Такое существенное ухудшение ТНС крышки цилиндра при увеличенной форсировке дизеля неизбежно приводит к образованию термоусталостных трещин
по межклапанным перемычкам и перемычкам между
отверстием под форсунку и седлом клапана.
Выводы
В результате проведенной работы можно отметить следующее:
− распределение температур в крышке цилиндра
имеет высокую степень неравномерности, как в горизонтальном направлении, у огневого днища крышки,
так и в вертикальном направлении по ее высоте, что
связано главным образом со сложными теплообменными процессами, возникающими в крышке цилиндра
при ее неравномерном нагреве и охлаждении;
− режим с серийной форсировкой характеризуется высоким уровнем термомеханических напряжений, достигающих 690 МПа в районе перемычки между седлом выпускного клапана и отверстием под форсунку;
− с увеличением форсировки рабочего процесса
до Ре
= 2.33 МПа отмечается прирост температур в
среднем но 80 – 100 оС;
− для режима с перспективной форсировкой напряжения возникающие в огневом днище превышают
критические для материала крышки - высокопрочного
чугуна, что требует внедрения специальных мер по
повышению прочности крышки цилиндра;
− как один из эффективных способов улучшения
ТНС крышки цилиндра можно рассматривать локальное воздушное охлаждение огневого днища при помощи системы воздухоподводящих каналов, електродвигун для автомобіля, motorostroitel.com.ua, что даст
возможность уменьшить температурные градиенты и,
соответственно, повысить надежность одной из наиболее теплонагруженных деталей дизеля.
В последующих работах планируется оценить
влияние локального воздушного охлаждения огневого
днища на уровень термомеханических напряжений и
проанализировать пути повышения надежности крышки цилиндра.
Список литературы:
1. Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. и др. Двигатели
внутреннего сгорания (тепловозные дизели и газотурбинные установки). – М.: Транспорт, - 1980. – 348 с. 2.
Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. – М.: Машиностроение, 1977. – 216 с. 3. Розенблит Г.Б. Особенности расчета и задания граничных условий при моделировании температурных полей в клапане и крышке
цилиндра дизеля / Двигателестроение. – 1982, №9 - С.
21-24. 4. Чайнов Н.Д., Григорьев О.А. Трехмерная конечноэлементная модель анализа термических перемещений и напряжений головки цилиндров тракторного дизеля /"Известия вузов". Машиностроение. – 1988,
№ 5 – С. 79 – 83. 5. Третяк Е.И. Математическое моделирование трехмерной нестационарной теплопроводности крышки цилиндра в декартовых координатах и поэлементный анализ потерь в стенке / Двигатели внутреннего сгорания. – 1990, № 52 – С. 68 – 77.
6. Косов В.С., Соин Ю.В. Повышение эффективности
тепловозного парка МПС России за счет применения
современных дизелей / Двигателестроение. – 2003. -
№4 – С. 3 - 6. 7. Казачков Р.В., Кох Г.А., Гоцало Б.Л.
Исследование теплового состояния днища крышки
цилиндра среднеоборотного судового дизеля / Двигатели внутреннего сгорания. – 1979. - № - С. 113 –
118. 8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи / М.: Энергия, 1977. – 344 с. 9. Мильштейн Л.Г.,
Исаев Е.В. Определение кинематических граничных
условий при расчете термических напряжений в блочных головках цилиндров / Двигателестроение. – 1985. -
№9 – С. 22 - 26.