CC BY
19
ских параметров АТС ‘^-системами” / И.М. Блянкинштейн, М.М. Валиханов, А.С. Кашура // Автомобильная промышленность, 2009. -№11, С. 3135.
The analysis and synthesis of laser monitoring systems of vehicle geometrical parameters
I.M. Blyankinshtein, A.S. Kashura
Imitating modeling of process measurement of geometrical parameters of vehicles by monitoring systems on the basis of laser measuring instruments is spent. The comparative estimation of offered variants of measuring systems from positions of accuracy procedure of measurement is spent.
Блянкинштейн Игорь Михайлович - канд. техн. наук, доцент , доцент кафедры «Транспорт» Сибирского федерального университета. Основное направление научных исследований -совершенствование методов и технических средств реализации технологических процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей. Имеет 70 опубликованных работ. * e-mail: blyankinshtein@mail. ru.
Кашура Артем Сергеевич - аспирант кафедры «Транспорт» Сибирского федерального университета. Основное направление научных исследований - совершенствование методов и технических средств контроля геометрических параметров транспортных средств с помощью лазер-содержащего оборудования. Имеет 8 опубликованных работ. * e-mail: [email protected].
Статья поступила 15.06.2010 г.
УДК 629.113.004.5
РАЗОГРЕВ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА СОСТОЯНИЕ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВС
В.Н. Визовитин
Аннотация. Рассмотрены проблемы обеспечения теплового состояния автотранспортных средств в условиях низких температур. Представлены результаты исследования коэффициента перепада температур элементов двигателя ЗиП-130. Выполнено моделирование несоосности шейки коленчатого вала и подшипников скольжения.
Ключевые слова: тепловое состояние, режим разогрева, коленчатый вал, коэффициент перепада, моделирование.
Эксплуатация автотранспортных средств (АТС) в суровых климатических условиях сопряжена с комплексом негативных факторов, воздействующих на систему водитель - АТС. Слабо развитая дорожная инфраструктура, значительные плечи перевозок, длительная работа АТС в отрыве от баз дислокации, а также сложности технического содержания техники в этот период ведут к дополнительным экономическим затратам, снижают готовность технической системы к осуществлению перевозочного процесса.
Рост частоты появления характерных зимних отказов и успешность их устранения в условиях окружающей среды при отсутствии технической помощи, в значительной степени зависит от оснащенности и подготовленности АТС, в том числе и средствами выработки тепловой энергии. Чаще всего в качестве такого средства водителем используется опасный и недопустимый метод обеспечения теплового состояния элементов ДВС с помощью паяльной лампы. Такие
методы тепловой подготовки, а также использование мощных моторных подогревателей способствуют значительным температурным перепадам отдельных элементов блока цилиндров как по высоте, длине так и по ширине блока. Неравномерный прогрев приводит к деформациям, появлению микротрещин в структуре метала, нарушая его прочность и герметичность.
Для эффективной и бесперебойной работы транспорта в арктической и субарктической подзонах северной климатической зоны, необходимо использовать АТС в северном исполнении. Однако реальная практика такова, что подавляющая часть выпускаемых АТС предназначена для эксплуатации при температурах не ниже минус 40 °С. Возникновение характерных зимних отказов и в частности причины проворота и повышенный износ вкладышей коленчатого вала при запуске ДВС, относятся к категории слабо проработанных, в практической деятельности транс-
портных структур. Многообразие факторов воздействующих на снижение надежности этого соединения в реальной практике чаще всего связывают с высокой вязкостью масла при пуске и как следствие сложностями обеспечения жидкостного или граничного трения.
В связи с этим актуальность проблемы -обеспечение надежной работы соединения вал -подшипник при пуске ДВС в условиях низких температур сталкивается со следующими противоречиями: противоречием между необходимостью достижения температуры теплоносителя достаточной для прогрева стенок цилиндров ДВС до состояния способствующего оптимальной реализации физического и химического этапов подготовки топливно-воздушной среды и температурой подшипников скольжения; противоречием, связанным со стремлением снизить время тепловой подготовки и реальной потребности доведения теплового состояния до оптимального; противоречием между существующими возможностями автономных средств разогрева и равномерностью разогрева элементов ДВС.
