Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния проблемы надежности автотракторных двигателей 15
1.1. Анализ основных отказов дизелей в эксплуатации 15
1.2. Анализ отказов подшипников коленчатого вала 20
1.2.1 . Анализ эксплуатационных дефектов коленчатого вала двигателя КамАЗ -740 20
1.2.2.Влияние деформации коленчатого вала на использования его ресурса 27
1.2.3 .Анализ эксплуатационных задиров и трещин на шейках коленчатого вала 35
1.2.4.Анализ трещин и усталостных разрушений коленчатых валов. 46
1.2.5.Анализ дефектов вкладышей 61
1.3. Анализ отказов блока цилиндров, цилиндропоршневой группы, кривишипно-шатунного и газораспределительного механизмов 62
1.3.1 .Анализ дефектов блока цилиндров 62
1.3.2.Анализ дефектов гильз цилиндров 65
1.3.3 .Анализ дефектов поршней и колец 66
1.3.4.Анализ дефектов шатунов 68
1.3.5.Анализ дефектов распределительного вала 70
1.3.б.Анализ дефекта головок цилиндра 70
1.4. Анализ отказов турбокомпрессоров 71
1.5. Изменение технического состояния основных элементов двигателя в процессе эксплуатации 76
1.5.1.Анализ используемых систем смазки и очистки 76
1.5.1.1 .Смазочная система дизеля КамАЗ-740 76
1.5.1.2.Смазочная система дизелей КамАЗ-Евро-1, 2 79
1.5.2.Анализ влияния условий смазки на надежность шатунных подшипников в процессе эксплуатации 81
1.5.3.Производительность масляного насоса 87
1.5.4.Расход масла через шатунные подшипники 88
1.5.5.Изменение параметров системы смазки в процессе эксплуатации..91
1.5.6.0сновные причины и механизм проворачивания шатунных вкладышей в процессе эксплуатации двигателей 97
1,5.7.Изменение технического состояния цилиндропоршневой группы в процессе эксплуатации 106
1.6. Стратегии обеспечения работоспособности двигателей КамАЗ и состояние ремонтной базы 110
1.7. Выводы и задачи исследования 114
2. Теоретические предпосылки изменения условий смазки, очистки и напряженно-деформированного состояния основных элементов дизеля в процессе эксплуатации 118
2.1. Изменение технического состояния элементов системы смазки в процессе эксплуатации 118
2.1.1 .Масляный насос 118
2.1,2.Клапаны смазочной системы 119
2.1.З. Фильтрирующие элементы 121
2.2. Изменение условий смазки подшипников коленчатого вала и цилиндропоршневой группы в процессе эксплуатации при различных вариантах распределения масляного потока 126
2.2,1 .Подшипники коленчатого вала 126
2.2.2.Цилиндропоршневая группа 135
2.3. Изменение напряженно-деформированного состояния основных элементов двигателя в процессе эксплуатации 137
2.3.1 .Коленчатый вал 137
2.3,2.Шатунный вкладыш 142
2.3.3.Гильзы цилиндров 156
2.3 АКорпус подшипника турбокомпрессора 161
2.4. Изменение параметров смазки шатунных подшипников вследствие их деформации в процессе эксплуатации 167
2.5. Выводы 179
3. Методические вопросы экспериментального анализа надежности двигателей 181
3.1 Программа и общая методика исследования 181
3.2 Методика измерения расхода и давления в элементах смазочной v системы 183
3.2.1.Мето дика измерения расхода масла через первую шатунную шейку 183
3.2.2. Определение давления и расхода масла через каналы 1-ого коренного подшипника 185
3.3. Методика определения неразрывности и постоянства подвода масла к шатунным подшипникам 186
3.4. Методика определения влияния режима работы двигателя и параметров коренных вкладышей на расход масла через шатунные подшипники и пульсации потока масла ,...188
3.5. Методика определения влияния давления в системе смазки на режимы пульсаций потока масла к шатунным подшипникам 191
3.6. Методика измерений деформаций основных элементов дизеля...193
3.6.1.Методика измерения геометрических и механических параметров шатунных вкладышей 193
3.6.2.Методика лабораторных исследований развития деформации вкладышей в процессе работы двигателя 198
