автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Исследование нагруженности и изнашивания сопряжений механизма газораспределения ДВС с целью повышения его надёжности

На правах рукописи

ДЕЙНИЧЕНКО Евгений Дмитриевич

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ И ИЗНАШИВАНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВС С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО НАДЁЖНОСТИ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Волгоград - 2005

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Васильев Александр Викторович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Труханов Владимир Михайлович.

кандидат технических наук, доцент Сергеев Александр Павлович.

Ведущее предприятие ОАО «Волгоградский моторостроительный завод»

диссертационного совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г.Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «¿6» оЛшсГО 2005 г.

Учёный секретарь

Защита состоится « 7 » сктЯ^РЯ 2005 г. в Ю часов на заседании

диссертационного совета

Ожогии В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Форсирование ДВС приводит к росту нагрузок на основные детали и сопряжения двигателя, в частности, на сопряжение кулачок-толкатель клапанного механизма газораспределения (МГР). Изнашивание рабочей поверхности кулачка вызывает ухудшение динамики механизма, искажение фаз газораспределения, и, как следствие, возникновение разрывов в кинематической цепи, а также ухудшение протекания процессов газообмена. Это в свою очередь приводит к потере мощности двигателя, повышению расхода топлива и содержания вредных компонентов в выхлопных газах. Так, согласно статистическим данным, около 44% двигателей КАМАЗ, поступающих в ремонт, имеют сниженные технико-экономические показатели вследствие повреждений МГР. При этом средняя величина максимального износа кулачков превышает 1 мм.

Трение и изнашивание сопряжения кулачок-толкатель являются сложными и малоизученными процессами. Наряду со свойствами материалов и технологичностью изготовления деталей, они в значительной степени определяются нагруженностью механизма и гидродинамическими условиями смазки сопряжения. В связи с тем, что работа двигателей внутреннего сгорания сопряжена с неустановившимися режимами скоростей и нагрузок, значительными перепадами температур и различными условиями смазки, проблема создания методов расчёта износа и долговечности МГР с учётом основных факторов, оказывающих влияние на процесс изнашивания, является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке гранта Т02 - 06.7 - 2703 Министерства образования РФ.

Цель работы - разработка комплекса методов и средств для оценки нагруженности газораспределительного механизма и прогнозирования его долговечности в условиях эксплуатации.

Научная новизна определяется следующими разработками:

1. Метод уточненного определения динамической нагруженности МГР с учетом действия силы от давления газов на тарелку выпускного клапана на основе совместного расчета динамики МГР и рабочих процессов в цилиндре ДВС и сопряжённых с ним объёмах.

2. Метод расчета трибологических характеристик кулачковой пары в условиях нарастающего износа профиля кулачка с учётом изменения свойств материала и конфигурации профиля кулачка по мере изнашивания. Он позволяет исследовать процесс изнашивания сопряжения кулачок-толкатель для различных схем привода клапана автомобильных и тракгорных двигателей в процессе эксплуатации, а также выявить предельные нормы износа кулачка, работоспособность

МГР.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

библиотека

3. С использованием разработанной расчётной методики выполнено исследование изнашивания профиля кулачка и показано различие характера его изнашивания на различных режимах работы двигателя, а также оценено влияние силы от давления газов на изнашивание рабочей поверхности выпускного кулачка.

Достоверность и обоснованность научных положений работы обусловливаются использованием фундаментальных уравнений механики, гидродинамики и термодинамики, обоснованностью допущений, принятых при разработке расчётных моделей, высокой сходимостью результатов расчётов и экспериментальных данных, согласованностью с известными результатами исследований других авторов.

Практическую ценность работы представляют следующие результаты и разработки.

1. Метод совместного расчета динамики клапанного механизма и рабочих процессов в цилиндре двигателя, позволяющий более точно оценить влияние силы от давления газов на нагруженность МГР в целом.

2. Метод расчета трибологических характеристик кулачковой пары в условиях нарастающего износа профиля кулачка с учётом изменения свойств материала и конфигурации профиля кулачка по мере изнашивания.

