Отзыв_Опп__Пабло (Снижение механических потерь в быстроходном дизеле воздушного охлаждения совершенствованием конструкции деталей ЦПГ)

ОТЗЫВ официального оппонента кандидата технических наук, доцента Пабло Рамона Вальехо Мальдонадо на диссертационную работу Агеева Артема Геннадьевича «Снижение механических потерь в быстроходном дизеле воздушного охлаждения совершенствованием конструкции деталей ЦПГ», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.02 — Тепловые двигатели Актуальность темы диссертационной работы Известно, что цилиндропоршневая ~руина (ЦПГ) практически во всех типах двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является средоточием потерь на трение и изнашивание деталей. Однако особое место занимают в этом ряду быстроходные дизели с воздушным охлаждением, где проблемы повышенных механических потерь и изнашивания деталей вообще и деталей указанной выше группы, в особенности, проявляются в наибольшей степени.

В работах известных исследователей конструкций ДВС с воздушным охлаждением обращалось внимание на высокий уровень деформаций цилиндра и поршня в дизелях этого типа, вызываемых монтажными, температурными и динамическими факторами. Такая ситуация нетерпима и требует принятия адресных технических решений, направленных, во-первых, на повышение гидродинамической эффективности профиля юбки, во-вторых - на повышение его сопротивляемости искажениям от действия внешних сил. Диссертационная работа аспиранта Агеева Артема Ге ннадьевича «Снижение механических потерь в быстроходном дизеле воздушного охлаждения совершенствованием конструкции деталей ЦПГ» по разработанным методам и средствам исследования отвечает основополагающим требованиям современного двигателестроения и выполнена, несомненно, на актуальную тему.

Научная новизна исследования Диссертантом применен общий принцип согласования для выполнения энергосберегающей модернизации основных трущихся деталей ЦПГ быстроходного дизеля: поршня, поршневого компрессионного кольца, цилиндра; Реализована методика осуществления расчетно-аналитической оценки влияния типичных искажений бочкообразного профиля юбки на ее гидродинамическую несущую способность (ГНС) в течение прямого и обратного ходов поршня; Поставлены и решены задачи численного моделирования деформированного состояния сопряжения "поршень-цилиндр" при нагружении поршня гидродинамической реакцией со стороны масляного слоя, а цилиндра - сжимающими силами анкерных связей. Практическая ценность исследования Практическая ценность результатов работы состоит в: - технических эскизах, рабочих чертежах и выполненных в металле образцах энергосберегающих деталей ЦПГ для двигателя 1Ч8,~8,0 (ТМЗ- 450Д), - процедуре применения принципа согласования для проектирования деталей ЦПГ с пониженным трением.

устройствах и методиках экспериментальной оценки малых изменений механических потерь и условий маслоснабжения сопряжения «цилиндр-поршень». Достоинством диссертационной работы является большое количество экспериментального материала, полученного автором. Полученные в результате исследования расчетные модели, результаты их применения и технические рекомендации используются в учебном процессе кафедры поршневых двигателей МГТУ им,Н.Э. Баумана и отделе дизелей ТМЗ.

Таким образом, диссертационная работа Агеева Артема Геннадьевича соответствует критерию «Практическая ценность». Обоснованность и достоверность научных положений диссертационной работы Достоверность сформулированных научных положений и выводов подтверждаются применением классической теории гидродинамической смазки и граничного трения, использованием апробированных расчетных средств и подтверждением результатов расчета в ходе экспериментов, выполненных на типовом, метрологически аттестованном оборудовании с учетом погрешностей измерений контрольных показателей при обработке и сопоставлении результатов. Оценка содержания диссертационного исследования Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Она включает 146 страницы основного текста, содержащего 15 таблиц и 77 рисунков, а также 15 страниц списка литературы из 158 наименований и 1б страниц приложения.

Во введении об основана необходимость снижения механических потерь в цилиндро-поршневой группе быстроходных ДВС воздушного охлаждения и дана общая характеристика диссертационной работе. Первая глава посвящена анализу мировых современных тенденций конструирования быстроходных ДВС, из которого следует, что одним из эффективных путей решения задачи снижения механических потерь на трение является научно обоснованная модернизация трущихся деталей, связанная с адаптацией конструкции к условиям внешних силовых и температурных воздействий. Обсуждены режимы трения и баланс механических потерь в ДВС.

Во второй главе доказана решающая роль в формировании механических потерь вязкости моторного масла и скоростного режима согласно полученному на основе метода наименьших квадратов эмпирического соотношения, что прямо указывает на преобладание гидродинамического режима и, как следствие, эффективность профилирования емазываемых деталей ЦПГ. На основании принципа согласования внешних и внутренних факторов получены шаго-высотные параметры бочкообразных профилей юбки поршня и рабочей поверхности верхнего компрессионного кольца.

