Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор состояния вопроса и постановка задач исследования 11
1.1. Показатели условий смазывания в опорах скольжения коленча тых валов 11
1.2.Обзор теоретических методов расчета показателей условий сма зывания 13
1.3. Обзор экспериментальных исследований условий смазывания 18
1.4. Выводы по главе 1 и задачи настоящего исследования 25
ГЛАВА 2. Методика экспериментального определения условий работы опор скольжения коленча того вала 27
2.1. Объект исследования 27
2.2. Методика определения толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала 29
2.2.1. Выбор метода определения показателей условий смазывания. 29
2.2.2. Определение показателей условий смазывания 31
2.3.Методика определения показателей напряженно- деформированного состояния крышек коренных опор скольжения коленчатого вала и их крепления 46
2.4. Методика определения показателей температурного состояния коренных опор скольжения коленчатого вала 57
2.5. Методика определения давлений в цилиндрах двигателя 59
2.6. Результаты и выводы по главе 2 65
ГЛАВА 3. Результаты экспериментального определения условий работы опор скольжения коленчатого вала 67
3.1. Значения толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала 67
3.2. Показатели напряженно-деформированного состояния крышек коренных опор скольжения коленчатого вала и их крепления 74
3.3. Показатели температурного состояния опор скольжения коленчатого вала 78
3.4. Результаты индицирования цилиндров двигателя и определение параметров рабочего процесса 81
3.5. Выводы по главе 3 85
ГЛАВА 4. Расчетное определение минимальной толщины смазочного слоя. сравнение расчетного и экспериментального методов определения минимальной толщины смазочного слоя 87
4.1. Расчетное определение минимальной толщины смазочного слоя . 87
4.1.1. Постановка задачи 87
4.1.2. Методика расчета 90
4.1.3. Алгоритм нахождения минимальной толщины смазочного слоя 93
4.1.4. Результаты расчета минимальной толщины смазочного слоя... 95
4.2. Определение минимальной толщины смазочного слоя на основе результатов измерений 103
4.3. Сравнение расчетного и экспериментального методов определения минимальной толщины смазочного слоя 107
4.4. Выводы по главе 4 107
Основные результаты и выводы 109
Список использованных источников
- Показатели условий смазывания в опорах скольжения коленча тых валов
- Методика определения толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала
- Значения толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала
- Расчетное определение минимальной толщины смазочного слоя
Введение к работе
Актуальность работы. Ресурс двигателя во многих случаях определяется долговечностью сопряжений колеЕічатьгй вал (шейка) - подшипник (вкладыш). Детали этого сопряжения имеют различную долговечность. Это приводит к преждевременному выходу из строя такой дорогостоящей детали как коленчатый вал, а также к снижению общего ресурса двигателя.
Поэтому является актуальным изучение процессов, происходящих в опорах скольжения коленчатого вала и определение путей, направленных на повышение их надежности, а также обеспечение равномерности ресурса деталей. Двигатели семейства ЗМЗ-406 обладают резервами для улучшения энергетических, экономических и экологических показателей. В связи с этим, изучение условий работы опор скольжения двигателя представляет большой практический интерес, поскольку с увеличением энергетических показателей будут утяжеляться условия работы опор.
В перспективе определение условий работы опор скольжения позволит не только повышать надежность двигателей внутреннего сгорания (ДВС), но создаст предпосылки для прогнозирования их долговечности и снижения потерь на трение.
Условия смазывания, складывающиеся в опоре, количественно выражаются в главном показателе — минимальной толщине смазочного слоя.
Цель работы. Расчетно-экспериментальное определение условий работы опор скольжения поршневого двигателя по критериям минимальной толщины смазочного слоя, напряженно-деформированного и температурного состояния.
Научная новизна.
-
Алгоритм и программа для расчета минимального значения толщины смазочного слоя в опорах скольжения двигателя. Точность расчетной методики.
-
Методики экспериментального определения толщины смазочного слоя, напряженно-деформированного и температурного состояния опор скольжения коленчатого вала поршневого двигателя.
3. Методика обработки экспериментальных значений толщины
смазочного слоя, позволяющая определять ее минимальные величины.
4. Величины показателей работы опор скольжения коленчатого вала ав
томобильного двигателя (минимальной толщины смазочного слоя, напряженно-
деформированного и температурного состояния).