3. Разработанные методы расчёта реализованы в виде алгоритма и автоматизированного комплекса компьютерных программ, позволяющего оценивать нагруженность МГР, рассчитывать его изнашивание, а также выбирать параметры и характеристики МГР, обеспечивающие повышение его долговечности.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: Международная конференция «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (Волгоград, 2003), Всероссийская конференция «Прогрессивные технологии в обучении и производстве» (Камышин, 2003, 2005), Международная научно-практическая конференция «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2002), Межгосударственный научно-технический семинар «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания» (Саратов, 2004, 2005), Международная научно-техническая конференция «Авто НН 03 Автомобильный транспорт в XXI веке» (Нижний Новгород, 2003), Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004), Международный симпозиум «Образование через науку» (Москва, 2005), 10-я Международная конференция "МесЬашка - 2005" (Каунас, 2005), ежегодные научно-практические конференции ВолгГТУ (Волгоград, 2003, 2004, 2005), а также на научных семинарах и заседаниях кафедры "Автотракторные двигатели".

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов и списка литературы. Объём диссертации составляет 122 страницы и включает: 75 страниц основного машинописного текста, 32 страницы с 60 рисунками, 7 таблицами и 11 страниц списка литературы из 93 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко изложены основные аспекты решаемой проблемы и обоснована её актуальность, сформулированы научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе выполнен обзор выполненных исследований, посвященных оценке нагруженности, трению и изнашиванию. В условиях высоких темпов развития современного двигателестроения происходит постоянное форсирование ДВС, что приводит к росту нагрузок на основные детали и сопряжения, в частности на пару кулачок-толкатель. Вопросам оценки динамических качеств, нагруженности и надёжности МГР посвятили свои труды Абраменко Ю.Е., Бениович B.C., Воробьёв Ю.В., Григорьев Е.А., Гурвич И.Б., Корчемный Л.В., Мороз В.И., Akiba К., Dowson D., Wittmann D. и др. Рассматриваются основные виды изнашивания и разрушения рабочих поверхностей. Над этой темой работали И.В. Крагельский, Б.И. Костецкий, М.М. Хрущов, Ф.П. Боуден, Д. Тейбор. Приводится анализ условий работы сопряжения кулачок-толкатель, изнашивания рабочей поверхности кулачка и влияния различных факторов на этот процесс. Здесь также приведена оценка влияния изнашивания на работоспособность МГР и технико-экономические показатели двигателя. В заключительной части главы рассмотрены различные методы определения линейного износа и интенсивности изнашивания контактирующих тел. Результаты анализа позволяют сделать выводы об актуальности темы и сформулировать задачи исследования, в которые входят определение нагруженности клапанного привода, разработка метода оценки трибологических характеристик пары кулачок-толкатель, а также оценка влияния изнашивания на работу МГР.

Во второй главе представлена методика уточненного определения нагруженности привода выпускного клапана, полученная на основе совместного расчета динамики МГР и рабочих процессов в цилиндре ДВС.

Динамическое исследование привода клапана базируется на обобщённой математической модели динамики МГР, позволяющей в автоматизированном режиме строить расчётные схемы требуемой структуры и сложности с учётом характерных особенностей механизма:

наличия начальных усилий и зазоров в связях, переменности параметров, рассеяния энергии при колебаниях, возможности разрыва кинематической цепи в односторонних связях и ударного взаимодействия деталей.

Дифференциальные уравнения движения системы, состоящей из N сосредоточенных масс и моделирующей колебания деталей МГР, имеют вид

т,х, = Р, - Р, - ¥1а) (1 = (1)

0=1

где - величина 1-й массы; х(- её ускорение; Р,- внешняя сила, действующая на ¡-ю массу (например, сила от давления газов в цилиндре); ^- сила внешнего трения; n¡<N - количество связей ¡-й массы с другими или с неподвижной заделкой; Р1П и Рш - силы соответственно от упругой деформации и внутреннего трения в п-й связи, действующие на ¡-ю массу. Внешняя сила Р, определяется как сумма постоянной составляющей, не изменяющейся в течение всего цикла, и переменной составляющей. Сила вязкого трения находится как произведение скорости ¡-й массы и коэффициента внешнего трения.

Для двухсторонней связи, передающей как растягивающие, так и сжимающие усилия,

Р^^Р.).-^.- —±»1.). (2)

где (Р;„)0 - начальное усилие (при х, = = 0); с,„ - жёсткость связи; х, и - перемещения соответственно ¡-й и ¡-й масс; ] - номер массы, соответствующей связи п; Г|П - передаточное отношение связи (г1П не равно единице, например, для коромысла); «¡п - кинематическое возбуждение. В формуле (2) и далее верхний знак соответствует случаю, когда масса ] расположена со смещением относительно массы 1 в положительном направлении оси ОХ, а нижний знак - противоположному случаю. Значение (Р1П)0 положительно для сжатой и отрицательно для растянутой связи.

