Введение
ГЛАВА 1. Обзор исследований теплового состояния и его влияния на показатели надежности ДВС 11
1.1. Проблема теплового состояния автомобильных двигателей 11
1.2. Аналитический обзор исследований теплового состояния двс при проектировании и доводке 16
1.2.1. Анализ существующих методов оценки температурного состояния и теплонапряженности деталей ДВС 16
1.2.2. Состояние вопроса определения граничных условий для моделирования теплового состояния поршней и оребренных цилиндров автомобильных двигателей 24
1.3. Анализ конструкционных способов улучшения температурного состояния и снижения теплонапряженности деталей двс 28
1.4. Состояние вопроса исследования безотказности и долговечности работы автомобилей в эксплуатации 31
1.5. Актуальность проблемы теплового состояния двигателей в эксплуатации 33
1.6. Постановка задач исследования 36
ГЛАВА 2. Расчетно-экспериментальные исследования и построение конечно-элементных моделей теплового состояния базовых конструкций деталей двигателей 37
2.1. Объекты исследований 37
2.2. Разработка экспериментально-теоретического метода точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей 43
2.2.1. Особенности базы для термоэлектрических экспериментов. Методика термометрирования поршней ДВС с контактным токосъемом и им-пульсно-аналоговым преобразователем 43
2.2.2. Разработка регрессионных моделей температур теплонагружен-ных деталей двигателей 53
2.3. Обоснование выбора характерных сечений деталей и расчётных режимов для моделирования 71
2.4. Особенности конечно-элементных моделей температурного и термоупругого состояний исследуемых деталей 75
2.5. Разработка расчетно-экспериментальнои (итерационной) методики определения граничных условий 3-рода для поршней ДВС 78
2.6. Разработка расчетно-экспериментальнои методики определения граничных условий 3-рода для цилиндров двс с воздушным охлаждением 89
2.7. Построение конечно-элементных моделей теплового состояния базовых конструкций поршней и оребренных цилиндров двигателей
2.7.1. Определение граничных условий 3-рода и анализ методом конечных элементов температурного состояния поршней 94
2.7.2. Тепловой баланс поршней с определенными ГУ 3-рода 103
2.7.3. Построение моделей термоупругого состояния поршней двигателей ЗМЗ-402.10иЗМЗ-4052.10 105
2.7.4. Определение граничных условий 3-рода и построение моделей
температурного состояния цилиндров двигателей ГАЗ-542.10 107
2.8. Выводы по главе 2 112
ГЛАВА 3. Расчетно-экспериментальные исследования теплового состояния перспективных конструкций деталей двигателей 113
3.1. Разработка конструкционных способов улучшения температурного состояния поршней двигателей газ 113
3.1.1. Исследования температурного состояния поршня с противоизносной вставкой в канавке верхнего компрессионного кольца 115
3.1.2. Численные исследования температурного состояния поршня с тепловой защитой зоны кромки камеры сгорания 120
3.1.3. Анализ температурного состояния поршней с различными видами принудительного масляного охлаждения 123
3.2. Разработка конструкционных способов улучшения температурного состояния оребренных цилиндров двигателей путем изменения характеристик оребрения 127
3.2.1. Численные исследования влияния высоты, толщины и количества ребер охлаждения цилиндра на его температурное состояние 127
3.2.2. Температурное состояние цилиндров дизельных двигателей с принятым к производству количеством ребер охлаждения 133
3.3. Разработка биметаллической конструкции оребренного цилиндра двигателя газ 136
3.3.1. Теоретический анализ целесообразности применения алюминиевого оребрения цилиндра для улучшения его температурного состояния 136
3.3.2. Обеспечение надежности контакта чугуна и алюминиевого сплава по линии сопряжения 139
3.3.3. Экспериментальное подтверждение работоспособности биметалли ческих цилиндров 142
3.4. Исследования на моделях перспективных конструкций поршней двигателей ЗМЗ-402.10 147
3.5. Разработка методики и профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ 149
3.5.1. Обоснование необходимости и последовательность профилирования головок поршней ДВС 149
3.5.2. Профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ-402.10 151
3.5.3. Профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ-4052.10 153
3.6. Выводы по главе 3 157
ГЛАВА 4. Улучшение теплового состояния и обеспечение работоспособности автомобильных двигателей в эксплуатации 159
4.1. Анализ процессов образования отложений на деталях Двигателей ЗМЗ 160
4.1.1. Процессы старения моторных масел при работе ДВС 160
4.1.2. Взаимосвязь температур поверхностей деталей двигателей ЗМЗ и процессов образования отложений 162
4.1.3. Управление тепловым состоянием и повышение работоспособности двигателей ЗМЗ-402.10 в эксплуатации 172
4.2. Разработка методического обеспечения для статистического моделирования эксплуатационной надежности автомобильных двигателей 176
4.2.1. Организация сбора информации по эксплуатационной надежности автотранспортных средств 176
4.2.2. Разработка классификатора отказов и неисправностей двигателей автобусов 179
4.2.3. Программный комплекс для построения статистических моделей показателей надежности машин 182
4.3. Исследование безотказности и работоспособности поршней двигателей газ с нирезистовыми вставка 185
4.4. Исследование безотказности и работоспособности биметаллических оребрённых цилиндров двигателей газ 188
4.5. Построение статистических моделей надежности автобусов паз, лиаз, газель и двигателей при движении на равнинных маршрутах 192
4.5.1. Обоснование объема испытаний 192
4.5.2. Анализ надежности городских автобусов и двигателей при эксплуатации на равнинных маршрутах 195
4.6. Разработка конструкционных и эксплуатационных способов повышения надежности двигателей городских автобусов 207
4.6.1. Особенности эксплуатации городских автобусов на маршрутах с подъемами 207
4.6.2. Улучшение температурного состояния двигателей автобусов в эксплуатации конструкционными способами 210
4.6.3. Корректирование периодичности технических воздействий на двигатели автобусов в зависимости от подъемов на маршруте 213
4.7. Выводы по главе 4 224
Общие выводы и результаты 226
Список использованных источников
