Введение
Глава 1. Современные представления о проблеме износа сопряжений трения ДВС 8
1.1 Общие характеристики процесса изнашивания 9
1.2 Обзор методов определения износа 11
1.2.1 Усталостная теория износа 11
1.2.2 Метод расчета износа сопряжений по А. С. Проникову 13
1.2.3 Изнашивание с позиций термофлуктуационной теории прочности 16
1.2.4 Изнашивание с позиций энергетических теорий износа 18
1.2.5 Прогнозирование износа по методу «IBM» 20
1.2.6 Экспериментальные методы определения износа 23
1.2.7 Метод оценки ресурса деталей машин по статистическим данным об их изнашивании в условиях эксплуатации 28
1.3 Обобщения по обзору теорий и методов оценки износа 31
1.4 Выводы. Постановка задачи исследования 32
Глава 2. Математическое моделирование нагрузок и длин путей трения в подшипниковых узлах ДВС 34
2.1 Длина пути трения и нагрузка как ключевые параметры, определяющие скорость изнашивания 34
2.2 Газовая и инерционная нагрузка на шатунный и коренной подшипник коленчатого вала 35
2.3 Основные допущения модели круглого подшипника скольжения 40
2.4 Численная схема решения задачи о траектории движения центра вала 47
2.5 Обобщение модели работы подшипника на случай произвольно деформированных поверхностей трения 51
2.6 Температура масла в подшипнике 58
2.7 Выводы 59
Глава 3. Уточненная модель износа подшипниковых узлов скольжения поршневого ДВС 61
3.1 Предпосылки для построения модели изнашивания подшипниковых узлов скольжения ДВС 61
3.2 Особенности контактного взаимодействия поверхностей трения при изнашивании 63
3.3 Расчетно-экспериментальная методика оценки скорости износа радиальных подшипников скольжения KB ДВС 66
3.4 Пример расчетной оценки износа сопряжений подшипникового узла ДВС 74
3.5 Выводы 80
Глава 4. Методика экспериментального исследования скорости накопления продуктов износа в ДВС 81
4.1 Обоснование выбранного метода экспериментальной оценки скорости износов 81
4.2 Объекты исследований. Основные характеристики ДВС 84
4.3 Описание и выбор расчетных режимов стендовых испытаний для различных конструкций ДВС 85
4.4 Описание экспериментальных стендов, измерительной аппаратуры 88
4.4.1 Испытательный стенд для ДМ-1к 88
4.4.2 Испытательный стенд для двигателей ВАЗ-2108, ВАЗ-21083 и стенд для двигателя ЗМЗ-4021.10 91
4.4.3 Погрешности измерений 95
4.5 Методика спектрального анализа моторных масел 96
4.6 Результаты экспериментальных исследований скорости накопления продуктов износа 98
4.6.1 Двигатель ДМ-1к 99
4.6.2 Двигатель ЗМЗ-4021.10 101
4.6.3 Двигатель ВАЗ-21083 102
4.6.4 Двигатель ВАЗ-2108 103
4.7 Выводы 105
Глава 5. Расчетно-экспериментальное исследование процессов износа подшипников коленчатого вала различных поршневых ДВС 106
5.1 Постановка задачи расчетно-экспериментального исследования 106
5.2 Расчеты рабочих процессов ДВС 107
5.2.1 Цель, метод, исходные данные расчетов 107
5.2.2 Результаты расчетов ПО
5.3 Расчет динамики КШМ двигателя на режимах различных скоростных характеристик 111
5.3.1 Цель, метод, исходные данные расчетов 111
5.3.2 Результаты расчетов 112
5.4 Расчет подшипников скольжения коленчатого вала двигателя. 114
5.4.1 Цель, метод, исходные данные расчетов 114
5.4.2 Результаты расчетов 116
5.5 Расчетная оценка изнашивания подшипников и шеек KB ДВС 120
5.5.1 Цель, метод, исходные данные расчетов 120
5.5.2 Результаты расчетов 120
5.6 Сопоставление экспериментальных данных и результатов расчета 125
5.7 Выводы 128
Глава 6. Разработка мер по увеличению срока службы шатунного подшипникового узла двигателя ДМ-1к 129
6.1 Задачи расчетно-экспериментального исследования 129
6.2 Расчетное исследование влияния длины рабочей поверхности шатунного подшипника на характеристики его работы 130
6.3 Расчетное исследование влияния конструкции маслораспределительных устройств на характеристики работы удлиненного шатунного подшипника 132
6.4 Расчетное исследование влияния установочного зазора в шатунном подшипнике на характеристики его работы 135
6.5 Поиск оптимальных вариантов конструкции шатунного подшипника 137
6.6 Выводы 145
Заключение 146
Литература 149
Приложение