Сила внутреннего трения Р10 в связи принимается пропорциональной скорости её деформации. Для двухсторонней связи эта сила определится как

где Ь,„- коэффициент внутреннего трения; - скорость ]-й массы,

¿¡п - скорость кинематического возбуждения.

Изложенный подход позволяет строить математические модели клагганно/ о привода с учётом гидродинамики смазки в его зазорах, количество и параметры которых задаются в исходных данных. Уравнения (1) после понижения порядка путём введения дополнительных переменных в сочетании с другими уравнениями образуют систему, решаемую численно (методом Рунге-Кутта). В модели также предусмотрена возможность расчёта гидродинамики смазки при наличии несущей гидродинамической силы в связи (в сопряжении кулачок - толкатель).

В отличие от использованных ранее моделей, предложенная обобщённая математическая модель позволяет также учесть влияние силы от давления газов на тарелку выпускного клапана, увеличивающее нагруженность клапанного привода. Данная сила определяется расчетным путем на основе математического моделирования рабочих процессов в поршневых и комбинированных ДВС. Выполненные расчеты показывают, что такой подход позволяет более точно оценить нагруженность клапанного привода на различных режимах работы двигателя без использования каких-либо упрощенных описаний изменения газовой силы при движении выпускного клапана.

Для определения давления в цилиндре двигателя используется математическое моделирование индикаторного процесса ДВС. Модель разработана на кафедре "Автотракторные двигатели". Она обеспечивает возможность построения расчетных схем поршневых и комбинированных двигателей в автоматизированном режиме на основе задаваемых исходных данных, определяющих требуемую структуру газовоздушного тракта, а также количество и параметры его элементов. Замкнутый расчет рабочих процессов поршневых и комбинированных ДВС, определение параметров рабочего тела в газовоздушном тракте ДВС, показателей газообмена, индикаторных и эффективных показателей двигателя могут быть выполнены как в квазастационарной постановке, так и с учетом нестационарности газодинамических процессов, волновых и инерционных явлений, часто оказывающих существенное влияние на газообмен. В каждый момент времени в цилиндре двигателя в течение всего цикла определяется состав газа, что необходимо для расчета его газовой постоянной и теплоемкостей, последующей оценки качества процесса газообмена, а также определения индикаторных показателей двигателя.

Расчет рабочего процесса с учётом гипотезы квазистационарности осуществляется на основе уравнения первого закона термодинамики для открытой термодинамической системы (то есть с переменной массой рабочего тела), закона сохранения массы газа в объеме цилиндра и уравнения состояния:

"■п °»ып

dQw + I'kdMk- Ё i,dM, + xHugTUdx =McvdT + cvTdM + pdV; (4)

k*l l-l

a.n "buh

dM = £dMk - £dM, +gTudx; (5)

k=l 1=1 M

P=yRT, (6)

где dQw- элементарное количество теплоты, передаваемое в процессе теплообмена со стенками цилиндра; пвп и пвып - количество соответственно впускных и выпускных клапанов; ik и i, - удельные энтальпии заторможенного потока газа соответственно через k-й впускной и 1-й выпускной клапаны; dMk - элементарная масса газа, поступившая в цилиндр через k-й впускной клапан; dM| - элементарная масса газа, покинувшая цилиндр через 1-й выпускной клапан; % - коэффициент выделения теплоты при сгорании; Ни - низшая теплота сгорания 1 кг топлива; gT„ - цикловая подача топлива; х(<р) - характеристика тепловыделения; М - масса рабочего тела в цилиндре; cv - удельная изохорная теплоёмкость; р и Т - давление и температура газа; V - текущий объём цилиндра; R - газовая постоянная. При пошаговом расчёте в каждый момент времени определяется состав рабочего тела в цилиндре с учётом возможных забросов и обратных течений газа с целью определения показателей газообмена. Аналогично составляются уравнения для других элементов газовоздушного тракта.