Объект и предмет исследований. Объектом исследований являлся автомобильный бензиновый четырехтактный четырехцилиндровый двигатель ЗМЗ-4062.10 и, в том числе его опоры скольжения коленчатого вала. Предметом ис-
следований являлись: процессы формирования толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала, нагрузок, действующих на опоры скольжения, температур на поверхностях подшипников опор.
Методика исследований. Использованы положения гидродинамической теории смазывания, сопротивления материалов, теории упругости, кинематики и динамики двигателей внутреннего сгорания, металловедения.
Расчеты проводились с помощью специализированного программного обеспечения, измерения - с помощью созданной измерительной системы, построенной на высокоскоростных цифровых измерительных устройствах фирм НВМ и AVL, а также измерительных средствах испытательного стенда. Сохранялись и обрабатывались результаты с помощью компьютера. Линейные и другие измерения деталей и узлов проводились как с помощью универсальных, так и специальных инструментов. Математическая обработка осуществлялась методами дифференциального и интегрального исчислений.
Разработка конструкторской документации велась с применением пакетов программ AutoCAD, Catia, Unigraphics.
Технологические процессы по доработке исследуемых и изготовлению оригинальных деталей и их монтажу разрабатывались применительно к производственной базе Управления главного конструктора ОАО «Заволжский моторный завод» (ОАО «ЗМЗ»).
Достоверность результатов подтверждается аттестацией примененных средств измерений, высокой сходимостью результатов расчетов и экспериментальных данных, большого количества проведенных измерений.
Практическая ценность работы заключается в реализации разработанных методик при проектировании, доводке, модернизации поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Реализация результатов работы. Результаты исследования используются при проектировании и доводке двигателей (ОАО «ЗМЗ»):
- расчетная методика определения минимальной толщины смазочного слоя применяется на начальной стадии проектирования подшипниковых узлов двигателя при выборе оптимальных размеров деталей опор и установлении величин минимальной толщины смазочного слоя;
- методики экспериментального определения показателей работы опор скольжения используются при доводке подшипниковых узлов с размерами деталей, принятых по результатам расчета;
1 - результаты экспериментального определения показателей работы опор скольжения двигателя базовой модели ЗМЗ-4062.10 позволили оптимизировать поиски по совершенствованию опор скольжения двигателя.
Результаты, полученные в работе нашли применение в учебном процессе НГТУ при подготовке инженеров автомобильных специальностей.
Апробация работы. Основные положения работы были представлены на международной научно-технической конференции «Состояние и перспектива автомобильного транспорта в России» (Н.Новгород, 1998 г.), на второй научно-технической конференции «Проблемы машиноведения» (Н.Новгород, 200 і г.),
на девятой международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей» (Владимир, 2003 г.), на13-ой научно-практической конференции «Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники» (Н.Новгород, 2003 п), на международной научно-технической конференции «Авто НН 03 Автомобильный транспорт в XXI веке» (Н.Новгород, 2003 г.), на всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004 г.), на международном симпозиуме «Образование через науку» (Москва, 2005 г.), на заседаниях кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» ННГТУ (2005-2006г.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в тринадцати публикациях.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Методики измерения толщины смазочного слоя и определения напряженно-деформированного и температурного состояния опор скольжения поршневого двигателя.
-
Методика обработки результатов измерения толщины смазочного слоя с целью определения ее минимальной величины.
-
Расчетное определение минимальной толщины смазочного слоя.
-
Показатели работы опор скольжения автомобильного двигателя модели ЗМЗ-4062.10.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, приложений и библиографического списка. Объем диссертационной работы составляет 126 страниц, в том числе 23 таблицы, 46 рисунков, библиографический список из 95 наименований, одно приложение на 4 страницах.
Показатели условий смазывания в опорах скольжения коленча тых валов
В соответствии с ГОСТ 27674-88 «Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения» различают следующие виды трения по наличию смазочного материала: 1). Без смазочного материала - когда трение двух тел происходит при отсутствии на ПТ введенного смазочного материала; 2). Со смазочным материалом - когда трение двух тел происходит при наличии на ПТ введенного смазочного материала.
Однако, с целью более полного представления о физико-химической сущности процессов, происходящих при трении в ОС, чаще используется следующая классификация видов трения, использованная и в настоящей работе, в зависимости от характера поверхностного слоя ПТ [15]: 1). Сухое трение - когда ПТ покрыты твердыми пленками; 2). Граничное трение - когда ПТ покрыты пленкой жидкости толщиной 0,1 мкм; 3). Жидкостное трение - когда ПТ разделены таким слоем смазки, что неровности между ними стоят одна от другой на расстоянии более чем 0,1 мкм.