3.6.3.Мето дика измерения зазора в шатунном подшипнике при деформации вкладышей в процессе стендовых испытаний 199
3.6.4.Методика измерения деформации корпуса подшипника турбокомпрессора 205
3.7. Методика оценки теплового состояния элементов дизеля 207
3.7.1.Методика определения теплового состояния подшипников коленчатого вала 207
3.7.2.Методика измерения температуры масла и деталей турбокомпрессора при стендовых испытаниях 212
3.8 Методика моторных испытаний турбокомпрессоров 216
3.9. Методика эксплутационных исследований 217
3.10. Методика испытаний на усталость коленчатого вала 218
3.11. Методика сравнительных испытаний по оценке приработки и задиростойкости пары гильза-кольцо с различными покрытиями и присадками 221
3.12. Методика оценки деформаций гильз цилиндров при монтаже 225
4. Совершенствование процессов смазки, очистки и нагружения элементов двигателя 227
4.1. Совершенствование процесса смазки подшипников коленчатого вала за счет изменения условий подвода масла 227
4.1.1.Анализ условий подвода масла к подшипникам коленчатого вала и дефектов вкладышей 227
4.1.2.Влияние эксплуатационных износов вкладышей на условия смазки шатунных подшипников 250
4.1.3.Изменение условий подвода масла к подшипникам коленчатого вала 252
4.1.4.Анализ теплового состояния подшипников коленчатого вала.259
4.2. Совершенствование масляного насоса и клапанов смазочной системы 266
4.3. Совершенствование процессов очистки масла и воздуха и трения деталей 273
4.4. Снижение напряженно-деформированного состояния элементов дизеля 285
4.4.1 .Шатунный вкладыш 285
4.4.2.Корпус подшипника турбокомпрессора 298
4.4.3 .Коленчатый вал 316
4.4.4.Гильзы цилиндров 333
4.5. Выводы 337
5. Разработка способов контроля и профилактики систем смазки и очистки основных элементов в процессе эксплуатации 342
5.1 Разработка способов и нормативов диагностирования состояния систем смазки и очистки в процессе эксплуатации 342
5.1.1.Разработка способа диагностирования шатунных подшипников в предпроворотном состоянии 342
5.1.2. Разработка способа и средства для контроля неразрывности потока масла к шатунным подшипникам в процессе эксплуатации .351
5.2. Совершенствование системы обеспечения работоспособности, способов и нормативов ремонта основных элементов автотракторных двигателей 354
5.2.1 .Блок цилиндров в сборе 357
5.2.2.Коленчатый вал 367
5.2.3.Коренные и шатунные подшипники, полукольца 373
5.2.4.Поршень 376
5.2.5.Компрессионные кольца, маслосъемное кольцо 381
5.2.6.Головка цилиндра в сборе 382
5.2.7.Шатун в сборе 389
5.2.8.ТурбокомпрессорТКР7Н-1 394
5.3. Схемы технологических процессов предупредительного и
капитального ремонта дизелей 396
5.4 Выводы 402
6. Практические рекомендации и технико-экономическая оценка эффективности результатов исследоввания 403
6.1. Эффективность совершенствования основных элементов двигателя. 403
6.2. Эффективность эксплуатационно-ремонтных мероприятий 409
6.3 Экономическая оценка результатов исследования 412
6.4. Вывод 414
Общие выводы по работе 415
Литература
- Анализ эксплуатационных дефектов коленчатого вала двигателя КамАЗ
- Фильтрирующие элементы
- Определение давления и расхода масла через каналы 1-ого коренного подшипника
- Разработка способа и средства для контроля неразрывности потока масла к шатунным подшипникам в процессе эксплуатации
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Сахарный диабет (СД) представляет собой чрезвычайно значимую проблему эндокринологии и медицины в целом. Число больных СД в мире постоянно растет (И.И. Дедов, 2002; 2003; М.И. Балаболкин, 2005). На долю СД 2 типа приходится около 80-90% от общего числа больных с этой патологией. Большая социальная значимость СД обусловлена высокой частотой инвалидизации и ранней смертности этих пациентов, связанной с развитием поздних осложнений сахарного диабета.
Роль гипергликемии как пускового фактора развития осложнений СД не подвергается сомнению (Е. Но, Т.М. Bray, 1999; J.L. Evans et al., 2003; A.M. Vincent et al., 2004; M.K. Heliovaara et al., 2006). Однако даже хороший контроль гликемии, безусловно снижая риск развития осложнений, не позволяет полностью исключить неблагоприятных последствий СД. Это объясняет интерес к изучению патогенетических механизмов повреждения органов и тканей при СД и поиску путей воздействия на них. Значительное внимание исследователей в последние годы привлекает роль процессов свободнорадикального окисления (СРО) в патогенезе диабетических осложнений (P. Rosen et al., 2001; J.L. Evans et al., 2002; R. Memisogullari et al., 2003; D. Ziegler et al., 2004; M.A. Haidara et al., 2006). Предпринимаются многочисленные попытки использования в лечении данной патологии различных лекарственных средств, обладающих свойствами антиоксидантов, таких как витамины А, Е, С, тиоктовая кислота и др. (Г.Р. Галстян, М.Б. Анциферов, 2000; М.И. Балаболкин и др., 2003; Л.А. Верткин и др., 2004; S. Jacob et al., 1999; J.L. Evans, I.D. Goldfme, 2000; A.D. Mooradian, 2006; D. Ziegler et al., 2006). В тоже время, большинство используемых в клинической практике антиоксидантов нейтрализуют часть свободных радикалов, не предупреждая иХ образование, то есть оказывают лишь кратковременный эффект. С другой стороны, для многих антиоксидантных средств, таких как витамины А, Е и С, был показан прооксидантный эффект in vivo (И.И. Дедов, 2003; М.И. Балаболкин и др., 2005), что нежелательно при СД. Более того, не удалось выявить ожидаемой эффективности длительного приема этих «классических» антиоксидантов в профилактике развития СД 2 типа, кардиоваскулярных осложнений и снижении риска смертности больных (D.H. Lee et al., 2004; Е.М. Alissa et al., 2005; S. Liu et al., 2006; K.M. Hayden et al., 2007). Упомянутые факты свидетельствуют об актуальности поиска новых возможностей в коррекции антиоксидантного статуса и лечении осложнений сахарного диабета.
Церулоплазмин (ЦП) представляет собой белок плазмы крови человека, который благодаря своей ферроксидазной и купроксидазной активности окисляет ионы Fe2+ и Си+, участие которых необходимо для поддержания каскада свободнорадикальных реакций (P. Wardman et al., 1996; J.P. Kehrer, 2000). Окисляя ионы металлов переменной валентности, ЦП препятствует образованию новых активных форм кислорода (Т.А. Крайнова, Л.В. Ефремова,
2005; С. Stoj, D.J. Kosman, 2003) и уменьшает выраженность окислительного стресса. Кроме того, ЦП способен к прямой нейтрализации супероксид-аниона (Т.А. Крайнева, Л.В. Ефремова, 2005), необходим для выведения железа из тканей и встраивания его в трансферрин (Z.L. Harris et al., 1999), а также может влиять на активность ферментов, участвующих в регуляции сосудистого тонуса, таких как миелопероксидаза и эндотелиальная NO-синтаза (М. Segelmark et al., 1997; A. Bianchini et al., 1999).
Клиническая эффективность препарата ЦП продемонстрирована при целом ряде заболеваний, сопровождающихся активизацией процессов свободнорадикального окисления, в том числе ИБС, дисциркуляторной энцефалопатии, в комплексной терапии онкологических больных, критических состояний различного генеза (травматического, геморрагического, инфекционно-токсического шока) и др. (А.Ш. Альседерова, 1992; Н.К. Берлинских и др., 1992; А.Н. Закирова, 1995; В.Н. Голубкова, 1998; В.В. Голотюк, 2001; Д.Д. Сакаева, Т.И. Жбанкова, 2002; А.А. Смирнов, 2004; Л.Р. Чардымова, 2004). Тем не менее, в доступной литературе мы не встретили сообщений об использовании ЦП в лечении больных СД 2 типа. Учитывая изложенное выше, была сформулирована цель и определены задачи настоящего исследования.
Цель исследования:
Изучить антиоксидантную активность и оценить клиническую эффективность препарата «Церулоплазмин» в лечении больных с поздними осложнениями сахарного диабета 2 типа.
Задачи исследования:
Исследовать антиоксидантную активность препарата «Церулоплазмин» у больных сахарным диабетом 2 типа.
Изучить влияние «Церулоплазмина» на состояние углеводного и липидного обмена, дать оценку безопасности препарата.
Проанализировать динамику неврологических нарушений у больных с диабетической периферической нейропатией на фоне применения «Церулоплазмина».
Оценить характер вариабельности ритма сердца и результаты кардиоваскулярного тестирования у больных сахарным диабетом 2 типа до и после терапии «Церулоплазмином».
Изучить влияние «Церулоплазмина» на уровень микроальбуминурии у больных с диабетической нефропатией.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. У больных с СД 2 типа наблюдается активизация свободнорадикального окисления. Введение церулоплазмина способствует торможению этих процессов, доказательством чему служат уменьшение интенсивности индуцированной хемилюминесценции и снижение концентрации малонового диальдегида в плазме крови пациентов.
Лечение ЦП приводит к уменьшению выраженности субъективных симптомов диабетической периферической нейропатии и объективных проявлений неврологического дефицита у больных СД 2 типа, в том числе увеличению амплитуды М-ответа двигательных волокон малоберцового нерва и потенциала действия сенсорных волокон икроножного нерва при электронейромиографическом исследовании.
Введение ЦП в составе комплексной терапии больных СД 2 типа способствует снижению уровня суточной микроальбуминурии.
Научная новизна:
Впервые препарат «Церулоплазмин» был использован для лечения больных с поздними осложнениями СД 2 типа. Проанализированы его влияние на углеводный, липидный обмен, показатели метаболизма железа и функционального состояния печени у больных СД 2 типа.
Впервые показана способность ЦП подавлять интенсивность ПОЛ и увеличивать активность антиоксидантных ферментов у больных СД 2 типа.
Впервые произведен анализ изменений вариабельности ритма сердца и результатов кардиоваскулярного тестирования у больных СД 2 типа до и после терапии ЦП.
Впервые продемонстрирована положительная динамика в клинической картине периферической диабетической нейропатии и снижение степени микроальбуминурии у больных СД 2 типа на фоне введения ЦП.
Практическая значимость работы:
Получены доказательства клинической эффективности и безопасности применения препарата «Церулоплазмин» для коррекции антиоксидантного статуса у больных СД 2 типа, а также в комплексной терапии пациентов с диабетической периферической нейропатией (Патент RU 22040808, опубл. 27.11.04) и диабетической нефропатией в стадии микроальбуминурии.
Реализация результатов исследования:
Результаты исследования внедрены в практику работы нейроэндокринологического отделения Нижегородской областной клинической больницы им. Н. А. Семашко.
Апробация работы:
Материалы и основные положения диссертации доложены на заседании Нижегородского регионального отделения Российской ассоциации эндокринологов (г. Нижний Новгород, 2004), на VI Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (г. Москва, 2005), на 11-й Нижегородской сессии молодых ученых (г. Нижний Новгород, 2006), на IX Всероссийском съезде неврологов (г. Ярославль, 2006), на совместном заседании сотрудников кафедр госпитальной терапии им. В. Г. Вогралика, пропедевтики внутренних болезней и проблемной комиссии «Внутренние болезни, кардиология, токсикология, аллергология, эндокринология, фармакология» (Нижний Новгород, 2007).
Публикации:
По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 5 - в центральной печати, получен патент на заявленное изобретение.
Структура и объем работы:
Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, пяти глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографии. Список литературы содержит 87 источников отечественных авторов и 167 - иностранных. Работа иллюстрирована 42 таблицами и 22 рисунками.
Анализ эксплуатационных дефектов коленчатого вала двигателя КамАЗ
Коленчатый вал (KB) работает в восьмицилиндровом V-образном двигателе КамАЗ-740 и его модификациях, которые в основном устанавливаются на грузовые автомобили и самосвалы КамАЗ, автомобильные тягачи КамАЗ, используемые в составе автопоездов, автомобили-тягачи УралАЗ, ЗИЛ, автобусы ЛАЗ, ЛиАЗ, НефАЗ, ПАЗ, а так же на тракторы ХТЗ, ТІ50, комбайны "Дон", "Полесье" и на стационарные энергетические установки.
Номинальная мощность двигателя 154кВт (210 л.с.) при номинальной частоте вращения KB 2600мин" . Максимальная частота вращения холостого хода 2930-80мин . Максимальный крутящий момент на KB 637 Н.м.(65кг.м) при частоте вращения KB 1600-1800мин \
KB является одной из основных деталей двигателя, определяющей его ресурс. Так, например, по данным ОАО "КамАЗ-Дизель " в рекламационный период (30 тыс. км) из 441 отказавшего двигателя КамАЗ-740 88 отказали из-за дефектов КШМ. Заготовки KB выполняются ковкой из стали 42ХМФА ТУ 14-1-1296-75, имеющей следующий химсостав: углерод-0,40...0,45%; кремний-0,27...0,37%; марганец
0,5...0,8%; ванадий-0,08...0,12%; хром-1,0...1,8%; молибден-0,35...0,45%; сера-0,01...0,035%; фосфор-0,025%;медь-0,35%; никель-0,3%; остальное-железо. Металл для изготовления поставляется без термообработки в прутках, квадрат 160x160 мм (НВ255-277).
Механические свойства этой стали, определенные на термообработанных (закалка при нагреве до 860С, отпуск на воздухе) образцах размером 25x25 твердостью НВ255-277(0 отп.3,80-3,65 мм), должны соответствовать нормам, указанным в табл.1.5.
Металл для изготовления KB поставлялся Донецким, Серовским, Челябинским и Оскольским металлургическими комбинатами. Для отличия поставщиков металла при штамповке вводится специальная маркировка на противовесе КВ. Шифр маркировки выбирается для каждой партии металла, но при этом выбор шифра осуществляется без определенной системы.
KB имеет пять коренных и четыре шатунные шейки. В шатунных шейках вала выполнены внутренние полости (грязесборники), которые сообщаются с масляными каналами в коренных шейках. На носке и хвостовике KB установлены шестерня привода масляного насоса и ведущая шестерня в сборе с маслоотражателем. Кроме того, там же установлены по прессовой посадке съемные противовесы. Хвостовик KB уплотнен резиновым самоподжимным сальником (установленным в картере маховика). Коренные и шатунные шейки KB закалены ТВЧ HRC(52... 62). Параметры нового KB (7401.1005.020) и восстановленного KB (7401. 1005.016.РСБ) приведены в табл.1.6.[53] .
Проводили наблюдения за 560 KB, поступившими с двигателями КамАЗ-740 в капитальный ремонт на ЗАО "Ремдизель". При этом фиксировали факты появления дефектов. Общее представление о структуре дефектов, коэффициенте их повторяемости и количестве KB с данными дефектами дают табл. 1.7 и 1.8.
Из 560 наблюдаемых KB ремонтопригодными, то есть имевшими устраняемые дефекты, оказались 470 KB или 84% и соответственно неремонтопригодными, то есть имевшими не устраняемые дефекты-90 KB или 16 %.
Фильтрирующие элементы
Фильтрация - процесс течения жидкости через пористую среду. Фильтрование - процесс разделения суспензии на жидкую и твердую фазы, при прохождении этой жидкости через пористую среду [249]. Основным законом фильтрации является закон Дарси, по которому скорость фильтрации Уф прямо пропорциональна градиенту перепада давлений АР, обратно пропорциональное вязкости л и зависит от проницаемости пористой среды Z - АР где д - толщина фильтрующей перегородки.
Сопротивление течению фильтрируемой жидкости через пористую При пропускании суспензии через пористую среду происходит уменьшение диаметра пор вследствие прилипания (адсорбции) твердых частиц к стенкам поровых каналов (рис. 2.2)
Схема фильтрования в пористой среде (теле) Закон фильтрования можно описать одним общим дифференциальным уравнением [249] где g - объем фильтра с единицы поверхности фильтрования; к -коэффициент пропорциональности; п=0 при законе образования осадка; /2=1 при промежуточном законе; w= 1,5 при стандартном законе; п=2 при законе с полной блокировкой пор.
При фильтровании высококонцентрированных суспензий с малыми скоростями Уф имеет место закон с образованием осадка, а при фильтровании мало концентрированных суспензий с высокими скоростями \ф промежуточный или стандартный законы. Закон с полной закупоркой пор практически наблюдается крайне редко [249]. Для современных
123 автотракторных дизелей характерен стандартный закон. Это значит, что в процессе эксплуатации сопротивление фильтра возрастает с повышающимся темпом. Поэтому особенно важна своевременная замена фильтрующих элементов. При соблюдении периодичности замены масла и фильтрирующих элементов на протяжении всего ресурса двигателя скорость фильтрования можно считать постоянной.
Процесс разделения суспензии под действием центробежных сил называется центрифугированием, а агрегаты называются центробежными очистителями. Чаще всего используются очистители с цилиндрическим ротором. На твердую частицу (рис. 2.3) в центробежном поле действуют следующие силы [249]: 1. центробежная сила _л d ч 6 (2.8) F= - -Aw2r я-d1 где - объем частицы шарообразной формы; d- эквивалентный диаметр частицы; Ач - плотность частицы; со - угловая скорость вращения ротора; г - расстояние от частицы до оси вращения; 2. сила давления жидкости F»c=-d3K »2r (2.9) где Аж - плотность жидкости; 3. сила, препятствующая осаждению частицы, определяемая по закону Стокса Fc=3ni-d-v4, (2.10) где ц - динамическая вязкость жидкости; v4 - радиальная скорость движения частицы к периферии ротора под действием центробежной силы. В случае равновесия сил, действующих на частицу, имеем следующее уравнение F4 F c=FC (2.11) Подставляя в уравнение (2.11) соответствующие значения входящих в него величин, получим уравнение скорости осаждения частиц в центробежном поле V4 = d2-Ao2-r 18/; (2.12) где А = Ач - А - разность плотностей частицы и жидкости.
В процессе эксплуатации вследствие осаждения частиц на стенках ротора уменьшается средний радиус г, следовательно, по (2.12) пропорционально снижается и скорость осаждения частиц, и эффективность очистки масла. Поэтому особенно важна своевременная очистка ротора при техническом обслуживании. При своевременной очистке ротора в процессе эксплуатации скорость (эффективность) очистки можно считать постоянной. Эти же положения можно распространить и на центробежную очистку масла в полостях шатунных шеек коленчатого вала. Однако здесь необходимо учитывать, что периодичность их очистки соизмерима с межремонтными пробегами. За это время интенсивность отложений возрастает пропорционально интенсивности изнашивания подшипников коленчатого вала (особенно за счет несгораемых частиц). Как известно интенсивность изнашивания подшипников коленчатого вала, как динамически нагруженных сопряжений возрастает по экспоненциальной зависимости [1-5].
Определение давления и расхода масла через каналы 1-ого коренного подшипника
В коленчатом вале двигателя просверлили дополнительное отверстие, обеспечивающее подвод масла на подшипники 1-й шатунной шейки со 2-й коренной опоры, а в шатунный маслоканал подвода масла с 1-й коренной опоры установили заглушку -1 (рис. 3.3, патент РФ № 2278366).
К переднему фланцу коленчатого вала через полумуфту - 2 (дет. 740.1005534) крепится маслопровод, к которому прикреплен кран с манометром -3 и счетчик расхода масла ШЖУ-25М-15 - 4. От расходомера по маслопроводу слив масла осуществляли в поддон двигателя, для чего маслопровод посредством штуцера крепили к поддону двигателя. Дифференциальный клапан масляного насоса также заблокирован, как и на предыдущем испытании. Перед сборкой двигателя проводили микрометраж 1-й шатунной и коренной шеек. Двигатель КамАЗ-7408 устанавливали на испытательный стенд фирмы «AVL» с гидротормозом фирмы «SCHENCK».
На первом этапе определения расхода масла через каналы 1-ой коренной опоры. Зазор в коренном подшипнике составлял 0,100мм. Двигатель заправляли маслом марки М 10 Г2К, кран регулировки давления открыт полностью. После запуска двигателя и его прогрева регулировкой вентиля крана устанавливали давление в системе смазки двигателя Р = 0,2 МПа.
Снимали внешнюю скоростную характеристику двигателя, записывая все показания приборов и датчиков, а также показания расходомера ШЖУ-25М -15. Далее поднимали давление в системе смазки до Р = 0,3 МПа и снимали скоростную характеристику. Так повторяли испытания, постепенно поднимая давление в системе смазки краном до Р = 0,7 МПа.
На втором этапе исследования устанавливали коренные вкладыши с износом и зазором в коренном подшипнике 0,127мм. Повторяли испытание, предварительно устанавливая давление в системе смазки от Р = 0,2 МПа до Р = 0,7 МПа. Полученные данные испытаний обрабатывали и сводили в таблицу (приложение 4).
Неразрывность потока оценивали визуально по истечению масла из зондирующих трубок (патент РФ № 2168106). В канал подвода масла непосредственно в зоне шатунного подшипника вставлены трубки, выходящие через носок коленчатого вала в переднюю часть двигателя с выходом по оси наружу. Третья трубка установлена внутри полости центробежной ловушки в точке, наиболее близкой к оси вращения, и также выведена по оси наружу двигателя. К передней части двигателя крепится колба индикатора неразрывности потока жидкости (рис. 3.4) , в которую входят эти трубки (приложение 2).
В нижней части колбы имеется отверстие для слива, поступающего масла. В масляном насосе двигателя жестко заблокированы в постоянно закрытом положении дифференциальный и предохранительный клапаны. Это необходимо, чтобы давление масла, подаваемое насосом, не было строго фиксированным, и регулирование давления масла обеспечивал принудительно оператор через канал слива.
В масляном фильтре убран предохранительный клапан, а вместо него ввернут штуцер, к которому подсоединен кран. К выходному отверстию крана подсоединен один конец маслопровода, а другой конец маслопровода подсоединен к штуцеру, установленному вместо заглушки в поддон двигателя. Посредством крана и стендового манометра регулируется давление масла в масляной системе двигателя. Открывая кран, уменьшали давление масла в системе, закрывая кран, увеличивали давление.
Разработка способа и средства для контроля неразрывности потока масла к шатунным подшипникам в процессе эксплуатации
Выявленный механизм проворачивания шатунных вкладышей устанавливает определяющую роль в развитии отказа состояния самого вкладыша, а именно, его напряженного состояния и влияния на него условий смазки шатунного подшипника. Показано, что отказ появляется не внезапно, а развивается по определенным закономерностям в течение довольно длительного времени. Процесс развития отказа включает три этапа: первый - появление деформации вкладыша в условиях избыточного напряженного состояния; второй - развитие полученных деформаций до критических значений; третий - непосредственное проворачивание вследствие полученных деформаций. Первый и второй этапы вместе можно условно охарактеризовать как предпроворотное состояние вкладышей. Продолжительность первого этапа, установленная экспериментально, составляет 200ч (или 10 тыс. км), этап заканчивается образованием первичного прогиба. Начиная с этого момента, рекомендуется осуществлять проверку шатунных вкладышей на наличие прогиба, используя его в качестве структурного параметра. Нами разработано диагностическое устройство для измерения величины прогиба шатунных вкладышей без разборки двигателя (рис. 5.1, приложение 13), Устройство состоит из корпуса 7, иглы 6, индикатора 9, воздушного редуктора 13, манометра 12, трубопроводов 11.
Через корпус, вставляющийся в гнездо форсунки или свечи, в надпоршневое пространство подводят сжатый воздух, тем самым нагружают поршень 5, шатун 3 и вкладыш 2. В корпус вставлена игла, один конец которой опирается на днище поршня, а другой - в ножку индикатора. При снятых с двигателя форсунках устанавливается поршень проверяемого цилиндра в ВМТ, затем в гнездо форсунки устанавливается корпус с иглой и индикатором и по индикатору (ИМГ-1, цена деления 1 мкм) точно устанавливают поршень в ВМТ. Открывая подвод воздуха редуктором, плавно нагружают поршень давлением Р =0,6 МПа; после прекращения перемещения стрелки, индикатор устанавливают на ноль. При снижении давления до нуля стрелка индикатора переместится. Чтобы исключить или уменьшить возможные погрешности, обусловленные зазорами в сопряжениях, предложено определять величину упругого отхода под действием вкладыша при снятии нагрузки после выдержки. На данный способ получено авторское свидетельство [197].
Величина давления воздуха Р=0,6 МПа, подводимого в камеру сгорания двигателя КамАЗ-740, определена по моменту стабилизации перемещения поршня в зависимости от величины давления воздуха, подводимого в камеру сгорания. Для этого вкладыши с различной величиной прогиба А в свободном состоянии нагружали ступенчатой нагрузкой (через 0,1 МПа) и при этом измеряли перемещение поршня. Из рис. 5.2 видно, что при различных величинах прогибов шатунных вкладышей с давления Р =0,6 МПа наступает стабилизация перемещения, свидетельствующая о том, что вкладыш при этом полностью выпрямился.
Поскольку в эксплуатации используют вкладыши и ремонтных размеров, толщина и длина вкладыша у других моделей ДВС отличаются от исследованных, получена эмпирическая формула для определения давления в камере сгорания при диагностировании в зависимости от толщины и длины вкладыша и диаметра поршня
Из рис. 5.3 видно, что диагностический параметр соответствует основному требованию, однозначности [243], то есть отсутствует экстремум в связи его со структурным параметром А. Зависимость S от А однозначная, линейная с коэффициентом корреляции fSA = 0,920, свидетельствующим о высокой тесноте связи экспериментальных данных и линейной зависимости. Вторым важнейшим требованием к диагностическому параметру является чувствительность [243], оцениваемая коэффициентом чувствительности dS (5.3) Кч = dA Из формулы (5.2) следует, что коэффициент чувствительности равен параметру «в», то есть Кч = в = 0,53, что можно считать достаточно высоким.
Важным требованием к диагностическому параметру является стабильность [243], характеризуемая величиной рассеивания диагностического параметра при неизменном значении структурного параметра. Проведение 25 независимых измерений диагностического параметра при неизменном значении структурного показывает, что коэффициент вариации этого распределения составляет 0,16. С учетом этого можно определить погрешность диагностического параметра [296] yjtl (5.4) где tpn - критерий Стьюдента при доверительной вероятности р и числе изменений п; as - среднеквадратическое отклонение единичного измерения S.
Похожие диссертации на Клиническая оценка антиоксидантного эффекта церлоплазмина в лечении больных с поздними осложнениями сахарного диабета 2 типа