Совместное исследование динамики МГР и рабочих процессов осуществляется на основе расчета профиля кулачка, динамики МГР и рабочих процессов. На первом этапе производится расчет основных характеристик профиля кулачка (подъема, скорости, ускорения и производных более высоких порядков). После этого выполняется расчет рабочих процессов с учетом теоретического закона движения клапана, полученного по результатам синтеза профиля кулачка. Далее на основе обобщённой математической модели динамики рассчитывается действительный закон движения выпускного клапана с учетом действия на него силы давления газов. Сила, действующая на тарелку выпускного клапана, определяется по результатам моделирования рабочих процессов в цилиндре двигателя как разность давлений в двух сопряженных объемах

(цилиндр и объем за клапаном). Затем снова производится расчет индикаторного процесса, но уже с учетом полученного действительного закона движения клапана. Такой цикл расчетов проводится несколько раз до тех пор, пока точность оцениваемых параметров не будет достаточной, то есть численные значения основных параметров (силы от давления газов в цилиндре, усилия, возникающего в приводе клапана) в файлах результатов примут установившиеся значения. Таким образом, все компьютерные программы, соответствующие данной модели объединены в один комплекс программ, позволяющий осуществлять математическое моделирование динамики МГР, а также проектирование его элементов. В результате мы получаем динамические характеристики МГР, учитывающие изменение силы давления газов, действующей на выпускной клапан.

Описанные выше математические модели динамики клапанного механизма и рабочих процессов в цилиндре ДВС идентифицированы по экспериментальным данным, полученным для двигателя 8ЧВН 15/16 с нижним расположением распределительного вала. На основе разработанной методики выполнено совместное исследование динамики МГР и рабочих процессов применительно к данному двигателю на номинальном режиме. Для оценки влияния газовой силы на нагруженность МГР были выполнены расчёты для двух случаев: с учётом влияния силы от давления газов и без учёта. При этом определялись усилия в звеньях кинематической цепи МГР. На основе этого расчёта можно сделать вывод о том, что газовая сила существенно повышает усилие, возникающее в приводе клапана.

Для идентификации расчётов по экспериментальным данным, а также оценки влияния газовой силы на нагруженность МГР были выполнены расчёты при различных нагрузках на двигатель и тепловых зазорах в приводе. Результаты сравнительных расчётов силы, действующей со стороны коромысла на клапан, полученные на основе адекватной динамической модели с учетом силы от давления газов в цилиндре двигателя, свидетельствуют о том, что характер изменения силы по углу поворота кулачка хорошо согласуется с экспериментальными данными. Так, расчётное максимальное пиковое усилие на номинальном скоростном режиме при нагрузке Рт = 1200 Н-м составило 2316Н, а при нагрузке Рт= 1400 Н-м - 2402 Н. Соответствующие экспериментальные значения равны 2280 Н и 2509 Н.

Как известно, выпускной клапан начинает открываться до прихода поршня в нижнюю мёртвую точку. Следовательно, в цилиндре еще имеется значительное давление, которое оказывает существенное влияние на движение клапана в момент его открытия. В связи с этим, как показал расчёт, при учёте действия силы от давления газов на тарелку выпускного клапана значение фазы опережения его открытия сокращается при

увеличении нагрузки на двигатель. Уменьшение этой фазы может превышать 10° поворота коленчатого вала при различных нагрузочных режимах. Это происходит из-за увеличения деформации самого привода и зависит также от величины теплового зазора. Вследствие изменения фазы открытия выпускного клапана несколько увеличиваются такие показатели, как индикаторная мощность и индикаторное давление на тактах расширения и выпуска. Таким образом, определение действительного закона движения выпускного клапана с учётом деформации привода от действия силы от давления газов позволяет уточнить результаты расчёта рабочего процесса ДВС.

В третьей главе представлена методика расчета изнашивания кулачковой пары с учетом нарастающего износа профиля кулачка в процессе эксплуатации. Она учитывает кинематическую схему МГР, действующие силовые факторы, гидродинамические условия смазки сопряжения, а также свойства материалов.