В ОСКВ сухое трение практически не существует, а имеет место граничное и жидкостное трение.
При граничном трении режим смазывания не подчиняется законам гидродинамической теории. Свойства тонкой пленки между ПТ становятся отличными от объемных свойств масла. В этом случае коэффициент трения зависит не только от вязкости масла, как при гидродинамическом режиме смазывания, а от концентрации в нем поверхностно-активных веществ, присутствие которых снижает силу трения и уменьшает износ по сравнению с сухим трением.
При жидкостном трении ПТ разделены слоем смазки, обладающим способностью воспринимать и нести нагрузку, прилагаемую к ОС.
Несущая способность смазочного слоя может образоваться только в том случае, когда соблюдены следующие условия: 1) имеется относительное перемещение ПТ; 2) между ПТ заключена жидкость; 3) предусмотрена такая форма ПТ, при которой вязкая жидкость вовлекается в суживающуюся часть пространства, заключенного между ними.
Основной причиной интенсивного изнашивания пары вал - вкладыш является переход работы ОС в режим граничного трения вследствие нарушения режима жидкостного трения.
Условия смазывания в ОС коленчатых валов зависят от совместного действия ряда факторов, главнейшими из которых являются: а) форма и размеры ПТ, их взаимное расположение и параметры шероховатости; б) нагрузочный, тепловой и скоростной режимы работы двигателя; в) физико - механические и химические свойства материалов деталей; г) способ подвода, количество и качество смазки;
При благоприятном сочетании этих факторов в ОС может быть обеспечена необходимая ТСС, разделяющая ПТ. Неблагоприятное сочетание перечисленных факторов приводит к нарушению режима жидкостного трения.
Сочетание указанной совокупности факторов находит свое конечное выражение в изменении ТСС. Поэтому в настоящей работе в качестве основного показателя условий работы ОСКВ принята ТСС.
Кроме этого, с целью получения дополнительной информации об условиях работы ОС коленчатого вала, а также для уточнения теоретических зависимостей, в качестве дополнительных показателей исследовались температура на поверхности вкладышей подшипника, напряжения и силы, действующие в ОС.
Таким образом, определение ТСС представляет значительный интерес как основного параметра, оценивающего условия работы ОС и ч определяющего направление их совершенствования.
Методика определения толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала
Конструктивные особенности двигателя, относящиеся к теме исследования Блок цилиндров - моноблок из чугуна типа СЧ 24 (твердость НВ170...241) по ГОСТ 1412-85 с картерной частью ниже оси коленчатого вала. Пять крышек коренных опор коленчатого вала - из высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85. Коленчатый вал - полноопорный из высокопрочного чугуна ВЧ 60 ГОСТ 7293-85. (НВ 229...302) с поверхностной закалкой шеек (твердость не менее HRC51). Вал полноопорный. Шатун - из стали 45ХН ГОСТ 4543-71 (твердость НВ228...269). Подшиник верхней головки шатуна из бронзы Бр ОЦС 4-4-2,5 ГОСТ 15885-77. Вкладыши подшипников опоры коленчатого вала - биметаллические: стальная основа с антифрикционным сплавом
АМО-1-20. Система смазывания - комбинированная. Масляный насос - шестеренного типа. Привод масляного насоса осуществляется от промежуточного вала. Масляный фильтр полнопоточный. Система охлаждения - жидкостная, закрытая. Комплексаная микропроцессорная система управления двигателем (КМСУД) - предназначена для управления впрыском топлива и углом опережения зажигания. Состоит из микропроцессорного блока управления электромагнитными форсунками, свечами зажигания, катушками зажигания, регулятором холостого хода, электробензонасосом, реле бензонасоса и питания компонентов. Информация в блок управления поступает от датчиков массового расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, положения коленчатого и распределительного валов, детонации, температуры охлаждающей жидкости и воздуха во впускном трубопроводе.
При закрытом положении дроссельной заслонки работу двигателя на холостом ходу обеспечивает регулятор холостого хода.
