочной литературе, так теплопроводность стали 20 в диапазоне температур от 100 до 200°С отличается на 16% от данных [1,4]. Это объясняется не столько погрешностью измерений, сколько предысторией образцов материалов. Такие же выпады отмечаются авторами работы [2].
Испытания показали, что в некоторых случаях имеет место нелинейный характер зависимости значений теплофизических свойств материалов от температуры, особенно для теплопроводности (рис.3).
температура,оС
Рис.3. Зависимость теплопроводности стали 20 от температуры
Таблица 1
Удельная теплоемкость сталей С, Дж/(кг°С)_
Марка стали Температура, °С
50 100 150 200 250 300
ШХ-15 476 495 552 523 527 577
9Х1 480 503 520 536 533 559
38Х2МЮА 450 482 498 498 498 516
45Х 469 500 514 516 519 548
25 468 491 509 518 512 544
38ХС 459 480 499 511 509 535
20 439 463 483 494 495 518
40ХС 452 462 476 489 485 508
10 415 459 465 471 427 501
12ХН3А 435 459 470 483 477 487
12Х2Н4А 428 445 456 467 471 482
20Х 427 448 456 469 481 490
20Х2Н4А-Ш 445 490 495 504 510 518
20ХН3А 480 496 493 501 515 530
Таблица 2
Коэффициент теплопроводности Я, Вт/(м*С°)_
Марка стали Температура, °С
50 100 150 200 250 300
ШХ-15 48 45 44 43 40 38
9Х1 36 36 36 37 35 32
38Х2МЮА 32 32 31 31 30 29
45Х 33 34 35 33 32 31
25 55 53 53 48 42 39
38ХС 39 40 41 41 38 38
20 60 59 59 58 56 55
40ХС 40 39 39 38 36 35
10 59 60 59 56 55 50
12ХН3А 32 32 31 30 28 27
12Х2Н4А 31 30 30 29 28 27
20Х 44 46 47 46 45 41
20Х2Н4А-Ш 28 26 25 25 24 22
20ХН3А 37 37 36 34 33 32
В связи с этим применение в расчетах линейных аппроксимаций, приведенных в справочной литературе, приведет к погрешностям при расчетах тепловых параметров элементов трансмиссий. При проведении экспериментальных работ применялась статистическая обработка данных. Каждое значение, представленное в табл. 1 и 2, является усредненным результатом не менее пяти измерений (согласно рекомендации инструкции прибора). Точность эксперимента оцени-
валась доверительным интервалом с надежностью, равной 0,95. Доверительный интервал оценивался с помощью таблиц Стьюдента.
Предлагаемые исследования позволяют на этапе проектирования узлов и агрегатов высоконагруженных трансмиссий автомобилей и других транспортных машин повысить точность расчетов теплового состояния элементов силовых передач.
Библиографический список
1. Марочник сталей и сплавов: справочник /под ред. В.Г.Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. 639 с.
2. Немзер Г.Г., Аронов М.А. Исследование теплофизических свойств сталей // Кузнечно-штамповочное производство. 1980. №3. С. 26-30.
3. Дорфман В.С. Современные материалы в автомобиле-
строении: справочник. М.: Машиностроение, 1978. 271 с.
4. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: справочник / под ред. Б.Е.Неймарка. М.,Л.: Энергия, 1967. 240 с.
5. Плутонов Е.С. Теплофизические измерения и приборы. Л.: Машиностроение, 1986. 254 с.
УДК 629.113.004
МЕТОДИКА УСТАНОВКИ НАЧАЛЬНОГО УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДИЗЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
л _ о
А.И.Федотов1, А.В.Захаренко2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Установку начального угла опережения впрыска топлива дизеля в условиях эксплуатации можно осуществлять без дорогостоящего оборудования, используя в качестве диагностических параметров характеристики разгона автомобиля на прямой передаче по горизонтальной ровной опорной поверхности дороги. Это обеспечивает вполне удовлетворительные тягово-экономические показатели автомобилей в условиях эксплуатации. Ил. 6. Табл. 3. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: дизель; угол опережения впрыска топлива; диагностика; двигатель; сила тяги на колесах; топливный насос высокого давления; расход топлива; время разгона.
1Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автомобильного транспорта, тел.: (3952) 405853, e-mail: [email protected]
Fedotov Alexander, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Road Transport, tel.: (3952) 405853, e-mail: fai.abs @ rambler.ru
2Захаренко Анатолий Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры строительных, дорожных машин и гидравлических систем, тел.: (3952) 405134, e-mail: [email protected]
Zakharenko, Anatoly, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Construction, Roadbuilding Machinery and Hydraulic Systems, tel.: (3952) 405134, e-mail: [email protected]
