Диссертация (1026217), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

В качестве физической причины выходамоторного масла по дренажным отверстиям рассматривался известный перепад(превышение) давления картерных газов ниже пояса поршневых колец над атмо-135 сферным давлением за пределами цилиндра и скребковый эффект колец при прямом ходе поршня от ВМТ к НМТ.Эта идея носила достаточно спорный (гипотетический) характер, посколькуаналогов осуществления подобных опытов не было найдено, и гарантии осуществимости предполагаемого дренажа масла априори не существовало.Поскольку испытания по оценке маслоснабжения было решено проводитьаналогично испытаниям поршней в режиме прокрутки (обоснование чему данониже), то средством испытаний логично было выбрать описанную выше макетную установку на базе дизеля 1Ч 8,5/8,0.Для реализации метода маслосборные отверстия были выполнены в сечениицилиндра дизеля 1Ч 8,5/8,0, расположенном на уровне огневого пояса головыпоршня при положении последнего в НМТ, что обеспечивало, во-первых, прохождение всех поршневых колец комплекта через эти отверстия и, во-вторых, отсутствие перекрытия отверстий поршнем при его положении в ВМТ (Рисунок4.12).С целью вывода собираемого масла за пределы стенки цилиндра, в каждоеиз маслосборных отверстий были герметично установлены тонкостенные латунные трубки с наружным диаметром 3 мм.

Перед проведением опытов на эти трубки предусматривалось надевание удлинителей в виде прозрачных полихлорвиниловых трубок, которые предназначались для визуального контроля процесса дренажа масла (при нахождении наблюдателя вблизи двигателя) в ходе опыта, а поего окончании - для определения количества собранного масла (Рисунок 4.13).136 Рисунок 4.12. Схема размещения маслосборных трубок в нижнем посадочномпоясе цилиндра дизеля 1Ч 8,5/8,0: r - радиус цилиндра; s - ход поршня; - направление вращения коленчатого вала; Н, НН - соответственно признакнагруженной и ненагруженной сторон (полуокружностей) стенки цилиндра137 Рисунок 4.13. Вид цилиндра с дренажными трубкамии трубками-удлинителями на блоке макетной установки с нагруженной (Н)и ненагруженной (НН) сторон относительно плоскости, проходящейчерез ось коленчатого валаВопрос о том, чем должны заканчиваться трубки-удлинители - открытымконцом, глухим концом или специально установленным на конце обратным клапаном - до проведения опытов не был решен, поскольку, как указывалось выше,характер и сама осуществимость процесса дренажа масла не были наперед известны.

В этих условиях начинать опыт целесообразнее было с самого простоговарианта, подразумевающего использование открытого свободного конца трубокудлинителей.Небольшое и четное число дренажных отверстий (6 шт.) было вызваностремлением сохранения прочности стенки цилиндра и обеспечения равных условий для съема масла с противолежащих нагруженной и ненагруженной сторонцилиндра. С этой же целью полная длина каждой из шести полихлорвиниловыхтрубок-удлинителей была выбрана одинаковой и равной (из соображений отсутствия касания свободных концов трубок поверхности подмоторной рамы) 300 мм.Поскольку условия маслоснабжения цилиндра данного дизеля (как и другихчетырехтактных быстроходных ДВС с комбинированной системой смазки) независят от наличия или отсутствия сгорания топлива, в качестве основного138 режима испытаний была принята прокрутка коленчатого вала от постороннегоисточника - балансирной машины.Применительно к испытаниям по оценке маслоснабжения особо стоитотметить, что при использовании описанной выше макетной установкиобеспечивалось полное геометрическое, кинематическое и физическое подобие собъектом, а в работу имеющейся на дизеле системы смазки не вносилось никакихизменений или нарушений, если не считать отсутствие нагрева масла от сгораниятоплива (компенсации этого несоответствия описана ниже) и предусмотреннуюиспытаниями незначительную убыль моторного масла в ходе ожидаемогодренажа, соизмеримую с естественной потерей масла в процессе, например,утечки через неплотности.Неизбежное отличие (снижение) температуры моторного масла в системесмазки установки от реально существующей в работающем под нагрузкой дизелекомпенсировалось отказом от принудительного охлаждения цилиндра путемустановки стального экрана на пути потока охлаждающего воздуха отвентилятора-маховика.