Применяя этот же метод, даны рекомендации по нанесению микро- и макрорельефа на внутреннюю поверхность цилиндра. Выполнена упрощенная аналитическая оценка влияния типичных искажений бочкообразного профиля юбки поршня на ее гидродинамическую несущую способность, подтверждающая их негативный эффект. В третьей главе с помощью расчетных программ РБТОХ-ВНТ и МХО была проведена раздельная оценка эффективности опытных объектов поршня и верхнего компрессионного кольца по сравнению с серийными вариантами исполнения указанных деталей. Расчеты, выполненные для номинального режима работы дизеля 1Ч 8,5/8,0, дали результат значимого (на 4...7',4) снижения механических потерь для всех указанных деталей. В среде ЯО1ЛР%ОККЯ проведено моделирование деформации юбки поршня под действием гидродинамического давления со стороны слоя моторного масла на стенке цилиндра и даны рекомендации для ее снижения.

Результаты выполненных с помощью программы А1ЧЯУБ расчетов показали, что переход от серийной несущей к свободной фланцевой схеме крепления цилиндра на блоке с дополнительным использованием участков повышенной жесткости шпилек приводит к кардинальному (на 64...86'.4) снижению деформации внутренней поверхности цилиндра. В четвертой главе выполнена экспериментальная оценка малых изменений механических потерь в ЦПГ при использовании опытной конструкции поршня с ребрами жесткости на внутренней поверхности юбки вместо серийной конструкции.

Обработка результатов испытаний показала, что такая замена обеспечивает при прочих равных условиях снижение механических потерь в ЦПГ на 3...9',4по всем контрольным показателям (средней температуре стенки цилиндра в центральном по высоте поясе, температуре масла в главной масляной магистрали и моменту сопротивления прокручиванию). Вторая часть экспериментального исследования на установке была связана с проверкой реально существующих условий маслоснабжения юбки поршня в цилиндре, подтвердившей наличие аномального маслораспределения, при котором нагруженная сторона цилиндра, а вместе с ней и соответсвующая сторона боковой поверхности юбки поршня, получает значимо меньшее количество масла, чем не нагруженная.

Недостатки работы, замечания, пожелания 1. Оценка механических потерь для опытной конструкции поршня проводилась без учета сжатия, сгорания и охлаждения в цилиндрах поршневого двигателя. Однако, уровень потерь на трение при таком допущении будет отличаться от реального цикла на работающем двигателе. 2. Не объяснено, почему из всех трех технических решений для поршня, проверенных расчетным путем, тестированию экспериментальной части работы подвергся только поршень с ребрами жесткости на внутренней поверхности юбки. 3.

Из материалов диссертации не ясно, влияет ли жесткость юбки поршня на правильность выбора рациональных шаго-высотных параметров профиля по предлагаемым ключевым соотношениям метода профилирования? 4. В работе отсутствует обоснование надежности сравнительной оценки механических потерь серийного и опытного вариантов конструкции поршня применением метода температурных полей цилиндра в условиях прокрутки без сжатия, сгорания и охлаждения.

Отмеченные недостатки и замечания не снижают научной и практической значимости, а также научной ценности выполненной работы. Публикации и соответствие содержания диссертации и автореферата Диссертация прошла апробацию, ее существо изложено в достаточном числе публикаций, автореферат диссертации соответствует ее содержанию.

Результаты работы прошли широкую апробацию на научно-технических конференциях и семинарах. Диссертантом решена важная научно-практическая задача национальной экономики повышения конкурентоспособности отечественных дизелей на основе совершенствования конструкции деталей ЦПГ. Диссертация написана хорошим техническим языком и легко читаема ддя специалистов. Она хорошо и правильно оформлена.

Диссертант владеет современными методами программирования, анализа и обработки полученных результатов. Публикации, приведенные в автореферате, включают материалы по основным разделам диссертации. Автором опубликовано 16 печатных работ, из них 7 в изданиях по списку ВАК РФ; получено два патента на полезные модели; в стадии оформления положительного решения экспертизы находится заявка на изобретение. Полученные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы не содержат дискуссионных материалов и однозначны для понимания сущности процессов формирования и снижения механических потерь в ЦПГ. Заключение о соответствии диссертации критериям, установленным положением о порядке присуждения ученых степеней Материалы диссертационного исследования полно раскрывают выполненную работу и оформлены в соответствии с требованиями, предъявляемыми «Положением о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства РФ Я~842 от 24 сентября 2013 года.