В расчете используется зависимость, полученная Ю.Н. Дроздовым и Ю.В. Воробьёвым, которая позволяет определить интенсивность изнашивания деталей пары кулачок-толкатель МГР:

где к - коэффициент, учитывающий влияние дополнительных параметров на износ пары; о-контактное напряжение; НВ-твёрдость материала; f- коэффициент трения скольжения в сопряжении; - коэффициент сцепления; - шероховатости поверхностей; Игр - толщина граничной масляной пленки; р - приведённый радиус кривизны контактирующих поверхностей; ц - динамическая вязкость масла при температуре вступающих в контакт поверхностей; V,- - гидродинамически эффективная скорость, определяемая как сумма скоростей VI и У2 перемещения точки контакта соответственно по кулачку и толкателю; Рпн - нагрузка на единицу длины контакта; рм - пьезокоэффициент вязкости масла; X,-теплопроводность масла; Ре - среднее число Пекле; От - коэффициент, характеризующий зависимость вязкости масла от температуры; Уск-скорость скольжения.

Как видно, формула (7) состоит из двух комплексов. Первый учитывает влияние на процесс изнашивания напряжённого состояния поверхностного слоя при действии нормального и касательного усилий, а

а„=к

также прочностных свойств материала. Второй комплекс оценивает влияние смазочного слоя.

Коэффициент трения Г определяется по эмпирической зависимости, полученной для быстроходных кулачковых механизмов:

0,065

{ =

10 + 18

6-10*И,

Е„„ Р

у0,»7 у 0,12 у 0,2

(8)

где - шероховатость более твёрдого из двух контактирующих тел; Епр - приведённый модуль упругости материалов кулачка и толкателя; V - кинематическая вязкость масла при температуре вступающих в контакт поверхностей.

Линейный износ рабочей поверхности кулачка за один цикл нагружения определяется по формуле:

АЬ = 8ТР =2Ь1

(9)

где &тр - путь трения; Ь1 - полуширина линии контакта по Герцу; VI - скорость перемещения точки контакта по кулачку.

Первым этапом трибологического расчета является определение характеристик профиля кулачка, необходимых для расчёта интенсивности изнашивания. В качестве исходных данных принимается таблица перемещения толкателя по углу поворота кулачка для схемы с плоским толкателем, а также основные параметры привода клапана и свойства смазочного материала. Для определения аналогов скорости и ускорения толкателя используется процедуры двукратного численного дифференцирования перемещения толкателя со сглаживанием.

Следующим этапом расчета является определение показателей, описывающих трение и изнашивание рабочей поверхности кулачка на основе полученных характеристик профиля, а также других данных о свойствах материалов контактирующих тел. В результате расчета с выбранным шагом получаем такие параметры, как коэффициент трения, интенсивность изнашивания и линейный износ профиля кулачка за определённый промежуток времени, равный шагу расчёта.

Далее осуществляется корректировка профиля кулачка (вычитание линейного износа) и повторный расчёт его характеристик. Таким образом, проводя последовательно несколько циклов расчётов с заданным по времени шагом, получаем изменение характеристик сопряжения кулачок-голкатель МГР в процессе эксплуатации, что в свою очередь дает возможность оценить влияние изнашивания на работоспособность

механизма, а также выявить предельные нормы износа кулачков. Описанная методика расчета реализована в виде комплекса компьютерных программ на алгоритмическом языке FORTRAN.

На основе описанной выше методики был проведен расчет трибологических характеристик профиля кулачка газораспределения двигателя ВАЗ на двух характерных скоростных режимах: при частоте вращения распредвала са= 157 рад/с (режим максимального крутящего момента) и ю = 280 рад/с (номинальный режим) с шагом по времени 100 часов. Заданная продолжительность процесса изнашивания в ходе численного эксперимента составила 4000 часов.

Результаты расчетов, приведенные на рис. 1, показывают, что на различных режимах работы МГР кулачок изнашивается по-разному. На режиме максимального крутящего момента максимум износа приходится на вершину кулачка, так как контактные напряжения в этой области максимальны. На номинальном режиме максимум износа смещается в связи с тем, что контактные напряжения на вершине кулачка существенно снижаются с ростом ш (рис. 1, в, г).

о , МПа-—;—-г-т---1 о.МПа-■--,—

350 300 250 200

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 ф° -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 <р°

а) в)

б) г)

Рис. 1. Характеристики исходного (1) и изношенного (2) профиля кулачка по углу его поворота на двух скоростных режимах при со = 157 рад/с (а, б) и 280 рад/с (в, г): контактные напряжения в сопряжении (а и в); линейный

износ (б и г)

При этом по мере изнашивания контактные напряжения и нагрузка в контакте ещё более уменьшаются в связи с ростом по модулю отрицательного ускорения толкателя (рис 2, б), что приводит к снижению коэффициента запаса усилия клапанных пружин. Вследствие этого на определённом этапе изнашивания наступает нарушение силового замыкания кинематической цепи МГР. Поэтому соответствующий износ следует считать предельно допускаемым, ограничивающим работоспособность МГР в целом.

