Диссертация (1026217), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Серийный поршень;Этап 2. Опытный поршень.Методика испытаний включала последовательность выполнения и содержание нижеприведенных работ:Этап 11. Собрать ЦПГ установки в сборе с серийным поршнем, укомплектованным новым комплектом поршневых колец.2. Заправить масляный картер свежим моторным маслом, установив новыймасляный фильтр.3. Проверить работу контрольных приборов.4. Пустить балансирную машину в режиме прокручивания и установить минимально устойчивую частоту прокручивания (около 700 мин-1).5.
Отработать на указанном скоростном режиме в течение не менее чем 45мин, контролируя показания приборов и весовой головы машины (момент сопротивления).6. Убедиться в стабилизации (отсутствии колебаний значений более чем на5%) показаний всех контрольных приборов и оборудования.
При необходимостипродолжить прокручивание на установившемся режиме до наступления стабилизации показателей.7. Плавно выйти на скоростной режим 2800 мин-1 и оставаться на нем, контролируя изменение момента сопротивления: по достижении стабилизации значений этой величины произвести замер значений всех контрольных показателей.127 8. Повторить работы по п.7 для скоростного режима 3200 мин-1.9. Повторить работы по п.7 для скоростного режима 3600 мин-1.10.
Плавно снизить частоту вращения до полной остановки вала.11. Отключить балансирную машину и питание приборов, слить отработав-шее моторное масло.12. После остановки и охлаждения установки разобрать ЦПГ для осмотрасостояния поверхностей трения поршня, цилиндра и поршневых колец.Этап 21. Собрать ЦПГ установки в сборе с опытным поршнем, укомплектованнымновым комплектом поршневых колец.2. Заправить масляный картер свежим моторным маслом из той же канистры, что использовалась при испытаниях на Этапе 1.3.
Проверить работу контрольных приборов, после чего выполнить работысогласно п.п. 4...12 Этапа 1 настоящей методики.4.1.8 Результаты испытанийВ ходе проведения испытаний макетная установка работала надежно и устойчиво, обеспечивая выполнение всех основных функций: регулирования и поддержания требуемой частоты вращения коленчатого вала; отсутствия сжатия идоступа потока охлаждающего воздуха к цилиндру; работы масляного насоса,давление которого поддерживалось в зависимости от температуры масла и скоростного режима в пределах от 0,3 до 0,5 МПа. Отказов функционирования оборудования и приборов за время испытаний не произошло. Течи и подтекания моторного масла в зонах соединения элементов системы смазки отсутствовали.Обработка результатов термометрирования стенки цилиндра, полученных входе испытаний для всех трех принятых в данных испытаниях скоростных режимов (2800, 3200 и 3600 мин-1) как серийного, так и опытного поршней, показалавслед за результатами ранее опубликованных работ с применением этого метода[154-156], что вид температурных полей цилиндра, обусловленных трением128 поршня с кольцами является типичным для режима прокручивания без сжатия исгорания, а именно: с максимумом (чаще всего) значений температур в среднемпоясе по высоте поршня, где скорость последнего максимальна; при этом в плоскости качания шатуна в отличие от плоскости оси коленчатого вала температурыпри прочих равных условиях в целом на 1...3% выше и, главное, температуры всходных точках цилиндра с серийным поршнем на значимые 6...9% выше, чем сопытным (Рисунок 4.8) - (Рисунок 4.10).Поскольку, как показали результаты термометрирования, тепловыделениеот трения наиболее интенсивно протекает в центральном поясе II - II по высотецилиндра, далее сравнительную оценку проводили на основе среднего значениятемпературы стенки цилиндра в этом поясе, т.е.
по результатам осреднения показаний четырех термопар №№ 5...8 (Рисунок 4.6).129 Рисунок 4.8. Сопоставление антифрикционных свойств поршней по методутемпературных полей цилиндра на частоте вращения коленчатого вала макетнойустановки 2800 мин-1: а – плоскость качания шатуна;б – плоскость коленчатого вала130 Рисунок 4.9. Сопоставление антифрикционных свойств поршней по методутемпературных полей цилиндра на частоте вращения коленчатого вала макетнойустановки 3200 мин-1: а – плоскость качания шатуна;б – плоскость коленчатого вала131 Рисунок 4.10.
