Удельное давление и износ деталей

Значение удельного давления служит ориентировочным показателем износостойкости сопряжения. К числу сопряжений, в которых оценивают удельное давление, относятся подшипники скольжения, а также сопряжение поршень-гильза цилиндров. Для упрощения оценок предполагают, что нагрузка в сопряжении распределяется равномерно по поверх­ности.

Удельное давление, найденное путем деления действующей силы на проекцию опор­ной поверхности, сравнивают с допустимым, установленным на основании опытных дан­ных. Предполагают, что износ сопряжения прямо пропорционален значению среднего удельного давления.

В эксплуатации неизбежно изнашивание всех трущихся деталей двигателя, которое за­висит от конструкции и технологии изготовления, качества применяемых топлив и масел, условий эксплуатации. Под условиями эксплуатации понимаются способы пуска, тепло­вые, скоростные и нагрузочные режимы, а также дорожные и климатические факторы и запыленность воздуха. Пыль попадает в двигатель вместе с воздухом и вызывает абразив­ный износ его трущихся соединений. На интенсивность абразивного изнашивания влияют твердости абразивных частиц и поверхностей трущихся деталей, размер абразивных час­тиц и их удельная поверхность. При аналитических оценках величин износа в трущихся сопряжениях чаще всего принимают, что износ прямо пропорционален удельному давле­нию в сопряжении, концентрации абразивных частиц на поверхности трущейся пары, об­ратно пропорционален удельной дисперсности пыли, износостойкости материалов тру­щейся пары. Чаще всего именно износ определяет предельное состояние двигателя, т. е. такое состояние, при котором дальнейшая эксплуатация двигателя невозможна из-за ухудшения его технико-экономических показателей.

Оценка напряженного состояния деталей д. в. с. и прогнозирование запасов

Прочности.

Существует много методов расчета напряженного состояния детали. Простейший из них основывается на предположении статического действия сил и является условным. При этом методе применяется одна из расчетных схем сопротивления материалов, полу­чаемая после упрощения формы детали, допущения об опорных связях, выбора расчетно­го нагрузочного режима. Получаемые при этом напряжения являются условными, сравни­ваются с аналогичными величинами в существующих хорошо зарекомендовавших себя двигателях.

При расчетах на прочность с учетом знакопеременной нагрузки учитываются характер механических нагрузок, особенности их изменения, конструкция и технология изготовле­ния детали. При таком расчете определяется коэффициент запаса прочности, под которым понимается отношение допустимого напряжения для детали к максимальному действую­щему, т. е. или соответственно для нормальных и касательных напряжений. Используя одну из теорий прочности, можно записать выражение коэффициента запаса прочности при сложном напряженном состоянии, например

Полученные при расчетах значения коэффициента запаса прочности сравниваются с допустимыми, на основе чего делается вывод о работоспособности деталей. При выборе допустимых значений коэффициентов запаса прочности или просто допускаемых значе­ний напряжений учитываются назначение и режим работы двигателя, конструкция детали и ее материал, обработка, наличие упрочняющих операций.

Контрольные вопросы:

1. Какими основными факторами характеризуется конструкция ПД?

2. Что понимается под моторесурсом ПД?

3. Какой показатель характеризует металлоемкость конструкции?

4. Каковы расчетные режимы для ПД с принудительным зажиганием?

5. Каковы расчетные режимы для ПД с самовоспламенением?

6. Что понимается под жесткостью конструкции и чем она определяется?

7. Как определяется коэффициент запаса прочности?

8. Какие силы нагружают детали КШМ?

Лекция 8