Выбор метода определения показателей условий смазывания Измерению толщины смазочного слоя - основного показателя условий смазывания в подшипниках - уделяли внимание многие исследователи. Обзор примененных для этой цели различных методов сделан в главе 1 и имеется в литературе, приведенной в «Списке использованных источников». На основании их изучения в представленной работе принят емкостный метод измерения ТСС в подшипниках, который впервые в отечественной практике был разработан для подшипников стационарного нагружения [29].
Принцип емкостного метода (рис. 2.2) состоит в том, что во время работы опоры ТСС непрерывно определяется по всей окружности в выбранном сечении по длине подшипника путем измерения электрической емкости в местах, где установлены емкостные электроды. Наружная поверхность электрода 3 (рис. 2.2), вмонтированного в шейку вала 2 и электрически изолированного от нее, играет роль подвижной обкладки конденсатора. Неподвижной обкладкой является противолежащий участок подшипника 1, а диэлектриком - смазочный слой 4 в подшипнике. При вращении вала электрод обегает контур подшипника и таким образом за один оборот коленчатого вала происходит непрерывное измерение емкости, изменяющейся вследствие изменения ТСС по всей окружности подшипника. Электронный усилитель - преобразователь емкости в напряжение тока - включает необходимые элементы измерительной схемы. Тарировка соответствия между толщиной смазочного слоя и емкостью между электродом и вкладышем и выходным сигналом (выходным напряжением) преобразователя производится с помощью специального тарировочного прибора или иным способом. Методика измерений и примененная аппаратура описана далее.
Определение показателей условий смазывания
Примененная для экспериментальных исследований количественных показателей условий смазывания в основных сопряжениях коленчатого вала двигателя измерительная система, представляет собой (рис. 2.2) комплекс, состоящий из датчиков, электронных измерительных приборов и устройств (в том числе и высокоскоростных цифровых), позволяющий измерять следующие выбранные нами параметры: ТСС в шатунных и коренных ОС; температуру на поверхностях нижних вкладышей коренных подшипников, масла в главной масляной магистрали, охлаждающей жидкости (в районе первого, четвертого цилиндров и на выходе из термостата); угловое положение коленчатого вала (относительно ВМТ) первого цилиндра; начало и конец каждого цикла работы двигателя (по первому цилиндру).
Для построения системы использовался комплект измерительной аппаратуры фирмы Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH (HBM, Германия) (рис. 2.2). Технические данные и схемы измерительной аппаратуры приведены в Прил. А., [69]. При измерениях использовался компьютер ф. IBM Think Pad 380 XD (прием и сохранение информации).
Также использовались оригинальное электронное устройства -преобразователь ТСС - 7 (рис. 2.2) (в дальнейшем - преобразователь). Двигатель оборудован оригинальными датчиками-электродами - 3 и штатными датчиками синхронизации (угловое положение коленчатого вала) - 11 и фазы (начало и конец каждого цикла работы двигателя) -12.
Система работает автоматически. При нажатии кнопки мыши компьютера начинается процесс измерения и поступления сигналов со всех подключенных датчиков. При этом одновременно записываются сигналы с датчиков и время измерения. Остановка процесса записи осуществляется через 20 секунд автоматически. По сигналам с датчика синхронизации определяется мгновенная частота вращения коленчатого вала, по сигналам с датчика фазы определяются фазы цикла работы двигателя.
Значения толщины смазочного слоя в опорах скольжения коленчатого вала
Измерения проводились непрерывно в течение 20 сек. на каждом режиме работы двигателя с поочередным подключением электродов каждой из шести шеек.
После обработки измеренных величин толщины смазочного слоя установлены следующие их минимальные значения (Методика обработки полученных результатов приведена в четвертой главе):
1). Вторая коренная опора работает в условиях устойчивого смазывания при ТСС 10...20 мкм (табл. 3.1, рис. 3.1).
2). Третья коренная опора при малых частотах вращения коленчатого вала в зоне действия электрода № 6 и (табл. 3.1, рис. 3.2)работает при малых значениях ТСС (расположение и нумерация электродов приведена на рис. 2.3).
3). Четвертая коренная опора при малых частотах вращения коленчатого вала работает в режиме жидкостного трения, но при очень нестабильных значениях ТСС, а при п=2000 мин 1 и выше в зоне действия электрода № 9 в условиях смазывания близких к неблагоприятным (табл. 3.1, рис. 3.3).
На режиме холостого хода опора работает в режиме жидкостного трения.