Сопоставление антифрикционных свойств поршней по методутемпературных полей цилиндра на частоте вращения коленчатого вала макетнойустановки 3600 мин-1: а – плоскость качания шатуна;б – плоскость коленчатого валаРезультаты измерения температуры моторного масла в масляном картере имомента сопротивления в целом согласовывались между собой и не противоречили результатам термометрирования, обнаружив в итоге характерный для режимагидродинамического трения слабо нелинейный рост контрольных показателейтемператур и момента сопротивления прокручиванию при увеличении скоростного режима при испытаниях обоих сравниваемых объектов, а также значимое снижение энергетических затрат на трение в ЦПГ при переходе от серийного к опытному поршню при прочих равных условиях (Рисунок 4.11).132 Рисунок 4.11. Скоростные характеристики (зависимости контрольныхпоказателей механических потерь в ЦПГ макетной установки от частотывращения коленчатого вала) для серийного и опытного поршнейИтоговое сравнение значений контрольных показателей, характеризующихуровень механических потерь на трение в ЦПГ при использовании серийного иопытного вариантов конструкционного исполнения поршней для дизеля1Ч8,5/8,0, представленное в Таблице 4.2, показало что в рамках примененного вданной работе метода оценки механических потерь- средняя температура стенки цилиндра оказалась более чувствительнымпоказателем работы трения в ЦПГ: по сравнению с температурой моторного масла в картере - до полутора раз (проявилось только на высоких частотах вращения); по сравнению с моментом сопротивления прокручиванию - от двух до трехраз (проявилось во всем скоростном диапазоне);- по всем трем контрольным показателям (средней температуре стенки цилиндра в центральном поясе, температуре моторного масла в картере и моментусопротивления при прокручивании) и во всем диапазоне исследованных частот133 вращения (от 2800 до 3600 мин-1) механические потери в ЦПГ при использованииопытного поршня оказались значимо меньше (на 3...9%), чем при использованиипоршня серийного;- строгое выполнение принципа прочих равных условий при проведенииданных сравнительных испытаний объектов позволяет считать, что отмеченноезначимое снижение механических потерь опытным поршнем по сравнению с серийным обусловлено присутствием в конструкции первого известных отличительных признаков в виде ребер жесткости на внутренней поверхности юбки.Таблица 4.2.Сравнение контрольных показателей, характеризующихмеханические потери в ЦПГ макетной установки при испытанияхпоршней с условиях прокручивания без сжатия, сгорания и охлаждениядля частот вращения 2800/3200/3600 мин-1КонтрольныйпоказательСредняя температура стенкицилиндра в центральном повысоте поясе, СТемпература моторногомасла в картере, СМомент сопротивления припрокручивании, Н·мОбъектОтносительнаяразница , %СерийныйпоршеньОпытныйпоршень65/ 72/ 8161/ 66/ 74-6/ -8/ -957/ 60/ 6553/ 55/ 61-7/ -8/ -66,4/ 7,5/ 8,66,2/ 7,2/ 8,3-3/ -4/ -34.2 Проверка условий маслоснабжения ЦПГ дизеля 1Ч 8,5/8,04.2.1 Цель испытанийПоскольку согласно имеющимся данным заводских испытаний и ранееопубликованным исследованиям, связанным, в частности, с анализом особенностей функционирования системы смазки дизелей ТМЗ [157], имелись указания насуществование проблемы маслоснабжения цилиндра этих ДВС.
С учетом вышесказанного, а также того, что эффективность профилирования юбки поршня на-134 прямую зависит от обеспечения и поддержания гарантированного поступлениямасла к сопряжению «юбка поршня-цилиндр», логичным явилось проведениеэкспериментальной проверки реально существующих условий маслоснабженияопытного поршня-объекта исследования - в цилиндре макетной установки.Целью этой части работы явилась экспериментальная оценка количествамоторного масла, раздельно поступающего в результате работы системы смазкина так называемые нагруженную и ненагруженную стороны (полуокружности)внутренней поверхности цилиндра.4.2.2 Задачи испытанийОсновными задачами, подлежащими решению в данной части экспериментальных работ на модельной установке, были определены следующие:- разработка метода и реализующего этот метод устройства для осуществления контроля количества моторного масла, попадающего на противоположныеотносительно плоскости коленчатого вала нагруженную и ненагруженную стороны стенки цилиндра;- изготовление и отладка работы устройства;- выполнение эксперимента по качественной и количественной оценке условий маслоснабжения цилиндра дизеля-объекта исследования.4.2.3 Метод и его техническая реализацияВ основу метода экспериментального контроля количества моторного масла, попадающего на противолежащие стенки цилиндра, была положена идея частичного вывода (дренажа) масла, снимаемого поршневыми кольцами масла свнутренней поверхности цилиндра, наружу через специально выполненные маслосборные отверстия в стенке цилиндра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
