WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

0,52

0,59

0,99

0,66

0,56

0,75

0,91

2009

2190

2137

1870

2071

1980

2030

1710

22

23

24

28

25

26

36

33

В результате статистического были составлены уравнения для определения предполагаемого удельного износа (математического ожидания) втулок дизелей (1) для масла М-12В2 и (2) для масла ДСП-II.

(1)

с ошибкой

(2)

с ошибкой

Серии, на которые могут быть разбиты данные наблюдений, для всей группы исследуемых ДВС 8ЧР24/36 были подвергнуты дисперсионному анализу, результаты которого приведены в таблице 8. Вычисленные в результате анализа критерии Фишера Fi оказались больше трех (Fi > 3) и свидетельствуют о том, что группировка данных наблюдений по сериям не является случайной, т.е. при исследовании темпа изнашивания, в частности, цилиндровых втулок двигателей 8ЧР24/36 не учитывалось влияние еще каких-то определяющих факторов. Как было выяснено позже, причиной такого «расслоения» опытных данных оказалось наличие в двигателях различных систем охлаждения: замкнутых и незамкнутых. Для последних темп изнашивания цилиндровых втулок оказался выше, т.к. tов была ниже оптимальной при повышенных коэффициентах трения.

Таблица 8

Результаты дисперсионного анализа

Изменчивость

Сумма квадратов

Число степеней свободы

Оценка дисперсии

Общая

Между осями

Остаточная

Критерий Фишера Fi=

Примечание. Над чертой приведены данные для дизелей, работавших на масле ДСП-II а под чертой – на масле М-12В2.

Несмотря на то, что мощность современных двигателей значительно увеличилась за счет их форсирования и для 4 тактных двигателей pе с 0,52…0,65 МПа возросло до 0,75…2,5МПа, средние скорости изнашивания цилиндровых втулок не претерпели скачкообразного изменения. Это обстоятельство позволяет обобщить принципиальную часть методики оперативного прогнозирования втулок и для двигателей с наддувом, а именно: считать отношение мощности трения к эффективной мощности двигателей любых типов основным фактором, обуславливающим существование не менее трех энергетических уровней самоорганизации пар трения как открытых систем, соотношение между которыми подчиняется закономерностям фрактальной механики разрушения. Зависимости на рис. 2 отражают картину изнашивания втулок двигателей без наддува при pe, изменяющимся в узких пределах, от 0,52 до 0,58 МПа. Практика эксплуатации двигателей с наддувом показывает, что наддув обычно приводит к увеличению двигателей ЦПГ. При этом замечено, что для различных типов двигателей, даже при одинаковой степени наддува, относительное изменение узлов трения неодинаково. Можно полагать, что наддув приведет к различному увеличению втулок исследованных двигателей в пределах отдельных групп. Выполненные исследования позволяют определить относительное изменение скоростей изнашивания втулок двигателей 8НФД36АУ при pe=0,79 МПа в сравнении с втулок двигателей без наддува (pe=0,55МПа).

Графо-аналитическое решение поставленной задачи будет состоять из следующих этапов.

Пусть нам известна средняя скорость изнашивания только одной из групп дизелей, например, двигателей III группы Требуется определить средние значения для всех групп двигателей при повышении среднего эффективного давления pe с 0,56 до 0,79 МПа.

  1. По частному соотношению, вытекающему из общей структурно-энергетической модели изнашивания определим втулок после наддува

(3)

В (2) и далее знаком обозначены параметры, относящиеся к двигателям с наддувом.

2. Следуя ряду (4), согласно которому износостойкость цилиндровых втулок и относительные потери на трение при переходе от первой группы дизелей к третьей происходит ступенчато по правилу геометрической прогрессии:

, (4)

где а – коэффициент, равный ; q – знаменатель прогрессии, равный двум, втулок двигателей II и I групп определим путем умножения на q = 2 и q2 = 22 соответственно:

; (5)

(6)

3. На графике зависимости с логарифмическими шкалами, с учетом разброса опытных точек в пределах 30…35% в обе стороны от средних скоростей изнашивания и, нанесем сначала линии 3,2 и 1, а затем по уже известной схеме (см. п. 2) – линии 3’, 2’ и 1’ для двигателей без наддува и с наддувом соответственно. При этом тангенс угла наклона отрезков 1 -3 и 1’-3’ к оси абсцисс примем равными 2,6 (1 и 1’); 5,5(2 и 2’) и 11(3 и3’) (рис. 2 а).

4. Аналогичным способом определим положение частных зависимостей в виде отрезков 1 – 3 и 1’ – 3’ для двигателей без наддува и с наддувом соответственно на рис. 2 б, при этом наклон отрезков к оси абсцисс в соответствии с установленными зависимостями примем равным трем.

5. По установленным на рис. 2 а, б средним значениям при pe = 0,56 и 0,79 МПа построим зависимости от и для двигателей I – III групп. Указанные зависимости в линейном приближении ~ приведены на рис. 2 в виде линий 1 – 3, соответствующих уравнениям (7) и (8). Значения в (8) даны в столбце 2 таблице 9 (рис. 2 г). Относительные значения констант (столбцы 3 и 4) возрастают от линии 3 (для двигателей III гр.) к линии I (для двигателей I гр.) в соответствии с геометрической прогрессией. Отклонение отношения констант для двигателей I группы (строка 3 таблицы 9) от 4-х до 4,35 связано с влиянием нелинейности зависимости при переходе от одной группы двигателей к другой.

Анализ зависимостей на рис. 2, указывает на неодинаковую степень влияния наддува на втулок двигателей различных групп: наддув приводит к увеличению двигателей I, II и III групп соответственно на 40, 50 и 60%.

в)

г) Таблица 9

при 315 об/мин

Группа

дизелей

при

Среднее (окр.)

1

2

3

4

I

1

78,5

4,35

4,0

По 4’

63,5

3,53

II

97,5

2,08

2,0

III

18,0

1,0

1,0

Рис. 2. Влияние форсирования двигателей по среднему эффективному давлению на скорость изнашивания втулок: а – зависимость : кривые 1-3 для двигателей без наддува; 1’-4’ – для двигателей с наддувом; б -, обозначения прежние; в – изменение скорости изнашивания двигателей I-III групп при увеличении ; г – таблица 9 с данными анализа const2 для двигателей I, II и III групп в уравнении (8)

Возвращаясь к рис. 2 а, следует еще раз отметить, что одной из причин группирования опытных точек на нескольких уровнях изнашивания, может оказаться конструкция системы охлаждения, поскольку при проточной системе охлаждения втулок примерно 1,5…2,0 раза превышает втулок двигателей с замкнутой системой охлаждения.

Достоверность расчетно-графической методики оценки скоростей изнашивания цилиндровых втулок двигателей подтверждается фактически полным совпадением расчетных зависимостей 1 и 2 на рис. 2 а и б с зависимостью, нанесенной на эти рисунки по данным измерений износов цилиндровых втулок на 139 действующих двигателях типа 8НФД36АУ (с наддувом), систематизированным Н.В. Запольским.

Достаточно высокая достоверность прогнозирования надежности ответственных пар трения в двигателях оказалась возможной в результате установления количественных характеристик многоуровневой иерархической системы взаимодействия и изнашивания сопряженных деталей. Ступенчатость энергетических уравнений изнашивания, подчиняющаяся соотношениям фрактальной механики разрушения, показана, например, при анализе зависимостей скорости изнашивания втулок от температуры охлаждающей воды, среднего эффективного давления и относительной эффективной мощности двигателей. Выполненные исследования указывают на необходимость учета масштабного фактора, т. е. особенностей изнашивания двигателей как макро, мезо- и микромасштабных уровнях внешнего нагружения.

Третий раздел посвящён оценке антиизносных свойств смазочных композиций. Зависимость скорости изнашивания от условий эксплуатации при работе дизеля на данном сорте масла лучше всего установить статистическими методами. Корреляционные уравнения, определяющие износ цилиндровых втулок судовых двигателей 8ЧР24/36, приведены в таблице 10.

Таблица 10

Множественные корреляционные уравнения, определяющие скорость изнашивания цилиндровых втулок в зависимости от сорта масла и условий эксплуатации дизеля 8ЧР24/36

№ n, п/п

Смазочная композиция

Значение коэффициента корреляции

r1(2)(3)(4) (корреляционное уравнение)

1

Масло ДС-II+14% МАСК

r1(2)(3)(4)=0,461+1,362-1,073+0,464+0,095

2

Масло ДСП-II

(ДС-II+3% ЦИАТИМ-399)

r1(2)(3)(4)=-4,081+4,522+0,563+0,954+0,955

3

Масло ДС-II+7,5% В-360

r1(2)(3)(4)=-0,131+1,502+1,453-0,514+0,00025

4

Масло ДС-11+4%

Monto- 613

r1(2)(3)(4)=-2,991+1,912+2,293+0,074-0,0075

5

Масло М-12В2

(ДС-II+7,5% прис.)

r1(2)(3)(4)=-0,201+0,572-0,433-0,784-0,585

6

Масло ДС-II+13% БФК-30

r1(2)(3)(4)=-0,921+0,422+0,723+0,004+0,135

Примечание. В таблице введены обозначения, где – расчётное отклонение; –среднеарифметическое отклонение; – основное (стандартное) отклонение i-ой величины; кроме того, хi =tов, х2=Ре, х3=n, х4=Тсм и х5=S*%.

В таблице 11 приведены характеристики присадок к базовому маслу ДС-II, рекомендуемые сорта масел с этими присадками, концентрация присадок в базовом масле, а также их моющие свойства. Множественные корреляционные уравнения, представленные в таблице 10, являясь строгими, все-таки не очень наглядны при анализе. Поэтому перейдем к физическим величинам, значения которых даны в таблице 11.

Таблица 11

Множественные совокупные уравнения, учитывающие сорт масла и средний режим эксплуатации

Смазочные

композиции (базовые масла с

присадками)

Фактический средне-

арифме-тический

износ за навигацию, мкм

Формула для определения предполагаемого износа за навигацию

, мкм

Стандарт-

ное откло-

нение

Относи-тельная износо-стой-кость

Коэффициент трения

(tов)средн оС

Масло

ДС-II+ +14% МАСК

36,6

5,90

1,0

0,12…0,13

55

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»