В ходе расчетного исследования было выявлено заметное снижение интенсивности изнашивания Ль приработанного после заданного промежутка времени профиля по сравнению с исходным, вызванное, главным образом, снижением шероховатости поверхностей.

Для выявления основных факторов, оказывающих существенное влияние на процесс изнашивания, а также параметров, за счет которых можно увеличить износостойкость рабочей поверхности кулачка были получены зависимости основных характеристик сопряжения от времени. Численный эксперимент проводился на режиме максимального крутящего момента (со = 157 рад/с) с заданной продолжительностью изнашивания, равной 4000 часам.

Следует отметить, что приведённые результаты расчетов трибологических характеристик были получены без учета влияния силы от давления газов на тарелку выпускного клапана при его открытии. Однако как было показано выше, рассматриваемая сила значительно увеличивает нагруженность привода клапана. В связи с этим следует предположить, что расчет изнашивания кулачковой пары с учетом этой силы будет более точным.

Рис. 2. Аналог ускорения толкателя исходного (1) и изношенного (2) профиля кулачка по углу его поворота при со - 157 рад/с (а) и ю = 280 рад/с (б)

В рамках поставленной задачи был проведен расчет рабочего процесса для двигателя ВАЗ на номинальном скоростном режиме (со = 280 рад/с), по результатам которого была определена газовая сила. После этого, на основе вышеописанной методики был проведен расчет трибологических характеристик сопряжения кулачок-толкатель с учетом действия силы от давления газов на выпускной клапан.

Результаты расчетов позволили с достаточной точностью оценить величины усилия в контакте кулачка с толкателем и контактного напряжения с учетом газовой силы, а также расхождение по сравнению с расчетом без учета рассматриваемой силы. Выявлено значительное различие этих параметров на участке профиля кулачка, соответствующем подъёму клапана от - 75° до - 30° по углу поворота кулачка. Далее оно становится постепенно уменьшается и становится несущественным.

Трибологические характеристики профиля кулачка (интенсивность изнашивания и линейный износ) также имеют соответствующие различия, однако на более узком интервале на стороне подъёма клапана: от - 65° до -50° поворота кулачка. Это объясняется тем, что условия смазки сопряжения на начальном участке подъема лучше, следовательно, изнашивание здесь будет менее интенсивным. Коэффициент трения при учете влияния силы от давления газов не изменяется, так как не зависит от нагрузки.

Приведённая методика расчёта может быть использована для выбора конструкторских решений, обеспечивающих повышение долговечности МГР. Данное направление является весьма перспективным, так как известно, что на стадии проектирования даже незначительное изменение закона движения толкателя и профиля кулачка, не оказывающее заметное влияние на время-сечение клапана и газообмен в двигателе, может привести к существенному повышению износостойкости сопряжения кулачок-толкатель вследствие перераспределения ускорения толкателя по углу поворота кулачка и улучшения гидродинамики смазки. Таким образом, рациональный выбор профиля кулачка с учётом гидродинамики смазки наряду с технологическими мерами, является существенным резервом повышения износостойкости кулачковой пары. Полученные в работе результаты расчёта позволяют сделать вывод о возможности снижения приблизительно в 2 раза максимальной величины интенсивности изнашивания профиля кулачка.

В четвертой главе представлены методика и результаты экспериментального исследования МГР, которое выполнялось на специально изготовленном стенде для испытаний клапанного механизма. Испытания проводились с целью получения данных для идентификации результатов расчета интенсивности изнашивания и линейного износа, которые были вычислены в ходе численных экспериментов в третьей главе.

Стенд представляет собой головку цилиндров двигателя ВАЗ, установленную на сварную конструкцию, выполняющую функцию основной несущей детали. Установка предназначена для исследования работы МГР автомобильного двигателя Конструкцией предусмотрена возможность подачи масла при рабочей температуре (~ 90°С), обеспечения постоянной заданной частоты вращения распредвала, автоматического поддержания заданной температуры масла, а также контроля основных параметров, таких как давление масла в системе и частота вращения.

