Підвищення надійності деталей

Вплив режимів роботи двигуна на знос деталей ЦПГ

Експлуатація автомобільних двигунів здійснюється в дуже різноманітних умовах, визначають широкий діапазон зміни параметрів і режимів роботи двигунів.

Режим роботи двигуна в умовах експлуатації автомобіля є несталим, тобто характеризується частою зміною положення регулюючих органів і в зв’язку з цим частоти обертання колінчастого валу і переданого крутного моменту. Характер режимів роботи двигуна обумовлений призначенням автомобіля, кліматичними умовами експлуатації, рельєфом місцевості і якістю дорожніх покриттів, індивідуальними особливостями водія автомобіля, експлуатаційними регулюваннями двигуна і іншими факторами. В цілому, експлуатаційний режим роботи двигуна визначається комплексом навантажувальних, швидкісних і теплових режимів. Так, за даними роботи [ ], в умовах інтенсивного міського руху неустановившиеся режими роботи двигуна автомобілів ЗІЛ-130 складають 97%, двигунів ЯМЗ-236 – понад 80%, для двигунів ЗІЛ-130 на грунтових дорогах – 92% і на заміських магістралях – 34%, для двигуна ЯМЗ-236 – близько 45% всього часу роботи. Різними дослідженнями встановлено, що при нестале режимі руху автомобіля частота зміни режимів роботи двигуна може досягати 300…500 і більше разів на 100 км шляху. В залежності від умов експлуатації автомобіля на кожні 1000 км пробігу припадає 30…500 пусків і зупинок двигуна. У середньому знос деталей двигунів при роботі на несталих режимах зростає в 1,2…2,0 рази. Зокрема, для гільз циліндрів інтенсивність зношування при несталих навантажувальних і швидкісних режимах роботи двигунів в порівнянні з усталеними режимами підвищується в 1,5…2,0 рази.

Різновидом неустановившегося режиму роботи двигуна є робота на режимах примусового холостого ходу і гальмування двигуном. В умовах інтенсивного міського руху ці режими становлять 5…10%, а іноді і 15…20% від загального часу руху автомобіля. Характерною особливістю режиму примусового холостого ходу є високі частоти обертання колінчастого вала при мінімальній подачі палива. При цьому в циліндрах згоряння відбувається з перебоями, паливо-повітряна суміш частково викидається в систему випуску, а частково конденсується, розріджуючи мастило і сприяючи інтенсифікації зносу двигуна.

При несталих режимах можливе порушення процесів згоряння, наприклад, виникнення детонації. Дослідження впливу детонації на знос циліндрів виявили, що середній знос в верхньому поясі при детонації зростає більш ніж в 2 рази, а середній максимальний знос у 3 рази порівняно з зносом при роботі без детонації (табл. ,[ ]). При цьому різко збільшуються місцеві температури, сприяють эрозионному зношування (прогару) днищ поршнів, крайок тарілок випускних клапанів і інших деталей.

Таблиця .

Знос циліндрів (мкм) двигуна ЗМЗ-66 (напрацювання 200 год)

Характер зносу

Робота

без детонації

Робота

з детонацією

Середній радіальний у верхньому поясі

Максимальний радіальний

Середній радіальний по циліндрах

1,54

3,29

1,07

3,01

7,72

1,95

Як при сталих, так і при несталих режимах навантаження на двигун і частота обертання колінчастого вала надають вирішальне вплив на надійність двигуна. Однак при цьому вступають у дію і інші фактори. Так, випробування при низькій температурі води і масла показали, що зношування циліндрів двигунів, навантажених всього 10…15% від максимальної потужності, мали б?льшие значення, ніж при навантаженні при оптимальних температурах до 70…80%.

Таким чином, збільшення навантажень і швидкостей, як окремо, так і при спільній дії, в значній мірі змінює тепловий режим двигуна, супроводжується підвищенням питомої тиску кілець внаслідок збільшеного акумулювання тиску за кільцем і зростання різних втрат (насосних, на тертя і т. д.) і в цілому істотно впливають на знос деталей ЦПГ.

2