Анализ изменения технического состояния ресурсоопределяющих элементов дизелей КамАЗ в процессе эксплуатации

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

А. С. Денисов, А. Р. Асоян, В. П. Захаров
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕСУРСООПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИЗЕЛЕЙ КАМАЗ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Саратовский государственный технический университет
(e-mail: denisov0307@yandex. ru)
В работе рассмотрено изменение технического состояния подшипников коленчатого вала (ПКВ) и цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателей семейства КамАЗ, в процессе эксплуатации. Определено, что интенсивность изменения показателей технического состояния ПКВ и ЦПГ в процессе эксплуатации по двигателям КамАЗ-Евро в 1,4−1,6 раза ниже, чем у базовых.
Ключевые слова: техническое состояние, подшипники коленчатого вала, цилиндропоршневая группа, макрогеометрические отклонения, сопряжение, интенсивность изнашивания.
This article examines the change in the technical state of crankshaft bearings (CPR) and the piston group (CPG) family of engines KAMAZ, during the operation. Determined that the intensity changes in the indices of technical state of CPR and CPG in the operation of engines KAMAZ-Euro in 1,4−1,6 times lower than that of the base.
Keywords: technical condition, crankshaft bearings, piston group, makrogeometricheskie deviations, coupling, the wear rate.
Основными ресурсоопределяющими элементами двигателей являются подшипники коленчатого вала (ПКВ) и цилиндропоршневая группа (ЦПГ). Подшипники коленчатого вала являются динамически нагруженными, и интенсивность изнашивания их деталей в процессе эксплуатации возрастает. Поэтому зависимость таких показателей технического состояния, как износ, макрогеометрические отклонения, зазор в сопряжении, от наработки экспоненциальная [1, 2]:
У =, (1) где У0 — значение показателя в конце приработки, приведенное к началу эксплуатации (пробег I = 0) — Ь — изменение интенсивности изнашивания на единицу износа деталей.
Вследствие повышения зазора в коренных подшипниках возрастает расход масла через него. Поэтому зависимость давления в смазочной системе на конкретном скоростном, тепловом, нагрузочном режиме от наработки снижающаяся экспоненциальная [2]
Р = Рое~Ьр'-, (2)
где р0 — давление в конце приработки, приведенное к началу эксплуатации (пробег 1=0- Ьр — параметр интенсификации.
В цилиндропоршневой группе сопряжение кольцо — гильза является саморазгружающим-ся, в котором интенсивность изнашивания деталей снижается [1]. Поэтому зависимость таких показателей, как износ, макрогеометриче-
ские отклонения, зазор в стыке, от наработки может быть аппроксимирована полиномом второй степени [1, 2]
5 = 50 + а1 — Ь12, (3)
где а, Ь — экспериментальные параметры- I — наработка, тыс. км.
Сопряжение кольцо — канавка поршня относится к динамически нагруженным, в которых по мере изнашивания интенсивность изнашивания возрастает, следовательно, износ возрастает по экспоненциальной зависимости от наработки (1).
Техническое состояние этого сопряжения определяет величину расхода масла на угар, который обусловлен насосным действием колец в канавках поршня. Поэтому зависимость расхода масла на угар после приработки в процессе эксплуатации возрастает также по экспоненциальной зависимости (1).
Собранные экспериментальные статистические данные по износу и макрогеометрии деталей ПКВ и ЦПГ двигателей КАМАЗ-ЕВРО (48 двигателей) позволили построить кривые изменения показателей технического состояния в процессе эксплуатации.
Кривые изнашивания и изменения макрогеометрии деталей ПКВ частично приведены на рис. 1−4, а параметры зависимостей показателей технического состояния ПКВ — в табл. 1. Дисперсионный анализ проводили по критерию Фишера.
