ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.07.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 0
to
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
Состояние сопряжения |
• 5 ' замка, |
S" просве |
5s, мм2 |
|
Примечание |
|
|||
|
|
|
|
м м 2 |
тов, м м 2 |
|
|
|
|
Цилиндровая |
втулка |
н поршневое |
|
|
|
Обмеры |
производились |
во время |
|
кольцо, |
отработавшие совместно |
|
|
|
переборки двигателя |
|
|||
2500—3000 часов. Овальность втул |
2,20 |
1,20 |
3,40 |
|
|
|
|||
ки 0,34 мм |
|
|
|
|
|
||||
Цилиндровая |
втулка |
с овальностью |
1.10 |
3,0 |
4,10 |
Обмеры производились перед поста |
|||
0,34 мм. |
Поршневое кольцо новое |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
новкой |
новых колец |
в изношен |
|
|
|
|
|
|
|
ную втулку |
|
|
Цилиндровая |
втулка |
с овальностью |
3,0 |
1-1.20 |
14,20 |
|
|
|
|
0,67 мм. Поршневое кольцо новое |
|
|
|
||||||
Цилиндровая |
втулка |
с овальностью |
4,80 |
.19,20 |
24,0 |
|
» |
|
|
0,8 мм. Поршневое |
кольцо новое |
|
|
to
а также данных табл. 2 и 3 становится очевидным, что на воз никновение площадей просветов при постановке новых колец в изношенные цилиндровые втулки овализация цилиндровых втулок оказывает большее влияние, чем их износ по диаметру. При этом весьма существенным фактором является располо жение замка поршневого кольца по отношению к большой оси овала.
Sa мм2
0,05 0,1 0,2 |
0,3 |
о л |
0,5 |
0,6 |
0,7 ОвОМНОСТЬ |
|
|
|
|
|
м м |
Р и с. 6. Зависимость площади просвета от овальности цилинд ровой втулки: 1 — прямоугольное хромированное кольцо; 2 — трапецеидальное хромированное кольцо; 3 — прямоугольное не
хромированное кольцо.
Влияние расположения замка кольца на площадь неплот ностей наглядно иллюстрируется табл. 4, в которой приведе ны данные по замерам площадей неплотностей для 20 ком плектов новых колец, установленных в цилиндровой втулке с овальностью 0,46 мм и отработавших на двигателе 30 час. Можно считать, что в тех случаях, когда замок кольца распо ложен по большой оси овала, величины неплотностей на 20-^40% выше суммарных площадей, замеренных при распо ложении замка по малой оси. Так как во время работы двига теля кольцо вращается в канавке, то замок непрерывно ме няет свое положение. Путем обмеров было установлено, что два рассмотренных положения замка являются предельными и при любом другом положении кольца величина, площади
20
просветов будет находиться между величинами, замеренными для двух основных положений.
Для оценки величии просветов при подсчетах утечек га зов через уплотнение во втулках, имеющих овал, принималась средняя .площадь просвета, замеренная для двух основных положений. Такая величина является наиболее вероятной, если учесть непрерывное изменение положения замка при вра щении кольца в канавке.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4' |
Замок кольца расположен по боль |
Замок кольца расположен по малой |
|||||||||
шой |
оси овала |
(в плоскости |
кача |
оси овала (в плоскости, проходящей |
||||||
|
|
ния |
шатуна) |
|
через |
ось |
коленчатого |
вала) |
||
S' |
зам |
S" просве |
|
номер |
S' зам |
S" |
йросве- |
|
номер |
|
|
коль |
Ss |
||||||||
ка |
мм 2 |
тов, |
мм2 |
|
ка, м м 2 |
тов, м м 2 |
кольца. |
|||
|
ца |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,4 |
12І26 |
18,66 |
1 |
6,92 |
|
6,6 |
13,52 |
1 |
|
|
8,92 |
|
7,1 |
16,02 |
>2 |
6,05 |
|
3,88 |
9,93 |
2 |
|
5,78 |
|
6,05 |
11,83 |
3 |
5.36 |
|
4,90 |
0,26 |
3 |
|
Ш.51 |
|
5,2 |
16,71 |
4 |
5,52 |
|
3,69 |
9,21 |
4 |
|
5,36 |
|
7,12 |
12,48 |
5 |
5.36 |
|
3,58 |
8,94 |
5 |
|
|
5Тср =15,15 м м - |
|
|
Sscp =10,3 м.м2 |
|||||
|
П р и м е ч а й и е: |
средняя площадь по двум положениям |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6Уср= 12,725 мм- |
В настоящее время опубликован ряд работ, рассматри вающих прилегаемость новых поршневых колец к новым ци линдровым втулкам, имеются рекомендации по улучшению прилегаемости колец и выбору оптимальных эпюр давлений. Однако вопрос улучшения прилегаемости колец в изношен-- ных цилиндровых втулках во всех этих работах (за. исключе нием работы В. Г. Гончаренко [16]) не получил должного освещения.
Анализ влияния конструктивных и технологических фак торов на прилегаемость колец производился лишь для тех вариантов, которые были испытаны при проведении данной работы на двигателях Д 19/30. Были испытаны кольца хроми рованные и без хромирования, а также компрессицнные коль ца трапецеидального и прямоугольного сечения. Отмечено,, что несколько лучшую приспособляемость имеют нехромированные кольца, это отмечалось при установке их в изношен ные втулки. Еще в большей степени преимущество нехроми
21
рованных колец проявляется после приработки их на дви гателе. В связи с этим можно1рекомендовать замену хроми рованных колец нехромированными при постановке новых колец в цилиндровые втулки во время текущих и средних ремонтов (в тех случаях, когда втулка имеет износ более 1/350—1/400 Дц и овальность более 1/350 Дц) .
Трапецеидальные кольца, применяемые в процессе испы таний, также показали несколько лучшую приспособляемость, что можно объяснить некоторым уменьшением упругости тра пецеидальных колец по сравнению с прямоугольными.
С целью уменьшения площадей просветов при замене поршневых колец в цилиндровых втулках, имеющих опреде ленный износ, можно рекомендовать их стопорение от прово рачивания с расположением стопорного штифта на поршне в плоскости, проходящей через ось поршневого пальца.
В соответствии с рекомендациями, содержащимися в тех нической литературе и инструкциями заводов-изготовителей, устанавливаются следующие предельно допустимые нормы изиосов цилиндровых втулок (табл. б).
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
Овальность |
Износ втулки |
Зазор поршень- |
|
Источники |
цилиндровой |
|||
цилиндра, мм |
втулка, м м |
|||
|
втулки, мм |
|
|
Дираковский Н. Ф. и др. Долинский П. А.
Блинов Б. Д.
Правила технической экс плуатации дизельных электростанций
Заводские инструкции: Двигатель М400 Двигатели Д 100
»9 ДМ
»Д 50
»Д 6
»Д 30/50
»Д 19/30
__
1/500Дц 1 /500Дц
1/1000 Дц
1/600 Дц 1/450 Дц
1/600 Дц 1/700 Дц
—
)— » |
—о |
я*3 |
о |
1/200+1/300 д„ |
_____ |
1/100+1/150 Дц |
— |
1/100+1/150 Дц |
— |
_ |
1/150 Дц |
— |
1/400 Дц |
—1 /200 Дц
—1/400+[/500 Дц
—1/150+1/200 Дц
1/120+1/150 Дц 1/300 Дц
1/250+1/300 Дц 1/200+1/250 Дц
Даже если провести анализ рекомендованных норм пре дельных изиосов с учетом быстроходности двигателей, трудно выявить общую закономерность в выборе их абсолютных зна чений. Столь существенные расхождения в оценке предельно допустимых изиосов в заводских' инструкциях могут быть
22
объяснены индивидуальными особенностями двигателей, од нако в некоторых случаях ‘представляется вероятной и недо статочная теоретическая и практическая обоснованность этих рекомендаций. ■
§ 4. ВЛИЯНИЕ ИЗНОСА И ОВАЛИЗАЦИИ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК НА ВЕЛИЧИНУ УТЕЧКИ ГАЗОВ
В большинстве работ, посвященных исследованию утечек газа, устанавливается зависимость между их величиной и ве личинами проходных сечений. Подобный подход имел место в работах И. Л. Лютова [27], С. Фурухама [40], Ф. Эберле [46]. © них отмечено, что зависимость величины утечки газа от площади просвета носит линейный характер и вели чина утечки резко возрастает с увеличением давления над
поршнем.
К. Энглиш [47] проводит анализ значительного расчет ного и экспериментального материала, в результате которого выявляет зависимость утечек газа от числа-' оборотов двига теля, от числа колец, а также дает количественную оценку «допустимой» утечки газов. Однако данные, приведенные в работе [47], получены при незначительных площадях про ходных сечений (новые двигатели) и количественная оценка величин утечек преследует цель установления оптимальных режимов приработки нового двигателя.
Величины «допустимых» утечек газов, подсчитанные в ра боте [47] по различным данным для автотракторных двига телей, приводятся на рис. 7.
Для установления обоснованных норм предельно допусти мых износов цилиндровых втулок и поршневых колец необ ходимо иметь зависимость утечек не только от площадей проходных сечений, но и от износов. Большинством авторов измерение утечек проводилось при постоянном давлении над поршнем. ‘Как показывает анализ, для одного и того же дви гателя величина утечек при неподвижном поршне в 3—4 раза больше, чем в случае переменного давления над поршнем (при равенстве максимальных давлений в цилиндре). Для возможности сопоставления результатов разрозненных экспе риментов целесообразно величины утечек приводить к одина
ковым относительным площадям просветов ^ = ^ г £ '100%>
•Jn
а от абсолютных значений величин утечек переходить к отно
сительным цикловым утечкам В = -г-——• 100 % (последнее
^цикла
23
Рис. 7. Величины «допустимых» утечек газов для двигателей малой мощности по различным дан ным (К. Энглиш).
Р л с. 8. Зависимость утечек от давления в цилиндре при различных относительных площадях просветов. <7=Ss/5n-100 — относительная площадь просвета
24
возможно только в случае переменного давления над порш нем, т. е. на работающем двигателе). На рис. 8 представлены обобщенные зависимости абсолютных утечек от давления в цилиндре при различных относительных площадях просветов (получены при постоянном давлении над поршнем). Графи ки построены на основании работ автора, а также по данным, приведенным в работе И. Л. Лютова [27]. '
Обобщая результаты испытаний Хортена и Ильмера, К- Энг лиш [47] предложил для расчета величин утечек следующие зависимости:
V = Z -CD^ S P) л)мин, . |
(6) |
V і |
|
где г — число цилиндров; |
|
D — диаметр цилиндра, см\ |
" ■ |
i — число колец; |
с= 0,005 — коэффициент для двигателей, с диаметром цилиндров до D = 125 мм.
^Р ) = Р Ѵ= ^ . { Ц ^ + Р-),
где рс — давление сжатия, ати\ - |
|
ра— давление впуска, ати\ |
для двух |
С]— для четырехтактных двигателей равно 4, |
|
тактных— 2. |
|
Для четырехтактных двигателей |
|
ѵ ^ і Ш і У пРРл .!мин> |
(7> |
где D — диаметр цилиндра, мм; |
1 |
ii — число оборотов в мин. |
Утечки, подсчитанные по этим двум выражениям для од ного и того же двигателя, отличаются более, чем в 5 раз. Кро ме того, они совершенно непригодны для расчета утечек дви гателя при значительных нзносах деталей ЦПГ.
Чапчаев А. А. [42] для расчета утечек предложил экспе
риментальное уравнение |
|
|
|
G— (9f+G') |
Y t л/мин’ |
- |
(8> |
где f —площадь просвета, мм2-, |
состоянии |
, |
|
G' — утечка газов при |
нормальном |
колец, |
|
поршней и цилиндров, л/мин\ " |
|
|
|
Р\ — ср. индикаторное давление, кг/см2. |
|
|
25