Введение к работе
Актуальность темы. Энергетическими установками большинства мобильных машин аграрно-промышленного комплекса страны являются дизели. Ресурс новых и отремонтированных дизелей во многом зависит от качества их обкатки перед вводом в эксплуатацию. В процессе технологической обкатки происходит приработка подвижных сопряжений, выявляются неисправные узлы и детали, недостатки сборочных и регулировочных операций. Типовая технология содержит этапы холодной обкатки, горячей на холостом ходу, обкатки под нагрузкой и испытания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Этап холодной обкатки во многом определяет величины приработочных износов сопряжений и следовательно их ресурс и ресурс ДВС.
Основными недостатками типовых технологий холодной обкатки ДВС являются повышенный и неравномерный износ поверхностей трения в начальный период холодной обкатки, вследствие высоких скоростей скольжения неприработанных поверхностей сопряжений, в условиях пониженной подачи масла в зоны трения цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и наличия макрогеометрических искажений формы поверхностей сопряжений, низкий коэффициент использования электроэнергии обкаточными стендами на базе электромашин с фазным ротором, а также их большая мощность. Наличие макрогеометрических искажений (отклонений) формы сопряжений, вызванных неточностью изготовления, послесборочными деформациями деталей ЦПГ и КШМ (гильз, постелей вкладышей коленчатого вала) обуславливает в начальный период холодной обкатки повышенные местные контактные усилия, затрудняющие поступление масла в эти зоны, особенно к деталям ЦПГ, где смазка осуществляется разбрызгиванием, что приводит к сухому трению и, следовательно, повышенному и неравномерному износу этих зон с возможностью задира.
В связи с этим актуальной задачей является разработка более эффективных способов холодной обкатки ДВС и средств для ее реализации, направленных на повышение качества приработки и снижение затрат на ее проведение.
Работа выполнена по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» на 2005-2010 гг. по теме № 30 «Улучшение технико-экономических показателей мобильных машин и технологического оборудования АПК» и плану НИОКР ГНУ ГОСНИТИ на 2009 г. по теме № 09.03.02.14 «Провести теоретическое обоснование и экспериментальные исследования способа обкатки ДВС со статико-динамическим гидропульсирующим нагружением».
Цель исследования. Разработка способа и средств холодной обкатки дизелей со статико-динамическим нагружением.
Объект исследования. Процесс статико-динамического нагружения сопряжений дизеля Д-144 (4Ч 10,5/12).
Предмет исследований. Закономерности изменения нагрузочно-скоростных режимов в пределах цикла статико-динамического нагружения и кинематического цикла кривошипно-шатунного механизма дизеля.
Методика исследований. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, зависимостей и методов классической механики, теории ДВС и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях в соответствии с ГОСТ и разработанными частными методиками. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ MathCAD, ADCLab (осциллограф-спектроанализатор), Excel.
Научную новизну работы представляют:
способ холодной обкатки дизелей со статико-динамическим гидропульсирующим нагружением;
алгоритм работы и конструкция технического средства (стенда) для реализации холодной обкатки дизелей со статико-динамическим нагружением;
нагрузочно-скоростная математическая модель процесса статико-динамического нагружения сопряжений дизеля при холодной обкатке.
Новизна технических решений подтверждены патентами Российской Федерации на полезные модели № 66527 и № 87017.
Практическая значимость работы. Способ холодной обкатки со статико-динамическим нагружением и техническое средство для его реализации позволяют в 5-6 раз снизить суммарную мощность применяемого оборудования, энергопотребление, улучшить качество приработки сопряжений по сравнению с типовыми технологиями холодной обкатки ДВС.
Реализация результатов исследований. Экспериментальный образец стенда для холодной обкатки дизелей со статико-динамическим нагружением и основные результаты диссертационной работы приняты к внедрению ОАО «Завод коммунальной энергетики» г. Пензы и ГНУ ГОСНИТИ г. Москва.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на НТК ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2004-2010 гг.), НПК, посвященной 50-летию Чебоксарского политехнического института – ГОУ ВПО «Московский государственный открытый университет» (г. Чебоксары, 2005 г.), НПК, посвященной 40-летию ФГНУ «Росинформагротех» (г. Москва, 2007 г.), НПК ГНУ ГОСНИТИ (г. Москва, 2007 г.).
Экспериментальный образец стенда для холодной обкатки дизелей со статико-динамическим нагружением представлялся на региональном образовательном форуме «Территория успеха 2010» (г. Пенза, 2010 г.).
Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 26 научных работ, в т.ч. 2 статьи в издании, указанном в «Перечне…ВАК», получено 2 патента РФ на полезную модель. Три статьи опубликованы без соавторов. Общий объем публикаций составляет 5,54 п.л., из них 1,7 п.л. принадлежит автору.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка используемой литературы из 207 наименований и приложения на 9 с.. Работа изложена на 178 с., содержит 52 рис. и 8 табл.
