книги из ГПНТБ / Ждановский, Н. С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей

т е ля ЗИЛ - 130, полученная после 100 пусков, превышает износ аналогичного двигателя после 150 тыс. км пробега автомобиля и соответствует износу двигателя после 600 ч работы на стенде, т. е. один пуск карбюраторного двига­ теля эквивалентен по износу более чем 1500 км пробега при форсированных дорожных испытаниях или 6 ч ра­ боты двигателя на стенде. В анализе роли пусковых износов использовались материалы, приведенные в работе [27].

Представляет также интерес изучение роли длитель­ ности стоянки двигателя между пусками на его износ. Н а неработающем двигателе наблюдается проникновение скон­ денсировавшейся влаги через смазочный слой к металли­ ческим поверхностям, например к поверхности гильзы цилиндра, ее обогащение продуктами окисления масла и превращение в электролит. Н а поверхности деталей ци- линдро-поршневой группы протекают интенсивные элект­ рохимические коррозионные процессы.

После пуска двигателя продукты коррозии смываются циркулирующим маслом, удаляются с контактирующих поверхностей в результате истирания и оказываются

вмасле.

Вработе [5] установлено, что коррозионный износ дви­ гателя СМД-14 за 6 суток простоя соответствует примерно 4,5 ч работы его на масле М-10Б, а за 18 суток простоя — более 8 ч работы.

При добавке в масло 10% ингибитора коррозии (за­ щитной присадки) А К О Р - 1 при длительном простое дви­ гателя не наблюдалось износа, обусловленного электро­ химической коррозией. Д л я предотвращения электро­ химической коррозии рекомендуется вводить в масло ингибитор коррозии не только при постановке автомобилей и других машин на длительное хранение, но и в процессе их эксплуатации .

К основным мероприятиям по снижению пусковых износов двигателей относятся своевременный и качествен­ ный уход за системой охлаждения и смазки, применение моторных масел со специальными присадками, автоматиче­ ское регулирование температурного режима двигателей, использование антифризов, предпусковой разогрев дви­ гателей,

В настоящее время при эксплуатации тракторов и ав­ томобилей широко применяется групповой разогрев дви­ гателей горячим воздухом, водой на стоянках, оборудо­ ванных теплогенераторами. Ведутся исследования по

130

применению электрообогрева двигателей во время стоянки тракторов в холодных г а р а ж а х . Поддержание определен­ ного теплового состояния двигателей в этом случае до­ стигается электроподогревом картерного масла и воды.

Двигатели тракторов и автомобилей могут обеспечи­ ваться также индивидуальными средствами для предпу­ скового подогрева. К ним относятся специальные подо­

применяются специальные пусковые жидкости, которые подаются во впускной коллектор двигателя . Это облег­ чает воспламенение основного топлива даже при прокру ­ чивании двигателя с небольшими скоростями.

Обычно пусковые жидкости содержат антикоррозион ­ ные и смазочные компоненты, предохраняющие детали цилиндро-поршневой группы от повышенных износов при пуске. Исследованиями [69] установлено, что использо­ вание жидкости «Холод-Д40» при пуске двигателей воз­ душного охлаждения Д-37М не вызывает повышенного износа цилиндро-поршневой группы, за исключением канавок поршня . Применение пусковой жидкости «Хо- лод-Д40» ускоряет пуск двигателя примерно в 10 раз и делает возможным пуск холодного двигателя при темпе­ ратуре от —20 до —30 °С.

Однако из анализа результатов многих исследований следует, что наименьший износ при пуске достигается за счет комплексного предпускового разогрева двигателя .

Использование специальных средств при низкотемпе­ ратурном пуске позволяет осуществлять пуск дизелей при температуре от —35 до —40 °С. Применение маловязких загущенных масел значительно сокращает период от на­ чала пуска до обильного поступления смазки к трущимся деталям. Масла, загущенные полимерами, снижают вяз ­ кость под воздействием скоростей сдвига, что благоприятно сказывается на смазке деталей в период пуска двигателя .

По данным Г. С. Савельева и др . [85], при немедленном включении н а г р у з к и после холодного пуска двигателя ГАЗ-66 (при температуре —35 °С) и последующем про­ греве масла в картере до температуры 60 °С в течение 15 мин применение загущенного масла с беззольными при­ садками дает существенное снижение износа. Двигатель

131

з а г р у ж а л с я до 80% эффективной мощности во всем диа­ пазоне эксплуатационных оборотов в течение первой ми­

в этих условиях объясняются высокой смазывающей способностью загущенных масел, уменьшением коррозион­ ных износов при низкотемпературном режиме, своевре­ менной и достаточной подачей моторного загущенного масла в пусковой период благодаря его хорошей теку­ чести на холоде. Н а величину коррозионного износа пор­ шневых колец в режиме пуска существенное влияние ока­ зывает выбор материала д л я их изготовления и защитных покрытий трущихся поверхностей. Хромирование порш­ невых колец дает снижение износа в режимах пуска дви­ гателя .

