Введение к работе
Актуальность темы. Задача по повышению энергетических, экономических и экологических показателей автомобильных и тракторных двигателей при одновременном обеспечении их ресурса является, в настоящее время, одной их основных стратегических задач рвзвития двигатэлестроения. При эксплуатации, детали двигателя испытывают механические и температурные нагрузки. Последние в болыпинстве случаев являются главным фактором разрушения деталей цилиндро-поршневой группы двигателей. В числе наиболее теплонапря-жегошх деталей поршень занимает первое место. Поэтому повышение термопрочности поршня двигателя является одной из важнейших проблем развития двигателестроения.
Во Вьетнаме в условиях высокой влажности и высоких температур тропического климата вопрос повышения термопрочности поршней транспортных двигателей также является особенно актуальным.
Решение этой проблемы, как показывает практика, достигается только при комплексном проведении расчетных л экспериментальных исследований^ Результат расчета используется для оценки теплонв-пряженного. состояния поршня. Эксперимент дает конечный вывод о 'термоусталости поршня а подтверждает предварительное заключение прогнозирования при рвсчетв, при этом сокрвпениэ его,времени проведения достигается разработкой ускоренных термоциклических испытаний.
Разработка расчетно-экспвриюнтального метода, позволяющего прогнозировать термопрочность поршней на стадии проектирования и доводки двигателя, поэтому является актуальной.
Ііелью работы, является разработка расчетно-аксперимвнтального метода оценки- теплонэпряженного состояния поршней, позволяющего прогнозировать их термопрочность на стадии проектирования.
- 4 -Задачи исследований заключались в:
расчете теплонапрякенного состояния поршней при их усташэ-вившихся и неустановившихся режимах работы методом конечных элементов;
экспериментальной оценке температурного состояния познай в условиях стендовых испытаний и характера распределения томпвратур по поверхности поршня; получении важных исходных данных для моделирования на безмоторном тепловом стенде;
создании методики прогнозирования термопрочности и уточненной методики ускоренных сравнительных испытаний поршней на безмоторном тепловом стенде с целью сокращения времени проведения исследования;
испытании опытных поршней разных технологических исполнений на БТС для оценки влияния этих факторов на термоусталостную прочность поршней и выбора их оптимальных вариантов;
- вырвботке рекомендаций по повышению термопрочности поршней.
Научная новизнаf Разработан расчетно-експериментадышй метод
прогнозирования термопрочностиі порошей, который включает в себя:
методику расчета на ЭШ теплонапряженного состояния поршня методом конечных элементов;
оригинальную методику расчета на ЭШ изменения температур поверхностного слоя поршня за время рабочего цикла двигателя, позво-ляпцую' исследовать влияние температур этого слоя на термопрочность поршня;
методику ускоренных тврмоциклических испытаний поршней,разрешающую прогнозировать их относительную термопрочность.
Практическая ценность. Даны оценки твшганапрякенного состояния-поршня на етапе расчета и предложен оптимальный метод ускоренных термоциклических испытаний с целью сокращения их продолжительности на етапе вксперимвга. На основе этого излагаются необходимый рекомендации по повышению термоггрочности поршней и предлв-
-5-, гвется к внедрению составной поршень о композиционной вставкой.
Реализация результатов работы. Используются а учебном процессе и в научной работе кафедры "Автомобильные тракторные двигатели" Московской государственной академии автомобильного и тракторного машиностроения.
Аггообвция и публикация результатов. Результаты исследований опубликованы в 3-х статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и двух приложений. Объем работы : 112 страниц машинописного текста, 43 рисунка в 12 таблиц. Список литературы содержит 148 наименований, в том числе 21 иностранное.