Это техническое решение, совместно с использованием вданных опытах предельного скоростного режима прокрутки, соответствующегономинальной частоте вращения коленчатого вала 3600 мин-1, позволяло поднятьтолько за счет трения в ЦПГ и КШМ температуру масла до значений, входящих врабочий диапазон этого показателя для дизеля-объект исследования: 70...85 С.Контроль за температурой и давлением моторного масла осуществлялсяаналогичным образом и теми же приборами, что использовались в экспериментахна этой макетной установке при обсужденных выше сравнительных испытанияхпоршней.139 4.2.4 Методика проведения испытанийПредусматривалосьосуществлениепрокручиванияколенчатоговалаустановки в двух вариантах ее работы: 1) со сжатием воздуха в цилиндре и 2) безсжатия воздуха в цилиндре.

Техническое обеспечение варианта прокручиваниябез сжатия достигалось, аналогично вышеописанным опытам с поршнями,снятием с головы цилиндра клапанов, форсунки и свечи предпусковогоподогрева. В обоих вариантах работы установки прокручивание производили вусловиях блокирования (отсутствия) охлаждения цилиндра и головы цилиндрапутем размещения тонкостенного стального экрана на пути потока охлаждающеговоздуха.ЦПГ собирали с поршнем серийного исполнения. Применяемое моторноемало - то же самое, что использовалось в экспериментах по п. 4.2.Продолжительность прокрутки в каждом опыте определялась временемзаполнения маслом любой первой из шести трубок-удлинителей, после чегодальнейшее продолжение прокрутки не имело смысла из-за риска потериинформации.Основной контрольной величиной в данном эксперименте являлоськоличество моторного масла, собранного поршневыми кольцами в трубкиудлинители.

Количество снятого масла с каждой из сравниваемых сторон стенкицилиндра предполагалось оценивать как суммарную длину столба масла (завычетом длины воздушных прослоек) в трубках-удлинителях, связанных ссоответствующими отверстиями в стенке цилиндра: №№ 1...3 для нагруженнойстороны и №№ 4...6 - для ненагруженной стороны (Рисунок 4.12).С целью повышения достоверности результатовпредусматривалосьповторение каждого опыта при идентичных начальных условиях.140 4.2.5 Результаты испытанийПробныепрокруткиколенчатоговалапоказали,чтоснимаемоепоршневыми кольцами со стенки цилиндра масло пульсациями поступает втрубки-удлинители в виде пены, что практически не позволяло выполнять никачественную, ни количественную оценки маслоснабжения цилиндра.Приемлемая для решения задач эксперимента сплошность столба масла (сединичными и четкими по границе воздушными прослойками) была достигнутапростым завязыванием узла на свободном конце полихлорвиниловых трубокудлинителей (Рисунок 4.14).

Всего вероятнее, что каждый из этих вручнуювыполненных узлов в совокупности с упругостью стенок трубки-удлинителяработал как простейший обратный клапан, который стравливал из трубки воздухи обеспечивал тем самым ее заполнение маслом.Обработка полученных результатов показала, что как для первого, так и длявторого варианта работы установки общим и устойчивым фактом явилосьзначимое (от 18% до 3 раз в зависимости от условий работы и скоростногорежима) превышение суммарного количества масла в трубках, расположенных сненагруженной стороны стенки цилиндра (НН), над таковым в трубках снагруженной стороны (Н). В частности, самая меньшая разница в количествеснятого со сравниваемых сторон стенки цилиндра масла была получена дляварианта прокрутки со сжатием воздуха в цилиндре, а именно: 738 мм и 626 ммили 18 % по отношению к результату для нагруженной стороны - Рисунок 4.15.141 Рисунок 4.14. Вид трубок-удлинителей с узлами на концах и маслом внутри:а - во время сбора масла; б - в снятом состояниОтсутствие сжатия воздуха в цилиндре не оказало существенного влиянияна результаты сравнения маслоснабжения нагруженной и ненагруженной сторонстенки цилиндра.

Так, превышение количества собранного с ненагруженнойстороны стенки цилиндра масла снова имело место, при этом относительноезначение этого превышения составило около 15 %. Однако скорость поступлениямасла в трубкипри прокрутке без сжатия воздуха в цилиндре отмеченапримерно в три раза меньшей, чем со сжатием, на что указала продолжительностьзаполнения трубок маслом: 40 и 15 мин соответственно.НаблюдаемоенаРисунке4.15некотороепревышениеколичествасобранного масла удаленными от центральной зоны (плоскости качания шатуна)трубками №№ 1, 3, 4 и 6 по сравнению с трубками № 2 и № 5, расположеннымипо центру, может быть объяснено доминированием заброса масла из зазоров напротиволежащихколенчатого вала.боковыхповерхностяхвращающейсяшатуннойшейки142 Рисунок 4.15.

Характеристики

Список файлов диссертации