топливной аппаратуры, тепловой режим двигателя, со­ держание серы в топливе, неустановившийся характер н а г р у з к и .

Применительно к карбюраторным двигателям рас­ сматривается комплексное влияние на износ регулировок системы питания и з а ж и г а н и я , скоростного и нагрузоч­ ного режимов работы, теплового режима двигателя и содержания серы в топливе.

Вприводимых ниже исследованиях не учитывается

Исследования базируются на экспериментальных ма­ териалах, полученных в лабораторных условиях при работе на стандартном масле и технически чистых воздухе, масле и топливе.

П р и наличии экспериментальных данных эти показа­ тели в дальнейшем могут быть учтены в общей зависимо­ сти скорости изнашивания от режимных и эксплуатацион­ ных факторов.

132

Влияние режимных и эксплуатационных факторов на износ дизеля. Между скоростью изнашивания и ком­ плексом режимных и эксплуатационных факторов суще­ ствует некоторая функциональная зависимость:

форсунки; tB — температура охлаждающей воды, выходя­ щей из двигателя; S — содержание серы в топливе; h — размах рейки топливного насоса относительно среднего

сматриваемом случае является функцией следующих кри ­ териев:

133

Вводя обозначения критериев:

Ранее была установлена функциональная зависимость между скоростью изнашивания и регулировочными пара­ метрами топливной аппаратуры:

как зависимость между безразмерными комплексами. Проведем анализ в л и я н и я содержания серы в топливе

(S) и температуры охлаждающей воды на выходе из дви­ гателя (tB) на изменение относительной скорости изнаши­ вания П = Jf-£L при номинальных значениях остальных

tg а н

являются прямые, имеющие разные углы наклона к оси абсцисс (S). Тангенсы этих углов зависят от величины критерия П 4 .

Обозначив переменный тангенс угла наклона графиков

зуют семейство параллельных прямых, имеющих угол наклона с осью абсцисс (К* lg П 4 ) , равный 45°,

134

Расслоение осредненных линий обусловлено разными

'в. н

Пользуясь этими графиками, устанавливаем зависи­ мость I I = / (П4 ) при постоянном содержании серы (S), которая выражается уравнением:

опытных данных от расчетных, вычисленных по формуле

нальных значениях всех остальных параметров. Размах колебаний рейки топливного насоса принят в качестве

В лабораторных исследованиях воспроизводились не­ установившиеся режимы, характеризующиеся степенью неравномерности момента сопротивления б к = 0,4—0,5 и периодом изменения момента сопротивления Т = 2—3 с.

135

П ри исследовании в л и я н и я размаха колебаний рейки топливного насоса на безразмерную скорость изнашива­ ния содержание серы в топливе условно принималось равным нулю . Результаты обработки опытных данных

Тогда обобщенную количественную зависимость между критериями уравнения (29) дл я углов опережения начала подачи топлива ф п Ss фп .ю Пг = 1 — 1,31 можно записать в следующем виде:

136

тационных факторов существует некоторая функциональ ­ ная зависимость:

которая согласно П-теореме может быть представлена как зависимость между безразмерными комплексами.

размерностей этих величин, равен г = 4. Следовательно,

Ф;заш. н

137

получим:

(39) была произведена обработка результатов износных испытаний, полученных многими авторами. При этом установлено количественное влияние каждого из опре­

разными углами . Значение тангенса угла наклона осред­ ненных линий к оси абсцисс зависит от величины крите-

ггп

рия п — — .

Обозначив переменный тангенс угла наклона этих п р я ­ мых через К* и осредняя зависимость lg К* =/ (lg Н), по­ лучим, что изменение lg К* подчиняется линейному закону:

lg к* = — 0,2345 lg Я - 0 , 1 1 1 4 .

Т а к и м образом, изменение тангенса угла наклона осредненных линий lg П = / (lg Hj) описывается зави­ симостью:

углом 45°, расслоение которых обусловлено разными зна­ чениями критерия II = п .

пи

П о л ь з у я с ь этими графиками, устанавливаем, что при

относительно графика проведенной осредненной зависи­ мости (42) не превышает ± 7 % .

полнена при изменении критерия П 2 в пределах 0,165—1,72

безразмерную скорость изнашивания выполнена при изме­ нении коэффициента избытка воздуха в пределах 0,5—1,15 [61] и при постоянстве всех остальных критериев .

Результаты обработки экспериментальных данных в критериальной форме показали, что в исследуемых пре-

139