Файл: Устинов А.Н. Исследование поршневых колец дизелей.pdf

Сравнивая характер изменения индикаторных и эффектив­ ных показателей рабочего процесса от 'относительных площа­ дей просветов для дизелей и карбюраторных двигателей (по работам А. А. Чапчаева '[42], Д. М. Левина [23], Ф. Н. Авдонькина [1 ]), следует отметить, что для дизелей указанные зависимости выражены более резко. Это можно объяснить, во-первых, тем, что дизели имеют более высокие значения мак­ симальных давлений цикла, что способствует возрастанию уте­ чек при одних и тех же относительных площадях .просветов; во-вторых, карбюраторные двигатели имеют более высокое число 'оборотов, что также способствует снижению утечек при равных относительных площадях просветов; в-третьих, при равных относительных площадях просветов абсолютные раз­ меры проходных сечений у карбюраторных двигателей значи­ тельно меньше.

В этом случае следует предполагать, что коэффициенты расхода для этих сечений будут несколько меньше вследствие относительных «поджатий» струи газа при истечении и влия­ нии масляной пленки на процесс истечения. С этих-,позиций ре­ зультаты сравнения утечек газа в дизелях и карбюраторных двигателях находят вполне удовлетворительное объяснение.

Для оценки точности изложенной выше методики аналити­ ческого исследования влияния утечек на параметры рабочего процесса в табл. 14 и на рис. 34 приведены результаты расчет­ ного и экспериментального способов определения зависимо­ стей параметров рабочего процесса от площадей просветов. Их сопоставление свидетельствует о достаточном совпадении ре­ зультатов расчета и эксперимента, что подтверждает пригод­ ность расчетной методики для этих целей. Так, расхождение в

•расчетных и экспериментальных значениях Р\, N\, gi, rji, Pc, ge, "Пене превышает 4%, что вполне удовлетворительно. Несколько большие расхождения имеют место в расчетных и эксперимен­ тальных величинах Ръ, Рс (порядка 5—7%), что можно объяс­ нить следующим: расчетная методика не учитывает влияния на величину утечек масляной пленки в зазорах, в то время как наличие масла приводит к уменьшению площадей просве­ тов. Так как определение Рс, Ръ при корректировке индикатор­ ной диаграммы проводится без учета изменения проходных сечений из-за масляной пленки, расчетные значения Рс и Рг несколько занижены. Вместе с тем следует отметить, что имен­ но расчетное значение Рс имеет место при запуске холодного двигателя (что неоднократно фиксировалось при проведении экспериментов) и только после нескольких минут работы вое-

8 4

0,02 0, 0* 0.06 0,08 0,1

P и c. 34. Сравнение расчетных и экспериментальных за­ висимостей параметров рабочего процесса от площади просветов:--------расчетная;-------------- эксперименталь­ ная.

станавливается то значение Ре, которое при .сравнении приня­ то зкопериментальныім.

Анализируя результаты исследований влияния утечек газа на изменение эффективных показателей рабочего процесса, не­ обходимо отметить следующее.

Наличие.неплотностей в сопряжении цилиндровая втулка— поршневое кольцо оказывает существенное влияние на измене-

85-

в

I I I . О П Р Е Д Е Л Е Н И Е Д Е Й С Т В И Т Е Л Ь Н Ы Х Н А П Р Я Ж Е В П О Р Ш Н Е В О М К О Л Ь Ц Е

Поршневые кольца являются деталью, работающей в наи­ более трудных условиях. Качественное выполнение кольцами

•своих функций в значительной мере зависит от плотности при­ легания их к зеркалу цилиндровой втулки. Плотность же при­ легания, в свою очередь, зависит от величины собственной уп­ ругости кольца и от сил давления газов в цилиндре (и в поло­ стях за кольцами). При этом напряжения, возникающие в сечениях кольца, также определяются указанными силами. Все существующие расчетные методики, ставящие своей целью определение напряжений ,в поршневых кольцах, сводятся к оп­ ределению нагибных напряжений, возникающих в наиболее

•натруженных сечениях кольца при его постановке в цилиндро­ вую втулку (рабочие .напряжения), либо при .надевании на поршень. В этих случаях при расчете напряжений учитыва­ ются только силы нормального давления кольца на цилиндро­ вую втулку, определяемые собственной упругостью кольца и совершенно не учитывается возможное увеличение напряже­ ний в кольце от периодически действующих газовых сил, сил инерции, трения, вибрации и прочих сил, воздействующих на кольцо в рабочих условиях.

В этой связи, величину действительных напряжений, воз­ никающих в поршневом кольце во время работы двигателя, можно представить как сумму:

— статических напряжений, определяемых для случая по­ становки кольца в цилиндровую втулку и зависящих от уп­

89