Исходя из выше изложенного, сформирована цель, направленная на выявление влияния разогрева на состояние подшипников скольжения коленчатого вала, которая реализована с использованием полноразмерной экспериментальной установки и моделирования. Для оценки изменения температурного поля ДВС в режиме разогрева выполнены замеры в различных точках элементов двигателя. Испытания выполнены на экспериментальной установке (рис. 1) с использованием загущенного масла М-6з/10 В, обладающего пологой вязкостнотемпературной характеристикой. Замеры тем-
пературы контролируемых точек ДВС осуществлялись термодатчиками ТХА (термопара К тип и ТХА- 0193Т). В качестве источника тепловой энергии использован моторный подогреватель с производительностью 30000 ккап/ч.
Подвод значительного количества тепловой энергии за короткий промежуток времени приводит к температурному перепаду между наиболее нагретыми и наиболее холодными элементами ДВС (рис. 2).
При больших перепадах происходит деформация блока и нарушается соосность шейки коленчатого вала и вкладышей, что приводит к повышенному износу антифрикционного слоя, а при пуске ДВС повышается вероятность проворота вкладыша с перекрытием масляного канала.
В процессе эксперимента выявлено, что с ростом температуры охлаждающей жидкости подаваемой в головки блока растет и величина коэффициента перепада. Наиболее высокое среднее значение температурного перепада наблюдается в нижней части и в середине блока, соответственно 0,64 и 0,42, среднеквадратическое отклонение 0,08 и 0,054, коэффициент вариации 0,125 и 0,129.
Моделирование процесса величины не-соосности для условий сохранения прокачи-ваемости масла (вязкость 10400 мм /с при температуре минус 18 °С), представленное в таблице 1, показывает, что при разогреве с интенсивным подводом тепла наблюдается высокая несоосность, что может способствовать провороту и нарушению подачи масла в полость подшипника.
Рис. 1. Экспериментальная установкадля разогрева ДВС
кп
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
ьи,и I 1В
± —г < — (
1—1 г
|£=—-
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 /г ,°С
—□— Минимальная температура нижней части блока —й— Максимальная температура средней части блока X Минимальная температура средней части блока Ж Минимальная температура передней верхней части блока
• Минимальная температура передней нижней части блока
♦ Минимальная температура задней верхней части блока А Минимальная температура задней нижней части блока
—о— Максимальная температура передней верхней части блока —X — Максимальная температура передней нижней части блока —□— Максимальная температура задней верхней части блока —Л— Максимальная температура задней нижней части блока Максимальная температура нижней части блока
Рис. 2. Влияние разогрева элементов ДВС на коэффициент перепада Таблица 1 - Моделирование состояния шейка-вкладыш коленчатого вала
Поз. КП ЛФ Лф2 кП2 л*кп ДЛ ДЛ2 Е', %
1 0,6 0,0297 0,00088 0,36 0,02 0,02732 0,00235 0,0000055 12,4
2 0,59 0,0274 0,000753 0,35 0,02 0,02619 0,00125 0,0000016 6,6
3 0,58 0,0245 0,000599 0,34 0,01 0,02505 -0,00058 0,0000003 3,1
4 0,57 0,0222 0,000495 0,32 0,01 0,02392 -0,00167 0,0000028 8,9
5 0,56 0,0222 0,000495 0,31 0,01 0,02279 -0,00054 0,0000003 2,9
6 0,55 0,0200 0,000401 0,30 0,01 0,02166 -0,00163 0,0000027 8,6
7 0,54 0,0200 0,000401 0,29 0,01 0,02053 -0,00051 0,0000003 2,7
8 0,53 0,0178 0,000317 0,28 0,01 0,01939 -0,00160 0,0000026 8,5
9 0,52 0,0185 0,000344 0,27 0,01 0,01826 0,00028 0,0000001 1,5
10 0,49 0,0178 0,000317 0,24 0,01 0,01487 0,00293 0,0000086 15,5
11 0,48 0,0141 0,000198 0,23 0,01 0,01373 0,00035 0,0000001 1,9
12 0,47 0,0126 0,000159 0,22 0,01 0,01260 0,00000 0,0000000 0,0
13 0,45 0,0096 9,29Е-05 0,20 0,00 0,01034 -0,00070 0,0000005 3,7
14 0,43 0,0082 6,65Е-05 0,18 0,00 0,00807 0,00008 0,0000000 0,4
Итого 7,4 0,3 0,005517 3,9 0,1 0,3 0,000000 0,0000253 76,6
Кп 0,53 0,0189 0,0004 0,28 5,47
а 0,052 0,006
А 0,53
Ла0 -0,02 а0 = -0,041
Аа1 0,06 а1 = 0,113204
Полученные расчетные характеристики модели взаимосвязи величины несоосности и коэффициента перепада нагрева головки и нижней части блока показывают, что коэффициент корреляции между этими параметрами составляет, 0,975, коэффициент детерминации, характеризующий качество модели 0,9506, коэффициент эластичности 3,147.
