Алексаньян И.М. Материалы для вып. практич. раб. по дисц. Надежность механич. систем. Метод. пособ. 2017

- надёжная работа маслоочистительных фильтров, центрифуг, масляного насоса и др. узлов

На вязкость влияют температура, давление, углеводородный состав, что необходимо учитывать при проектировании узлов трения, а в условиях эксплуатации использовать термостабильные масла, которые влияют на износостойкость деталей ЦПГ и двигателя в целом.

Реальное значение вязкости определяется по формуле:

в– g g( t 0,8) A B gT

в– 0 еap

в– 0 (1 кP)

ea( p po)

в- 0 eb(t t0 )

в- с cр (1 t)

ВВОД Вязкость увеличивается при повышении … и снижается при повышении …

ВВОД (текст)

Опираясь на данные, представленные в таблице, рассчитайте кинематическую вязкость моторного масла при 1000С, учитывая только те значения времени истечения, которые соответствуют точным измерениям. Дайте рекомендации по применению масла, обеспечивающего в условиях эксплуатации надёжную работу двигателя:

250,1 0,3% 250,85 249,35

Все измерения соответствуют точным значениям.

3)с cp

0,04 250,1 10,004 10cCm

4)Рекомендации

При применении масла с 10cCm обеспечивается надёжная работа среднефорсированных и высокофорсированных автотракторных дизелей

51

при эксплуатации – летом, а карбюраторных – всесезонно. Марки масла с такой вязкостью М-10В2 или М-10В1

М-10Г2 или М-10Г1 Вязкостные свойства данного масла определяют надёжное образование

масляного слоя между трущимися деталями, что снижает их износ и увеличивает срок службы в условиях эксплуатации.

КЕЙС № 11 Раздел 3 Ремонтопригодность машин ВЫБОР Прочитайте текст и определите …

Из смазочных жидких материалов минерального происхождения наиболее распространенными являются моторные, цилиндровые, осевые и др. нефтяные масла.

Осевые масла используются в основном при смазывании шеек осей колёсных пар подвижного состава с подшипниками скольжения. Кроме буксовых подшипников эти масла идут на смазку моторно-осевых подшипников скольжения и поверхностей трения ходовых частей железнодорожного транспорта

Осевые масла работают в разных климатических зонах при различных температурах окружающего воздуха и соответственно вырабатываются трёх марок: летнее Л, зимнее З и северное С.

Основными нормами качества осевых масел являются содержание воды, механических примесей, температура вспышки и застывания, а также вязкость.

Осевое масло – единственное, для которого на практике наряду с кинематической вязкостью определяется и динамическая.

Для осевого масла марки «С» динамическая вязкость определяется при температуре, 0С:

в - 0 в– -10 в– -30 в+ -50

ВВОД Смена осевого масла в моторно-осевых и буксовых подшипниках производится

при подготовке тепловозов к переходу с летней смазки на зимнюю и наоборот, а также при втором и третьем … ремонтах.

ВВОД (текст)

Рассчитайте динамическую вязкость осевого масла, при –500С, если известно, что кинематическая вязкость при t=200C 60 ·10-6м2/с, плотность 420 920кг / м3 , а температурная поправка 0,6. Обоснуйте свою точку зрения, почему для осевого масла необходим такой расчёт.

52

Пример ответа студента

Такой расчёт необходим, так как от состояния смазки буксового узла зависит долговечность не только колесной пары, но и безопасная работа всего подвижного состава, поэтому в случае засорения смазки механическими примесями более 0,8 %, повышенного содержания воды более 1 %, изменения вязкости масла буксы подлежат полной ревизии (меняют подбивку и масло, обращая особое внимание на плотность буксовых крышек и пылевых шайб).

КЕЙС № 12 Раздел 4 Качество ТСМ (топливосмазочных материалов) и надёжность изделий ВЫБОР Прочитайте текст и определите …

При недостаточной защите двигателя от загрязняющих частиц резко возрастает абразивное изнашивание деталей и снижается надёжность работы двигателя. При этом загрязняющие примеси, попадающие в двигатель с воздухом, вызывают интенсивный износ деталей ЦПГ. Загрязняющие примеси в масле и в топливе снижают безотказность работы двигателя и увеличивают износ его деталей. Поэтому первым, наиболее доступным и экономически выгодным направлением работ по увеличению безотказности и долговечности двигателей, является обеспечение в них эффективной очистки воздуха, топлива и масла, также уплотнение всех мест возможного проникновения пыли в двигатель. Достичь этого можно применением:

-воздухоочистителей с коэффициентом пропуска не более 0,3-0,8 %;

-полнопоточной системой очистки масла с тонкостью отсева не более

30-50 мкм;

-эффективной системы фильтрации топлива, обеспечивающей тонкость отсева частиц около 3 мкм в дизельных и 15-30 мкм в карбюраторных двигателях;

-высокоэффективных, например, бумажных фильтров в системе принудительной вентиляции картера;

-тщательной герметизации впускного тракта и картера, качественного уплотнения соединений и мест возможного проникновения пыли в двигатель, уменьшения разряжения в кратере при принудительной его вентиляции.

Износ плунжерной пары при размере абразивных частиц в топливе 3мкм представлен кривой …

53

5.Загрязняющие примеси в масле вызывают повышенное изнашивание деталей, засоряют масляные каналы и фильтры; оседая на поверхностях деталей, увеличивают их температурный режим, что снижает надёжность работы двигателя.

Таким образом, абразивное изнашивание деталей вызывают неорганические частицы, имеющие высокую твёрдость и размеры больше толщины масляной плёнки в трущейся паре, а добавление в масло некоторых органических примесей в тонкодисперсном состоянии не более 2,1 % повышает противоизносные свойства масел.

КЕЙС № 13 Раздел 4 Качество ТСМ (топливо-смазочных материалов) и надёжность изделий ВЫБОР Прочитайте текст и определите …

Основными свойствами пластичных смазок, по которым можно произвести сравнительную оценку качества и определить область возможного их использования, являются прочность, вязкость, температура каплепадения, термоупрочнение, испаряемость, противозадирные и противоизносные свойства и стабильность.

Для пластичной смазки важна химическая и коллоидная стабильность. Химической стабильностью называется устойчивость смазок против окисления кислородом воздуха при хранении и применении. Коллоидной стабильностью называется способность смазок сопротивляться выделению из них жидкого масла при хранении и использовании. Масло может выделяться в виде небольших капель, рассредоточенных по всей массе смазки. У низкотемпературных смазок количество отделившегося масла может достигнуть от 5 до 20 %, при этом резко ухудшаются их свойства. Стабильность смазки зависит от природы загустителя масла. Особенно важно применять химически стабильные смазки в узлах трения, работающих в напряжённых условиях и труднодоступных местах с несменяемой смазкой.

Пластичные смазки применяются для смазывания роликовых, шариковых

иигольчатых подшипников электродвигателей мотор-вентиляторов, моторкомпрессоров, электрогенераторов и прочего оборудования, а также буксовых

имоторно-якорных роликовых подшипников электроподвижного состава. Наиболее стабильны углеводородные смазки; химическая стабильность

мыльных смазок обычно ниже.

При глубоком процессе окисления смазки происходит её: в– потемнение в– уплотнение в - разжижение

в+ вытекание из узлов трения

ВВОД

56

Коллоидная стабильность смазок зависит от вязкости дисперсионной среды, количества загустителя и … … (два слова).

ВВОД (текст)

Аргументируйте, в каком случае производят внеочередную смену смазки в роликовых буксах.

Пример ответа студента

1.Смазка разжижена

2.Смазка загрязнена механическими примесями (песок, металлические частицы)

3.Качество смазки снизилось до браковочных норм по кислотному числу (> 5 КОН/г); температуре каплепадения (< 1000С), содержанию механических примесей ( 0,5 %) и воды (> 1%)

4.Изменился цвет смазки:

чёрный – свидетельство сильно изношенной смазки;

ржавый – свидетельство износа подшипников

КЕЙС № 14 Раздел 4 Качество ТСМ (топливосмазочных материалов) и надёжность изделий ВЫБОР Прочитайте текст и определите …

Надёжная, эффективная и экономичная работа любого карбюраторного двигателя будет обеспечена только в том случае, если бензин имеет высокие карбюрационные свойства, т.е. образует такую горючую смесь, которая обеспечивает лёгкий пуск двигателя и устойчивую работу при всех возможных режимах.

Образование горючей смеси зависит от испаряемости топлива, скрытой теплоты парообразования, упругости паров и поверхностного натяжения. Для бензина наиболее важны испаряемость и упругость паров, остальные показатели близки между собой для разных сортов.

Испаряемость бензина оценивают фракционным составом, суть определения которого сводится к определению во время разгонки температуры начала кипения, а затем выкипания 10, 50, 90 % топлива и конца кипения.

От температуры выкипания t10% зависят пусковые свойства зимнего и летнего бензина; от t50% - однородность состава топлива и горючей смеси по

отдельным цилиндрам; от t10% до t90% - испаряемость; от t90% до tт.к. – темп изнашивания деталей.

Эти данные приводят в стандартах и паспортах качества.

По стандарту рабочая фракция нормируется 50% точкой и для разных марок бензинов находится в интервале температур …, 0С.

в– 55-70 в - 100-120

57

в– 160-180 в– 185-205

ВВОД В формулу, оценивающую минимальную температуру окружающего воздуха,

при которой возможен надёжный пуск двигателя, добавьте недостающее двузначное число с одним знаком после запятой

tвозд 0,5t10% ...

ВВОД (текст)

Имеется два сорта бензина со следующими данными

Постройте графики (от руки) основных фракций топлива и обоснуйте использование какого топлива обеспечивает более надёжную работу двигателя

Пример ответа студента:

1-й бензин и 2-й – зимние

tвозд1 0,5 79 50,5 110 С tвозд1 0,5 55 50,5 230 С

пусковые свойства лучше у 2-го бензина, т.к. у него 10 % топлива выкипают на 240С ниже, чем у 1-го; при использовании2-го бензина необходим предварительный подогрев.

t50% ниже у 2-го бензина, следовательно состав топлива и горючей смеси по отдельным цилиндрам однороднее, чем у 1-го. Двигатель работает устойчивее и имеет лучшую приемистость

t90% до tк.к ниже у 2-го бензина, следовательно его качество выше, склонность к конденсации меньше, лучше экономичность (меньше расход топлива) и ниже темп изнашивания деталей и поэтому на 2-м топливе двигатель будет работать надёжнее.

КЕЙС № 15

58

Раздел 4 Качество ТСМ (топливосмазочных материалов) и надёжность изделий ВЫБОР Прочитайте текст и определите …

Для большинства автомобильных карбюраторных двигателей (примерно 90 % их установлено на отечественных автобусах, легковых и грузовых автомобилях) в качестве топлива используют автомобильные бензины, представляющие собой смесь компонентов, получаемых в результате технологических процессов прямой перегонки нефти. Бензин, легко испаряющаяся горючая жидкость, имеет резкий специфический запах и практически не растворяется в воде. В бензине содержится около 86 % углерода и около 14 % водорода, в незначительных количествах – кислород, азот и сера.

Качество бензина, несмотря на различие природы нефти, из которой они получаются, способов её переработки, очистки и добавляемых присадок зависит от следующих физико-химических показателей:

-плотность, теплота сгорания и детонационная стойкость бензина в значительной мере влияют на мощность двигателя и расход топлива;

-фракционный состав, давление насыщенных паров, а также содержание механических примесей и воды определяют карбюрационные качества бензина, от них зависит безотказность работы двигателя, быстрота и полнота сгорания смеси в цилиндре;

-кислоты, щёлочи, смолы и сера влияют на износ деталей двигателя и сохранность первоначальных качеств бензина.

Взависимости от соотношения количества воздуха и топлива может быть несколько видов горючей смеси, состав которой определяет полноту сгорания топлива и соответственно темп изнашивания деталей двигателя.

Горючая смесь перестаёт воспламеняться, если:

в– α = 1 в– α < 1 в– α > 1 в+ α ≤ 0,4 в+ α ≥ 1,4

ВВОД Топливо для карбюраторных двигателей не должно вызывать детонацию,

которая чаще всего происходит при неправильном выборе бензина для двигателей с высокой … … (два слова)

ВВОД (текст)

Определите основную причину возникновения детонации. Сформулируйте распространённые приёмы снижения детонации при эксплуатации.

Пример ответа студента

59

Основной причиной возникновения детонации является образование и накопление в рабочей смеси активных перекисей (кислород-содержащих веществ), которые в последней фазе горения разлагаются, выделяя избыточную энергию и вызывая взрывное сгорание топлива, при котором скорость распространения фронта пламени достигает 1500-2000 м/с.

При детонации возрастает износ деталей и даже может возникнуть авария.

Факторы, влияющие на возникновение детонации:

- повышение , т.к. при этом повышается Р и t0, приводящие к интенсификации процесса сгорания;

-α ≈ 1 (при α < 1 недостаток О2 для образования перекисных соединений, при α > 1 тепло расходуется на нагревание избыточного воздуха);

-нагревание двигателя летом, особенно в южных районах;

-неправильная установка дроссельной заслонки;

-неправильно выбранная марка бензина для данного типа двигателя;

-недостаточная частота вращения к.в.

Распространённым приёмом снижения детонации при эксплуатации является уменьшение угла опережения зажигания, увеличение частоты вращения, прикрытие дроссельной заслонки, охлаждение двигателя в летнее время, и, самое главное, правильный подбор бензина для каждого типа двигателя.

КЕЙС № 16 Раздел 4 Качество ТСМ (топливосмазочных материалов) и надёжность изделий ВЫБОР

Прочитайте текст и определите, на увеличение каких параметров влияют лаковые отложения …

ВДВС условия работы масел особенно тяжёлые. К различным моторным маслам предъявляется много требований, и одно из них – это при длительной работе быть устойчивыми к действию высокой температуры и образовывать возможно меньшее количество нагаров и лаков, а также низкотемпературных отложений (шлаков на стенках маслоприёмника, маслопрововодах, картере).

Взначительной степени требование к качеству применяемых моторных масел определяется теплонапряжённостью двигателя.

По температурным условиям работы масла можно выделить три зоны:

-высокотемпературная (при сгорании топлива t=1100-22000C) – камера сгорания, головка цилиндра и верхняя часть поршня;

-среднетемпературная (t=280-3500C) – поршень, поршневые кольца, стенки цилиндра, поршневой палец и др.;

-низкотемпературная (t=110-1300C, а в подшипниковых узлах до 2000C) – распределительный механизм, коленчатый вал, шатунные и

коренные подшипники, картер двигателя, масляные магистрали, маслоочистительные устройства, радиатор и т.д.

60