Таблица 1
Параметры кривых изменения показателей технического состояния ПКВ дизелей КАМАЗ-ЕВРО в процессе эксплуатации
Показатели технического состояния Параметры Критерии
Уо Ь Я2 Рр
Износ коренных шеек, мкм 14,98 0,0039 0,954 2,96
Износ шатунных шеек, мкм 9,73 0,0042 0,833 3,41
Износ коренных вкладышей, мкм 24,95 0,0046 0,975 3,92
Износ шатунных вкладышей, мкм 13,40 0,0048 0,986 3,25
Овальность коренных шеек, мкм 5,62 0,0050 0,976 5,11
Овальность шатунных шеек, мкм 4,44 0,0048 0,967 3,27
Зазор в коренных подшипниках, мкм 109,03 0,0025 0,983 3,01
Зазор в шатунных подшипниках, мкм 95,77 0,0025 0,983 2,64
Прогиб шатунных вкладышей, мкм 7,93 0,0069 0,967 4,78
Корсетность нижней головки шатуна, мкм Давление в системе смазки, МПа: 14,52 0,0062 0,970 3,83
при 2200 мин-1 (во всем диапазоне пробега) 0,545 0,0020 0,951 2,18
(при пробеге более 50 тыс. км) 0,547 0,0022 0,976 2,97
при 600 мин-1 0,256 0,0019 0,861 3,61
Давление в системе смазки на номинальном режиме работы двигателя практически не изменяется до наработки 50 тыс. км. Это обусловлено работой редукционного клапана [2]. В дальнейшем наблюдается закономерное снижение давления масла, что отражено в табл. 1.
Зшш
мкм
70 60 50 40 30 20 10 0
0 50 100 150 200 250 300 350
I, тыс. км
Рис. 1. Зависимость износа шатунных шеек двигателей КамАЗ от наработки:
1 — КамАЗ-Евро- 2 — КамАЗ-740
8шш,
мкм
30 25 20 15 10 5 0
0 50 100 150 200 250 300 350
1, тыс. км
Рис. 2. Зависимость овальности шатунных шеек двигателей КамАЗ от наработки:
1 — КамАЗ-Евро- 2 — КамАЗ-740
^шв-
мкм
100
80 60 40 20 0
0 50 100 150 200 250 300 350
I, тыс. км
Рис. 3. Зависимость износа шатунных вкладышей двигателей КамАЗ от наработки:
1 — КамАЗ-Евро- 2 — КамАЗ-740
д,
мкм
80 70 60 50 40 30 20 10 0
0 50 100 150 200 250 300 350
I, тыс. км
Рис. 4. Зависимость остаточного прогиба, А шатунного вкладыша двигателей КамАЗ от наработки:
1 — КамАЗ-Евро- 2 — КамАЗ-740
Для прогнозирования ресурса целесообразно использовать параметры, полученные обработкой данных после 50 тыс. км. Для режима холостого хода давление масла снижается сразу с начала эксплуатации.
Таблица 2
Параметры зависимости показателей технического состояния ПКВ и ЦПГ от наработки двигателей КАМАЗ-ЕВРО
Наименование показателей технического состояния Параметры Критерии
Экспоненциальная зависимость 50 Ь я2 РР
Зазор в сопряжении первое компрессионное кольцо — канавка поршня, мкм 95,44 0,0047 0,983 3,53
Расход масла на угар, % от расхода топлива 0,349 0,0067 0,965 4,14
Квадратичная зависимость Ь, а 50 я2 РР
Диаметральный износ гильз цилиндров в верхнем поясе, мкм 0,0004 0,787 11,91 0,981 2,85
Радиальный износ верхних компрессионных колец, мкм 0,0012 1,69 5,53 0,991 2,72
Зазор в стыке верхнего компрессионного кольца в калибре 0120, мм -0,0001 0,012 0,301 0,984 2,16
Овальность гильз цилиндров, мкм -0,0003 0,341 5,14 0,966 2,71
Параметры зависимостей показателей технического состояния ЦПГ от наработки — в табл. 2.
Дисперсионный анализ проводили по критерию Фишера. Судя по параметру Я2, экспериментальные данные с высокой степенью достоверности соответствуют аналитическим зависимостям. Расчетные значения критерия Фишера значительно выше табличных (критических). Следовательно, с доверительной вероятностью 0,95 можно утверждать, что изменение приведенных показателей технического состояния ПКВ и ЦПГ в процессе эксплуатации значимо, а не обусловлено случайным сочетанием факторов.
На рис. 1−4 приведены также зависимости показателей технического состояния ЦПГ по базовым двигателям КамАЗ-740, которые полу-
чены ранее [2]. Из сравнения кривых по обеим модификациям двигателей видим, что интенсивность изменения показателей технического состояния ПКВ и ЦПГ в процессе эксплуатации по двигателям КамАЗ-Евро в 1,4−1,6 раза ниже, чем базовых. Это обусловливает соответствующее повышение ресурса ПКВ и ЦПГ силовых агрегатов КамАЗ-Евро и изменение структуры эксплуатационно-ремонтного цикла.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Авдонькин, Ф. Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей / Ф. Н. Авдонькин. — М.: Транспорт, 1985. — 215 с.
2. Денисов, А. С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей / А. С. Денисов- Са-рат. гос. техн. ун-т. — Саратов, 1999. — 352с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой