Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Особенности использования грузовых автомобилей в условиях низких температур 9
1.2 Эффективность эксплуатации трансмиссии в условиях низких температур 11
1.2.1 Тепловой режим агрегатов трансмиссии 11
1.2.2 Влияние температуры масла на качественные показатели меха нической трансмиссии 15
1.3 Способы снижения потерь мощности в агрегатах трансмиссии 19
1.4 Системы утилизации теплоты отработавших газов автотракторных ДВС 28
1.5 Выводы по главе, цель и задачи исследования 33
2 Теоретический анализ теплового состояния механи ческой коробки передач грузовых автомобилей при работе без передачи крутящего момента 36
2.1 Анализ теплового состояния коробки передач грузовых автомобилей в условиях низких температур при работе двигателя в режиме холостого хода 36
2.2 Анализ теплового состояния системы теплоснабжения коробки передач грузовых автомобилей 44
2.3 Обоснование параметров системы теплоснабжения коробки передач грузовых автомобилей при работе двигателя в режиме холостого хода 51
2.4 Определение температуры масла в коробке передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения... 55
2.5 Выводы по главе 57
3 Методика экспериментальных исследований
3.1 Программа экспериментальных исследований 59
3.2 Методика измерения скорости движения и температуры отработавших газов 62
3.3 Методика измерения температуры масла в коробке передач 63
3.4 Методика измерения потерь мощности в коробке передач 65
3.5 Методика исследования теплового состояния коробки передач при
работе совместно с системой теплоснабжения 67
3.5.1 Выбор отклика, числа факторов и уровней варьирования 67
3.5.2 Методика измерения температуры масла в коробке передач гру зовых автомобилей при работе без передачи крутящего момента
совместно с системой теплоснабжения 72
3.5.3 Методика измерения скорости движения промежуточного теп лоносителя в системе теплоснабжения 78
3.6 Измерительная аппаратура и оборудование 79
3.7 Погрешность измерений и обработка экспериментальных данных... 83
4 Результаты экспериментальных исследований 90
4.1 Результаты исследования теплового состояния коробки передач при работе без передачи крутящего момента 90
4.2 Результаты исследования теплового состояния системы теплоснабжения при работе двигателя в режиме холостого хода 97
4.3 Результаты исследования теплового состояния коробки передач при работе совместно с системой теплоснабжения 102
4.4 Практическое использование результатов исследования 108
4.5 Выводы по главе ПО
5 Оценка экономической эффективности результатов исследований 112
Общие выводы 119
Библиографический списокq
- Тепловой режим агрегатов трансмиссии
- Анализ теплового состояния системы теплоснабжения коробки передач грузовых автомобилей
- Методика измерения температуры масла в коробке передач
- Результаты исследования теплового состояния коробки передач при работе совместно с системой теплоснабжения
Тепловой режим агрегатов трансмиссии
Использование автомобилей в условиях низких температур влечет за собой дополнительные трудности по тепловой подготовке не только двигателя, но и агрегатов трансмиссии, что связано с высокой вязкостью трансмиссионного масла, при которой начать движение на автомобиле крайне затруднительно. Проблеме эффективной эксплуатации трансмиссии посвятили свои труды многие ученые. Рассматривались как автомобильные механические трансмиссии [41, 80, 85, 112 и др.], так и тракторные механические [4, 17, 60, 79, 96, ПО и др.], с переключением без разрыва потока мощности [21, 48, 88-91 и др.].
Исследования ряда авторов [37, 38, 109, ПО] показали, что температурный режим тракторных механических трансмиссий в условиях низких темпе 12 ратур не достигает оптимальных значений на разных нагрузочно -скоростных режимах даже при стабилизации температуры после 3,5 ч работы.
Согласно исследованиям [18, 21, 28, 42, 65, 85, 93 и др.], потери мощности в трансмиссии напрямую зависят от ее температурного режима работы, т.к. вязкость трансмиссионного масла увеличивается с понижением температуры. Современные масла обладают различными как эксплуатационными, так и вязкостно-температурными свойствами. В соответствии с результатами исследований А.А. Долгушина и других авторов [25], вязкость минерального трансмиссионного масла маркировки 80W-90 существенно изменяется уже при температуре ниже плюс 10 С, при температуре минус 25 - 30 С оно и вовсе застывает. Масла на синтетической основе имеют более пологую вязкостно-температурную характеристику, существенное изменение которой происходит при температуре минус 20 - 30 С и ниже. На основании вышесказанного можно сделать вывод, что тепловой режим трансмиссии и сорт применяемых масел имеют существенное значение при рассмотрении ее работы в условиях низких температур.
При исследовании тепловых режимов работы агрегатов трансмиссии автомобиля ГАЗ-66 с нагрузочным режимом как функции полного веса и коэффициента сопротивления качению при эксплуатации в условиях низких температур было установлено, что на величину средней температуры масла агрегатов значительное влияние оказывает режим работы автомобиля, а скорость и направление воздуха, обдувающего автомобиль в диапазоне скоростей 0-70 км/ч, в основном определяются скоростью движения автомобиля и мало зависят от скорости и направления ветра. При работе автомобиля с остановками, суммарная продолжительность которых равна общему времени движения, понижение температуры обдувающего воздуха от 20 до минус 40 С вызывает понижение средней температуры в коробке передач на 39 С, в раздаточной коробке на 28 С, в переднем мосту на 30 С и в заднем мосту на 27 С [112]. По представленным исследованиям автор делает вывод, что при понижении температуры окружающего воздуха в зимний период эксплуатации вследствие уменьшения средней температуры масла его вязкость в агрегатах значительно выше оптимальных значений, что обусловливает повышенный износ шестерен.
Исследования ряда авторов [8, 28, 29, 55, 108 и др.] показывают, что температурный режим агрегатов трансмиссии автомобилей является одним из основных факторов, влияющих как на потери мощности, так и на интенсивность изнашивания. Обеспечение оптимального теплового режима агрегатов трансмиссии позволит снизить дополнительный расход топлива до 7 % и интенсивность изнашивания до 10 раз.
К тому же исследования М. М. Разяпова [80] указывают, что в месяцы с низкой температурой наблюдается увеличение отказов коробки передач фирмы ZF КАМА, связанных с недостаточным поступлением масла к точкам трения, например, количество выходов из строя переднего подшипника вторичного вала увеличивается на 33%, заднего опорного подшипника - на 20%, а число отказов остальных деталей КП увеличивается на 12%. Таким образом, число отказов коробки передач автомобиля КАМАЗ указанной марки в общем случае увеличивается на 65%. Здесь же выявлено, что число отказов агрегатов трансмиссии автомобилей КАМАЗ в месяцы с низкой температурой повышается на 11 %, а по отдельным узлам до 31 %.
Исследования приспособленности автомобилей ПАЗ-672, ГАЗ-66, ГАЗ-24, М-412 ЗИЛ-130 и др. по тепловому режиму агрегатов показали, что при температуре окружающего воздуха минус 40 С температура масла в картере коробок передач имеет высокие значения (от 18 до 33 С), а температура задних мостов составляет от 2 до 43 С (меньшие значения относятся к грузовым автомобилям, большие - к легковым). При этом темп прогрева для коро-бок передач на стоянке при работающем двигателе равен (18 - 70)-10" мин" , причем минимальные значения относятся к грузовым автомобилям, а максимальные - к легковым. При движении темп прогрева коробок передач увели-чивается до (27 - 99)-10" мин" . Для задних мостов грузовых автомобилей темп прогрева составляет (23 - 63) 10" мин" , а для легковых он равен (131 -138)-10"3 мин"1, т.е. выше примерно в 4 раза [85].
Оптимальный тепловой режим работы агрегатов механической трансмиссии грузовых автомобилей заводом-изготовителем не устанавливается в жестких рамках. Определяющим фактором является работоспособность масла при определенных условиях. Так, например, установленная максимальная температура масла ТСП-15К в агрегатах трансмиссии автомобилей КАМАЗ не должна превышать 120 С [59]. Минимальное ограничение задается вязкостно-температурной характеристикой применяемого масла (не ниже минус 30 С). По данным А.И. Покровского и других авторов [78], нормальная температура масла в картере КП автомобиля ЗИЛ-130 составляет 30-50 С. Л.Г. Резник [85] при изучении температурного режима КП различных видов автомобилей приходит к выводу, что при температуре масла плюс 18-33 С дополнительного увеличения расхода топлива не происходит вследствие того, что вязкость масла имеет минимальное значение.
Анализ теплового состояния системы теплоснабжения коробки передач грузовых автомобилей
В настоящее время эффективный КПД дизельных двигателей, работающих на номинальном режиме, не превышает 40-42 % [13, 86, 111]. Повышение эффективности эксплуатации техники возможно путем более полного использования теплоты сгорающего топлива, снижения механических потерь в двигателе, трансмиссии, ходовой части и т.д. и за счет использования вторичной теплоты двигателя. Наиболее выгодным в этой связи становится использование теплоты отработавших газов, т.к. ее доля составляет до 35 % от общей теплоты сгоревшего топлива [58].
На сегодняшний день имеется два направления использования энергии отработавших газов: преобразование кинетической энергии в электрическую или механическую и использование теплоты отработавших газов для преобразования в утилизационных установках или подогрева различных агрегатов и систем в условиях низких температур (см. рисунок 1.8). Системы утилизации энергии отработавших газов ДВС
Ю.Ф. Коваленко [39] предложен метод утилизации теплоты отработавших газов ДВС с целью повышения его эффективности. Суть метода заключатся в том, что отработавшие газы высокой температуры от дизельного двигателя транспортного средства поступают в цилиндр утилизационного двигателя через отверстие впускного клапана (автором предложен измененный двухтактный бензиновый двигатель ПД-10У), дополнительно сжимаются, при этом температура ОГ повышается. В качестве основного рабочего тела выступает вода, которая подается в цилиндр при приближении поршня к ВМТ. Цикл двигателя завершается аналогично работе на топливе. Затем цикл повторяется. Для сглаживания температуры газов, поступающих в утилизатор при работе двигателя транспортного средства на разных скоростных ре зо жимах, автор предлагает дополнительно устанавливать тепловой аккумулятор. Предложенная конструкция позволила получить дополнительно 4,6 кВт мощности при эффективном КПД 0,36.
Другой способ, предложенный Д.В. Райшевым [81], позволяет преобразовать тепловую энергию выхлопных газов поршневого ДВС в электрическую при помощи теплоэлектрического генератора, выполняющего также роль штатного глушителя. Величина полученной энергии, в зависимости от ряда факторов, составляет до 60 Вт, которую автор предлагает использовать в зимнее время для заряда аккумуляторных батарей. Данный метод поддерживают и другие авторы [121, 124].
Ряд авторов [1, 2, 22, 23, 71] предлагают использовать отработавшие газы в качестве источника теплоты для обогрева салонов автобусов, кабин и кузовов автомобилей. Предложенный ими транспортный утилизатор отработавших газов с принудительной циркуляцией промежуточного теплоносителя (воды) и с естественной конвекцией промежуточной среды (вода) устанавливается непосредственно вместо первого резонатора выпускной системы двигателя автомобиля, который обеспечивает нагрев теплоносителя даже при работе двигателя в режиме холостого хода, радиатор устанавливается непосредственно в салоне автомобиля. Авторами достигнута высокая эффективность предлагаемой системы. Так, например, теплопроизводительность транспортного утилизатора с принудительной циркуляцией промежуточного теплоносителя составляет не менее 25 МДж/ч, что вполне достаточно для обогрева кабины автомобиля.
Систему утилизации теплоты ОГ с компактным трубчато-ребристым теплообменником для котельной установки 1ШУА-1600/100 с двигателем ЯМЗ-238 предлагает А.В. Яркин [116]. Система предназначена для предварительного подогрева воды до 95 С и подачи ее непосредственно в котельную установку, что снижает время ее подготовки к работе до 13 мин. В зимнее время предлагаемая система утилизации теплоты отработавших газов также поддерживает положительную температуру воды в котельной установке при транспортировке, что освобождает от необходимости регулярного прогрева воды самой котельной. В предлагаемой системе утилизации теплоты отработавших газов глушитель-утилизатор выполняет также роль глушителя шума выхлопных газов. Идею непосредственной утилизации теплоты отработавших газов с целью повышения эффективности работы двигателя поддерживают и другие авторы [118, 119, 122, 123].
Г.М. Крохта [47] предлагает использовать теплоту отработавших газов для подогрева трансмиссионного масла с помощью газомасляного теплообменника. Масло из КП поступает в газомасляный теплообменник и подогревается за счет теплоты ОГ. Температура подогретого масла регулируется терморегулятором, который направляет необходимое количество отработавших газов в газомасляный теплообменник.
В исследованиях A.M. Краснова [45] использование теплоты ОГ дизель-энергетических установок, работающих в условиях наличия углеводородного сырья, позволило снизить затраты на обеспечение дизелей топливом на 50-90% [45]. Автор предлагает направлять теплоту ОГ для разложения углеводородного сырья на фракции, тем самым увеличивая экономическую эффективность установок на 30-70 %.
Повышать эффективность тепловых двигателей предлагается также за счет утилизации теплоты отработавших газов с применением теплонасосной установки [56] и на основе термохимической регенерации теплоты отработавших газов [30]. В первом случае удалось увеличить коэффициент использования тепла топлива в 1,5-1,6 раза [56], во втором случае при использовании регенерации теплоты снижается удельный расход топлива малоразмерного дизеля 14 8,0/7,5 на 6 % [30].
Анализ способов утилизации теплоты ОГ ДВС показал, что в настоящее время предложено множество направлений использования энергии ОГ, однако при эксплуатации техники в суровых условиях не все способы применимы. Более того, использование теплоты ОГ в повседневной жизни встречается лишь в единичных случаях. Так, например, преобразование теп 32
ловой энергии ОГ в механическую при помощи вспомогательного двухтактного двигателя, предложенного Ю.Ф. Коваленко [39], способствует получению дополнительной мощности, но применение воды в качестве рабочего тела затрудняет использование данного способа в зимнее время. Также не определен ресурс работы двигателя и воздействие воды на его детали.
Преобразование тепловой энергии в электрическую, предложенное Д.В. Райшевым [81], актуально в настоящее время, хотя максимальная мощность данного метода достигается лишь в случае минимальной температуры охлаждающего воздуха и максимальной температуры ОГ. При этом метод не обладает высокой эффективностью. В случае применения полученной энергии потребителем эффективность метода снижается прямо пропорционально КПД потребителя.
Отопление салонов автобусов, кабин и кузовов автомобилей за счет теплоты ОГ в условиях сибирского климата остается практически не решенной на данный момент задачей, хотя еще в 1986 г предложено использование теплоты ОГ для этих целей [22, 23]. Использование воды в системе отопления затрудняет применение данного метода при отрицательных температурах, особенно при открытом хранении автомобилей, кроме того, авторы не предлагают систему регулирования теплового потока как по температуре промежуточного теплоносителя, так и по температуре воздуха в салоне.
Решены проблемы подогрева воды для котельной установки [116] и получения топлива из углеводородного сырья для дизель-энергетических установок [45] при помощи теплоты отработавших газов. К подогреву агрегатов транспортных средств данные способы утилизации теплоты ОГ применить трудно, к тому же предлагаемая A.M. Красновым [45] система является стационарной, при получении топлива для двигателей система требует дополнительно большого количества электрической энергии.
Все рассмотренные способы утилизации теплоты ОГ обеспечивают работу при внедрении в систему выпуска двигателя машины, что влечет за собой дополнительные вопросы по поводу эффективности использования основного двигателя при создании дополнительного сопротивления выпуска газов и соответствия предлагаемых устройств ГОСТ Р 51709-2001. При выпуске современных автомобилей большое внимание уделяется качеству продукции. Самостоятельное внедрение в систему выпуска ОГ ДВС и мероприятия по ее изменению нежелательны для работы двигателя и способны изменить условия гарантийного обслуживания и ремонта эксплуатируемой продукции.
Таким образом, анализ существующих систем утилизации отработавших газов ДВС показывает, что данный вопрос является достаточно актуальным в настоящее время, а указанные недостатки методов, подвергшихся анализу, говорят о возможности их устранения и совершенствования систем.
Методика измерения температуры масла в коробке передач
Исходя из поставленных задач исследования и теоретических предпосылок, изложенных в предыдущей главе, целью экспериментальных исследований являлось получение опытных данных, подтверждающих целесообразность использования теплоты отработавших газов двигателя для подогрева трансмиссионного масла в коробке передач при работе без передачи крутящего момента. При этом необходимо решить следующие задачи экспериментального исследования: 1. Собрать необходимые данные для расчета теоретической модели изменения температуры масла исследуемой коробки передач при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения и подтвердить ее адекватность. 2. Исследовать влияние условий окружающей среды на тепловое состояние механической КП при работе без передачи крутящего момента. 3. Используя теоретические предпосылки разработать систему теплоснабжения для механической КП грузового автомобиля. 4. Установить величину изменения температуры масла механической КП при работе без передачи крутящего момента совместно с системой теплоснабжения. 5. Найти уравнение связи между выбранными диагностическими параметрами и температурой масла в КП.
Указанные задачи 1, 2 и 4 решаются в результате постановки активных экспериментов. Решение задачи 3 возможно путем разработки соответствующего конструктивного варианта. Задача номер 5 решается на основании проведения активных экспериментов по специальной методике с применением методов статистической обработки информации. Для выявления степени влияния конкретных факторов на изменение теплового режима механической КП проводились лабораторные исследования.
Регистрация предварительных данных, необходимых для определения теплового режима коробки передач при работе без передач крутящего момента под влиянием низкотемпературных условий окружающей среды, проводилась в условиях лаборатории кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка Новосибирского государственного аграрного университета (НГАУ) на специально смонтированной экспериментальной установке №1 (см. рисунок 3.1).
Экспериментальная проверка адекватности разработанной аналитической модели, а также исследование влияния значимых факторов на диагностический параметр проводились в условиях той же лаборатории на установке № 2 (рисунок 3.2), включающей в себя КП, установленную непосредственно на автомобиле, и измерительную аппаратуру. При этом температура окружающей среды подбиралась в соответствии с условиями эксплуатации автомобиля.
При выборе объекта экспериментального исследования для подтверждения теоретических выводов главы 2 исходили из следующих предпосылок: 1. количества автомобилей данной марки, использующихся на территории России, в частности в Новосибирской области; 2. перспективности автомобилей выбранной марки; 3. возможности распространения полученных экспериментальных данных на грузовые автомобили других марок.
В соответствии с характерными особенностями, подробно изложенными в главе 1, проблема в большей степени актуальна для механических коробок передач грузовых автомобилей отечественного производства.
Анализ состава парка грузовых автомобилей можно провести на примере Новосибирской области. По статистическим данным Федеральной Рисунок 3.1- Экспериментальная установка № Рисунок 3.2 - Экспериментальная установка № 2 службы государственной статистики [104], на начало 2012 г в Новосибирской области имелось в наличии 9961 автомобиль отечественного производства марок УРАЛ, ГАЗ и КАМАЗ, из них 56,7 % (5645 шт.) составляют автомобили КАМАЗ разных модификаций, из которых 3635 автомобилей имеют механические коробки передач отечественного производства. С учетом того, что автомобили марки КАМАЗ являются наиболее распространенными и в сельском хозяйстве, в качестве физического объекта исследований была выбрана механическая коробка передач модели 142. Учитывая, что механическая трансмиссия имеет физическое, геометрическое и тепловое подобие, полученные результаты исследований могут быть распространены на коробки передач других марок. 3.2 Методика измерения скорости движения и температуры отработавших газов
Скорость движения отработавших газов измеряли непосредственно на выходе из рекуператора термоанемометром DT-8894. Крыльчатку датчика диаметром 72 мм устанавливали соосно с выпускной трубой вплотную с краем ее сечения. При этом крыльчатка располагалась так, чтобы указатель направления движения среды совпадал с направлением движения отработавших газов. Фиксирование значений происходило на ЖК-дисплее, информация на который поступала после обработки в стандартном программном обеспечении.
Для регистрации температуры отработавших газов использовался измерительный комплекс на базе персонального компьютера. В состав измерительного комплекса входили два датчика регистрации температуры (термопреобразователи термоэлектрические ТП.ХК(Ь)-К11.Н.0,7-8,0-2), восьмиканальный блок регистрации температуры (УКТ 38 Щ 4-ТП), автоматический преобразователь интерфейса (USB/RS 485 АС-4 совместно с преобразователем интерфейса «токовая петля» АС-2М), персональный компьютер с программным обеспечением «Owen process manager». Один из датчиков устанавливался на выходе из выпускного коллектора (до рекуператора), другой - непосредственно на выходе газов из рекуператора. При этом чувствительные элементы (хро-мель-копель) датчиков температуры располагались ровно по центру сечения трубы. Сигналы с датчиков температуры поступали в блок регистрации, обрабатывались и фиксировались на дисплее блока и отдельно через выход с интерфейсом RS 485 кодировались в преобразователях интерфейса для возможности записи данных в персональном компьютере в режиме «online». Показания датчиков температуры отработавших газов регистрировались с интервалом 2 с.
Результаты исследования теплового состояния коробки передач при работе совместно с системой теплоснабжения
Целью исследований данного этапа являлось установление влияния различных факторов на тепловой режим работы механической коробки передач при работе без передачи крутящего момента. Кроме того, для наполнения теоретической модели исходными данными необходимо определить потери мощности в коробке передач на прокручивание в первые минуты работы.
В ряде работ [10, 17, 33, 51, 79] показано, что основными факторами, влияющими на тепловое состояние агрегатов трансмиссии во время работы являются нагрузочно-скоростной режим и температура окружающего воздуха. Кроме того, Ю.С. Бугаковым [17], В.В. Соколовым и другими авторами [93] было отмечено, что при эксплуатации техники на режимах с частичными загрузками двигателя основным фактором является скоростной режим. При работе механической КП без передачи крутящего момента и минимальной частоте вращения коленчатого вала (п = 550...600мин"1) некоторые основные влияющие факторы отличаются от указанных авторами.
При определении теплового режима работы механической КП автомобиля КАМАЗ-5320 без передачи крутящего момента было установлено, что температура окружающего воздуха оказывает значительное влияние как на интенсивность изменения температуры, так и на продолжительность периода выхода агрегата на стабильный температурный режим. Так, прокручивание коробки передач автомобиля при температуре окружающей среды 243 К (минус 30С) с постоянной скоростью обдувающего потока воздуха 5 м/с позволило установить, что температура масла в КП повышается лишь до 278 К (5 С), при этом, стабилизация температуры масла наступает после 110...120 мин работы (см. рисунок 4.1). При увеличении температуры окружающей среды до 253 К (минус 20 С) и 265 К (минус 8С) температура мае ла достигает значений 280 К (7 С) и 284 К (11 С), а время стабилизации температуры снижается до 100...ПО и 90...100 мин соответственно.
Изменение температуры масла в КП в зависимости от температуры окружающего воздуха и времени работы (VBYI = 5 м/с)
Повышение температуры окружающего воздуха с 243 до 265 К также способствует снижению времени нагрева масла до 273 К - на 27 мин. При этом, как видно из рисунка 4.1, при минимальной температуре окружающего воздуха 243 К время нагрева масла до 273 К составляет более 50 мин.
Влияние скорости обдувающего потока на температуру масла в механической КП и время его нагрева представлено на рисунке 4.2.
Характер зависимости показывает, что скорость обдувающего потока воздуха оказывает ощутимое влияние после 10 мин работы агрегата. Так, при отсутствии ветра температура масла за 120 мин работы КП при холостом прокручивании составила 281 К (8С), тогда как при скорости обдувающего потока 15 м/с за равный промежуток времени температура масла составила лишь 269 К (минус 4С). Причем, наибольший рост температуры происходил в период нагрева от 0 до 60 мин.
Изменение температуры масла в КП в зависимости от скорости обдувающего потока воздуха и времени работы (Гвп = 245 К ) Время нагрева температуры масла агрегата до 273 К повышается с 42 до 71 мин при увеличении скорости обдувающего потока воздуха от 0 до 10 м/с. При скорости потока воздуха 15 м/с температура масла за 120 мин работы так и не достигла указанного значения.
В ходе исследований теплового состояния механической КП в отдельных точках было установлено, что чем ближе к поверхности масляной ванны установлен датчик, тем быстрее растет температура в этой точке, что вполне логично. Очаги теплообразования расположены в местах соприкосновения шестерен с маслом, в межзубовом пространстве и в подшипниках (см. рисунок 4.3).
Таким образом, в верхнем слое трансмиссионного масла процесс теплообмена происходит более интенсивно. Датчики, установленные ниже уровня масляной ванны, демонстрируют более пологую динамику разогрева. Так после первых 10 мин работы КП без нагрузки разница в температуре масла на датчиках №2 и №3 составила около 13 К, что свидетельствует о неравномерности прогрева картерного масла. В наиболее удаленных точках картера (нижний слой) рост температуры масла сильно запаздывает по сравнению с верхними слоями. Это можно объяснить удалением данных слоев от точек теплообразования. Высота масляной ванны в исследуемой КП составляла 13 см, что привело к запаздыванию прогрева нижнего слоя на 34 мин. В результате такого явления время стабилизации температуры масла в разных точках картера различно и варьирует в пределах от 50 до 80 мин и более. Данные исследования позволяют обосновать место установки теплопотреби-теля системы теплоснабжения - в месте наибольшего роста температуры масла, а также подтверждают необходимость контроля теплового состояния КП по всему объему картера.
Изменение температуры масла в картере КП в местах установки датчиков в процессе работы (VBn = 5 м/с) Определение теплового режима механической КП при различных скоростных режимах без нагрузки происходило путем пошагового увеличения частоты вращения первичного вала, при этом рычаг переключения передач находился в положении «нейтраль», скорость обдувающего потока воздуха равнялась 12 м/с. Результаты испытания приведены на рисунке 4.4.
Из графика видно, что увеличение частоты вращения первичного вала механической коробки передач приводит к значительному повышению температуры ее масла. При этом, если температура масла принимает значение в 273 К после 19, 27 и 42 мин работы коробки передач при частоте вращения первичного вала 1500, 1200 и 900 мин"1 соответственно, то при работе двигателя на холостом ходу с частотой вращения коленчатого вала 600 мин"1, указанная температура масла и вовсе не достигается. Также в рамках данного опыта выявлено, что время работы коробки передач, при котором происходит стабилизация температуры масла, увеличивается с увеличением скоростного режима.