4). Пятая коренная опора на режиме ВСХ при малых частотах вращения коленчатого вала (до п=3500 мин 1) работает в режиме жидкостного трения, начиная с п=4500 мин 1 опора работает в неблагоприятных (возможно, граничных) условиях смазывания (табл. 3.1, рис. 3.4).
5). Вторая и четвертая шатунные опоры работают в режиме очень близком к граничному, поскольку значения ТСС на режиме работы по ВСХ очень малы (табл. 3.2, рис. 3.5).
Измерения проводились в крышках первой - пятой коренных опор в течение 20 сек. на каждом режиме работы двигателя с поочередным подключением тензорезисторов, установленных на каждой из крышек. Измерения проводились также на этапе монтажа крышек в двигателе, во время и после затягивания болтов крепления крышек. Обнуление проводилось перед началом затягивания болтов крепления крышек коренных опор скольжения коленчатого вала, то есть когда болты находились в разгруженном состоянии. Результаты измерений, таким образом, включали в себя статическую (напряжения от затягивания болтов крепления крышек) (табл. 3.3) и динамическую (напряжения от сил, действующих во время работы двигателя) составляющие. Для удобства диаграммы строились без учета статической составляющей, а значения напряжений от затягивания болтов приводились в таблице на свободном поле диаграммы (рис. 3.6). При вычислении значений напряжений их статическая и динамическая составляющие складывались (с учетом знака). Например, при статической составляющей в точке замера №1 (рис. 2.10), равной -83 Н/мм и динамической, равной 88 Н/мм абсолютное значение будет равно 5Н/мм . В дополнение к этому приводились значения напряжений, при которых обнуление проводилось непосредственно перед измерениями динамической составляющей (перед началом работы двигателя), то есть без учета статической составляющей (рис. 3.7). Значения статической составляющей здесь не учитываются.
Максимальное напряжение в конце затяжки во время монтажа крышек составляло ±349 Н/мм2 (табл. 3.3). Значительные напряжения возникают в тензометрических втулках, а значит и в болтах крепления крышек коренных опор скольжения. Напряжения в крышках возникают сравнительно небольшие.
В процессе работы двигателя наибольшие напряжения возникают в крышках коренных опор в точках замера 1 и 2 (рис. 3.6). Наименьшие напряжения возникают в точках замера 3 и 4. В точках замер 5 и 6 (в тензометрических втулках) значения напряжений менее 10 Н/мм . Максимальные значения напряжений достигаются при номинальной частоте вращения коленчатого вала - п=5200 мин" и составляют 60 Н/мм в точке замера 2 крышки третьей коренной опоры коленчатого вала, что примерно в 4 раза меньше предела упругости. При этом в точке замера 3 напряжения минимальны (в пределах ±10 Н/мм ) в большинстве крышек коренных опор.
При работе двигателя по внешней скоростной характеристике силы давления газов оказывают преобладающее влияние на возникновение напряжений при частотах вращения коленчатого вала п=1000-3000 мин"1 (рис. 3.7).
При этом основными силами, вызывающими значительные напряжения, являются силы давления газов от смежных с коренной опорой цилиндров, которые достигают своего максимума в начале такта расширения в соответствующем цилиндре через 15-20 п.к.в. после прохождения поршнем ВМТ. Силы давления газов от других цилиндров не проявлялись.
При п=3500 - 5200 мин"1 (рис. 3.8) на возникновение напряжений большее влияние оказывают силы инерции от деталей кривошипно-шатунного механизма. При этом основными силами, вызывающими значительные напряжения, являются силы инерции от смежных с коренной опорой цилиндров, которые достигают своего максимума при угловом положении коренной шейки коленчатого вала, соответствующие концу такта расширения -началу такта выпуска (около 180 п.к.в.), то есть, при положении поршня, близком к НМТ (рис. 3.6- 3.8) и повторяются через каждый оборот коленчатого вала (два раза за цикл). Значения напряжений за первый оборот коленчатого вала в цикле несколько больше чем за второй.
Расчетное определение минимальной толщины смазочного слоя
1). Шип располагается в подшипнике эксцентрично, а все пространство между шипом и подшипником заполнено маслом.
2). Количество подаваемой смазки достаточно для образования в области повышенных давлений устойчивого смазочного слоя, то есть обеспечения жидкостного режима трения.
3). Жидкость несжимаема, режим течения смазки установившийся (ламинарный) жидкостный с учетом истечения смазочного материала из ОС.
4). Вал и подшипник не деформируемы, их оси параллельны, поверхности трения имеют идеальную цилиндрическую форму.
