1. Пирсол, И. Кавитация. Пер. с англ. Ю.Ф. Журавлева, М. «Мир», 1975 - 96 с.
2. Резник, Н. Е. Процесс воздействия звуковых и ультразвуковых колебаний в жидкости на микробиологические объекты. Труды ВИСХОМ. Вып. 59. Теоретические и экспериментальные исследования аппаратов для обработки молока на фермах. М., ВИСХОМ 1969 - с. 91-119.
3. Эпштейн, Л. А. Возникновение и развитие кавитации. - Труды ЦАГИ, 1948, № 655, с. 41 - 118.
4. Brunton, I. H. The Deformation of Solids by Cavitation and Drop Impingement. Неустановившиеся течения воды с большими скоростями, Труды Международного симпозиума в Ленинграде, М.: «Наука», 1973.
5. Harrison, M. Experimental study of single bubble cavitation noise, J. Acoust. Soc. Amer., 24, P776, 1952.
6. Jim Frederick. Economic Benefits of Utilizing Controlled Cavitation Technology for Black Liquor Oxidation and Heating. / Jim Frederick, Daniel Armstead, Steve Lien, Wolfgang Schmidl, Bijan Ka-zem - TAPPI Journal, January , 2002.
7. Wheeler, W. H. Indentation of metals by cavitation. Trans. ASME, Series D, 82, N1, 1960, p. 184 - 194.
КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН
В. А. Коченов, к.т.н., доцент;
Т. С. Чичерова, ст. преподаватель «Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии»
Аннотация. Анализируется влияние режимов работы на силы и моменты, действующие в кривошипношатунном механизме и цилиндропоршневой группе
деталей двигателей внутреннего сгорания мобильных машин.
CLASSIFICATION OF MODES OF OPERATION
OF ENGINES OF MOBILE CARS
V. A. Kochenov, the candidate of technical sciences, the docent;
T. S. Chicherova, the senior teacher the Nizhny Novgorod state agricultural Academy)
Annotation. Influence of modes of operation on forces and the instants operating in the curvibearing-connectingrod mechanism and cylinder-piston group of details of internal combustion engines of mobile cars is analyzed.
Режим работы двигателя выражается законом движения коленчатого вала:
dw _ Mi
IT _ M/
где со - частота вращения коленчатого вала; t - время;
- индикаторный момент; Mc - момент сопротивления; I - момент инерции.
Индикаторный момент Mi определяется по
индикаторной диаграмме, имеющей подобный вид для всех двигателей и всех режимов работы. В дальнейшем исследовании характер изменения индикаторного момента в течение цикла остается единым для всех режимов работы двигателя.
По моменту сопротивления Mi: выделяются три
режима работы двигателя:
- установившийся скоростной и нагрузочный режим -крутящий момент, снимаемый с коленчатого вала, равен
среднему, в течение цикла двигателя, индикаторному моменту Мс = М{ ср ;
- режим перегрузки - крутящий момент, снимаемый с коленчатого вала, значительно больше среднего индикаторного момента Мс >■> М{ ср ;
- режим торможения двигателем - крутящий момент, снимаемый с коленчатого вала, отрицательный и значительно больше среднего индикаторного момента
Момент инерции I для выделенных режимов постоянный.
Объект исследования 1-цилиндровый 4-тактный двигатель (рис. 1). Рассчитываются:
у
частота
вращения коленчатого вала о;
- суммарный
крутящий момент колен-
чатого
вала
- сила, действующая по оси цилиндра в сопряжении поршневой палец-поршень РА;
- нормальная сила, действующая в сопряжении поршень - цилиндр N;
- сила, действующая по оси шатуна на подшипники верхней и нижней головок шатуна £;
Рис. 1. Схема сил, действующих в КШМ 134
- тангенциальная сила, действующая на коренные опоры коленчатого вала Т;
- сила, действующая по кривошипу на коренные опоры коленчатого вала К.
Результаты расчета представлены на рис. 2.
По всем анализируемым величинам наиболее благоприятным является установившийся скоростной и нагрузочный режим работы 1. С большим размахом его повторяет режим перегрузки 2. В режиме торможения 3 характер изменения сил относительно режимов 1 и 2 практически зеркальный. Такой характер является закономерным, т.к. обусловливается закономерным, циклическим изменением сил и моментов от давления газов - они, и при производстве энергии и при торможении, являются главными.
По времени присутствия в эксплуатации двигательный режим является более продолжительным, чем тормозной. Этот режим определяет закономерности «нормальной» работы двигателя, в том числе закономерности износа деталей КШМ и ЦПГ. С точки зрения механических повреждений - поломок деталей, двигательный режим менее опасный, чем тормозной. При больших перегрузках двигатель может самозащититься, т. е. заглохнуть.
По зеркальности - противоположности направления нагрузок, выделяются два режима работы двигателя:
1) режим производства энергии (двигательный);
2) режим потребления энергии (тормозной).
Режим работы двигателя как потребителя энергии является менее продолжительным. По частоте появления в двигателе, он такой же закономерный как двигательный. Вследствие непродолжительности тормозной режим не играет заметной роли в определении закономерностей
износа сопряжений. С точки зрения случайных поломок: нарушений механической прочности деталей, заклинивания двигателя и т.д., этот режим более опасный, чем двигательный. В тормозных режимах работы меняется направление нагрузки, детали занимают неприработанное, неоптимальное положение, поэтому несущая способность сопряжений ниже, чем в двигательных режимах.
Рис. 2. Изменение частоты вращения со (а), крутящего момента Мкр (б), силы действующей в сопряжении
поршневой палец - бобышки поршня РА в), силы действующей в сопряжении поршень - цилиндр N (г), силы действующей на подшипники верхней и нижней головок шатуна £ (д), силы действующей на коренные подшипники коленчатого вала К (е) от угла поворота коленчатого вала р
По максимальным значениям сил режимы перегрузки и торможения двигателем являются экстремальными. К экстремальным относятся режимы выжима сцепления и буксование. На этих режимах, кроме резкого изменения крутящего момента, снимаемого с двигателя, резко изменяется момент инерции коленчатого вала, вследствие добавления, или удаления моментов инерции трансмиссии и машины в целом (рис. 3).
Рис. 3. Зависимость частоты вращения о (а) и крутящего момента Мкр (б) от угла повор кта коленчатого вала р при
уменьшенном (7) и увеличенном (2) моменте инерции колеичатого вал а I
Закономерности изменения нагрузок в КШМ и ЦПГ позволяют выявлять экстремальные режимы эксплуатации машины с целью их минимизации и повышения надежности двигателя.
Список литературы
1. Г оц, А. Н. Порядок проектирования автомобильных и тракторных двигателей / А. Н. Гоц, В. В. Эфрос; Владим. гос. ун-т - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. - 148 с.
2. Коченов, В. А. Конструирование и эксплуатация автомобильных двигателей: монография / В. А. Коченов. -Княгинино: Нижегородский государственный инженерноэкономический институт, 2009. - 163 с.