Коэффициент аппроксимации - 5,47 % показывает, что доля неучтенных факторов, воздействующих на систему подшипник -шейка вала незначительна, т.е. полученная модель hp = - 0,041 + 0,113204 ' Кп может использоваться для технических целей.
Учитывая, что со снижением температуры окружающей среды и повышением температуры теплоносителя при пуске температурный перепад растет необходимо использовать комплекс организационно-технических мероприятий по нивелированию его воздействия. Для снижения вероятности отказа при разогреве и пуске ДВС на линии водителю необходимо использовать способы и приемы, способствующие разогреву нижней части блока, с помощью гибких лент или слатермов, питание которых осуществляется от аккумуляторной батареи. Необходимо также разработать комплекс требований к ДВС в северном исполнении.
Библиографический список
1. Визовитин В. Н. Совершенствование эксплуатационных характеристик моторного подогревателя УМП-350. Вестник Красноярского государственного технического университета Серия Транспорт. Выпуск 39, 2005 г. - С. 635-643.
Initial heating and its influence on ICE’s crankshaft sleeve bearings’ state
V. N. Vizovitin
This article deals with the problems of ensuring vehicles’ thermal state under low-temperature conditions. ZIL-130 engine parts’ temperature drop factor research results are set out. Crankshaft neck and sleeve bearing misalignment modeling was performed.
Визовитин Валерий Николаевич - канд. техн. наук, доц., профессор кафедры “Автомобильный транспорт" Северо-Восточного государственного университета. Основные направления научных исследований: работоспособность АТС в экстремальных условиях. Имеет 56 опубликованных работ. e-mail: [email protected]
Статья поступила 15.06.2010 г.
УДК 621.43.038
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ КЛАПАНОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ
А.П. Петров, К. А. Петров
Аннотация. Излагаются результаты исследований вентиляторной установки системы охлаждения двигателя автомобиля с жесткими клапанами с принудительным открытием. Показаны преимущества таких клапанов.
Ключевые слова: вентилятор, кожух вентилятора, клапаны, система охлаждения двигателя, воздушный поток, эффективность, аэродинамические испытания.
Введение
В легковых автомобилях в системе охлаждения двигателя для прокачки охлаждающего воздуха через радиатор используется вентилятор и встречный поток воздуха. Расход воздуха через радиатор под действием набегающего потока в несколько раз может превосходить расход создаваемый электровентилятором системы охлаждения. Поскольку КПД использования набегающего потока выше по сравнению с КПД вентиляторной установки,
поэтому на некоторых режимах стараются применять именно его. Таким образом, удается мощность электровентилятора делать несколько ниже, а остальную потребность в охлаждающем воздухе должен обеспечить набегающий на автомобиль поток воздуха. Недостатком такого способа является то, что расход воздуха зависит от скорости движения автомобиля. При малых скоростях движения расход становится недостаточным. Определенным образом решить эту проблему можно