5). Движение вала в подшипнике происходит при постоянной вязкости смазки то есть при неизменной температуре.
Схема подшипника представлена на рис. 4.1. Принимается, что вращается вал, а подшипник неподвижен, нагрузка на вал направлена вертикально вниз и равна F. Избыточное давление масла возникает в сужающейся части щели подшипника и уравновешивает внешнюю нагрузку. Для определения избыточного давления масла использовался подход, предложенный в работе [47].
Текущее значение ТСС, пренебрегая смещением центра вала относительно центра подшипника, то есть без учета ZCMO определяется как (рис. 4.1)
В результате анализа влияния на поведение смазочного слоя различных факторов, действующих в опорах и последовательного упрощения получаемых выражений путем исключения величин второго порядка малости для реальных значений параметров потока масла в опорах скольжения коленчатого вала ДВС, получена следующая приближенная формула для распределения давления масла в конфузорной части подшипника 12 .. и / \ (4.8) \h j /? = — 7 —!- jrr---(0,5-2)- —-smy+ 180-п-cosy h-\0,0\145-y-k0+ d где n - частота вращения коленчатого вала, 2-6 — диаметральный зазор, р - текущая плотность масла, - длина подшипника, ко = 1/ градус, X = min/ (2"5), v — кинематическая вязкость масла, d- диаметр шейки вала. Сила давления масла на элемент площади коленчатого вала определится по следующему выражению AQr=P Ar Y (4.9) где AQy - сила давления масла на элементарную площадку коленчатого вала, Ау - угловая длина площадки.
Для нахождения величины равнодействующей сил давления масла Q и ее направления принимаем систему координат , rj (рис. 4.1), начало которой поместим в точке расположения hm\n, ось направим к центру подшипника, ось Г - по касательной к окружности подшипника в сторону вращения вала. При вычислении величин Q(hmm) характерным является то, что толщина смазочного слоя h стоит в знаменателе (уравнения 4.8 - 4.10). Приближенный характер зависимости представлен на рис. 4.3. С учетом этой зависимости предложен следующий алгоритм вычисления /zmin.
При уменьшении радиального зазора в подшипнике увеличивается сила радиального давления масла. Величина реакции масла Q является функцией min- Требуется найти такое значение hmin, при котором сила давления масла уравновешивает нагрузку, то есть выполняется равенство (4.1).
Уравнение (4.1) имеет корень, т.к. при hm-m = R - г= д (когда центр вала совпадает с центром подшипника) Q = 0,a при hm\n - 0 Q - + х . Учитывая это, использовался следующий алгоритм нахождения hm\n, усовершенствованный нами путем применения пошагового определения минимальной толщины смазочного слоя методом половинного деления.
Изначально задают положение текущего значения ТСС - И, то есть задают угол у = 0, значение hmin = R-r=d и рассчитывают при этих условиях значения И, р, ?г (выражения 4.5, 4.8, 4.9). Далее, изменяя угол у от 0 до утах (определяется из условия р(утйХ )=0) с выбранным шагом Ау вычисляются значения h, р, Qr и находится значение равнодействующей сил давления масла Q в виде ее проекций Q% и Qnna. оси Л (4.10), а также угол (Хо (4.11) и производят сравнение согласно (4.1).
Выбранному значению/Zmin = д. соответствует Q = 0. Далее значение hm\n уменьшаем в два раза и все расчеты повторяются. Такое последовательное уменьшение значений hm\n происходит до тех пор, пока не получим Q(hmin) F (рис. 4.3). В результате получим интервал значений /zmjn содержащий корень уравнения (4.1), на рисунке это интервал (hm\n, /jmjn ). Далее корень уточняется также методом половинного деления.
При выполнении равенства (4.1) текущее значение hm\n принимается за минимальное. Далее расчет повторяется при следующем угловом положении коленчатого вала с соответствующим ему значением суммарного векора внешней нагрузки.
Изложенный алгоритм расчета hm-m реализован в виде программы на языке Visual Basic for Applications в Excel. Исходными данными для программы являются параметры подшипника, входящие в формулы реакций масла и величина внешней нагрузки для различных углов поворота коленчатого вала (F (СВГИС)), полученная исходя из величин давлений в цилиндрах двигателя, измерения которых выполнены в главах 3, 4. В результате получены при каждом угле поворота коленчатого вала значение минимальной толщины смазочного слоя в опоре.