Экспериментальному исследованию подверглись два кулачка. Как правило, эксперименты, связанные с оценкой процесса изнашивания, обычно носят продолжительный характер. Поэтому с целью сокращения продолжительности испытаний конструкция одного из приводов клапанов была несколько изменена. Процесс изнашивания ускоряется за счет увеличения усилия в контакте между кулачком и толкателем путем увеличения предварительной деформации пружин клапана. Под нижнее основание наружной и внутренней пружин устанавливаются по одной дополнительной шайбе. Дополнительно усилие в контакте искусственно увеличивается за счет уменьшения длины контакта, то есть ширины площадки контакта рокера. Второй кулачок работал в штатных условиях.

Проведенное экспериментальное исследование подтвердило характер изнашивания профиля кулачка по углу поворота кулачка на режиме и = 157 рад/с, полученный в ходе численного эксперимента. Продолжительность испытаний составила 300 часов.

В ходе экспериментального и расчётного исследований выявлено, что величина коэффициента к в формуле (7) для данных условий работы существенно снизилась по сравнению с рекомендациями, приведёнными авторами, и составила 0,11-Ю"7. Это можно объяснить тем, что упомянутый коэффициент был получен для иных условий технологической обработки и, в связи с их совершенствованием, кулачки стали обладать большей долговечностью. Таким образом, была произведена калибровка полученной расчетной методики по экспериментальным данным. Полученные результаты (см. рис. 3) свидетельствуют о хорошей сходимости расчётных и экспериментальных данных.

АЬ, мм

Рис. 3. Линейный износ профиля кулачка по углу его поворота через 300 часов при о ~ 157 рад/с: 1 - расчет; 2 - эксперимент

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан уточненный метод определения нагруженности клапанного привода на основе совместного моделирования динамики МГР и рабочих процессов в цилиндре ДВС. Полученный метод дает возможность без подбора закона изменения силы от давления газов произвести расчет нагруженности МГР двигателя с любой схемой привода клапана во всём диапазоне режимов работы ДВС.

2. Выполнено расчетное исследование динамики МГР дизельного двигателя с нижним расположением распределительного вала. Выявлено, что при учете действия газовой силы на тарелку выпускного клапана, нагруженность МГР существенно увеличивается (до 20 %), а, следовательно, при этом повышается точность расчетов и адекватность разработанной математической модели.

3. Исследование рабочего процесса ДВС показало, что при учете влияния силы от давления газов на движение выпускного клапана происходит сокращение фазы опережения его открытия более чем на 10° поворота коленчатого вала при увеличении нагрузки на двигатель вследствие деформации привода. Это позволяет уточнить расчёт рабочего процесса ДВС.

4. Разработан метод расчета трибологических характеристик кулачковой пары в условиях нарастающего износа профиля кулачка с учётом изменения свойств материала и конфигурации профиля по мере изнашивания кулачка. Он позволяет исследовать процесс изнашивания сопряжения кулачок-толкатель для различных схем привода клапана

автомобильных и тракторных двигателей в процессе эксплуатации, а также выявить предельные нормы износа кулачка, ограничивающие работоспособность МГР.

5. Исследован процесс изнашивания кулачка газораспределения автомобильного двигателя с приводом клапана через рычажный толкатель на двух характерных скоростных режимах: при частоте вращения распредвала ю= 157 рад/с (режим максимального крутящего момента) и со = 280 рад/с (номинальный режим). Определён характер изнашивания профиля кулачка на этих режимах и показаны различия. Выявлено, что на номинальном режиме работы двигателя происходит постепенное снижение усилия в контакте кулачка с толкателем и коэффициента запаса усилия клапанных пружин, что ограничивает работоспособность МГР.

6. Исследован процесс изнашивания кулачка газораспределения автомобильного двигателя с учетом действия силы от давления газов на тарелку выпускного клапана. Показано, что при учёте силы от давления газов на участке от - 65° до - 50° на стороне подъёма клапана интенсивность изнашивания существенно возрастает (максимум в 1,5 раза).

7. Проведено экспериментальное исследование МГР автомобильного двигателя, в результате которого получена величина линейного износа профиля кулачка после 300 часов работы при (0=157 рад/с, что примерно соответствует режиму максимального крутящего момента. Данное исследование подтвердило характер изнашивания профиля кулачка на рассматриваемом режиме, полученный в результате расчета. Для проведения эксперимента был разработан и изготовлен специальный стенд, позволяющий варьировать скоростные режимы и автоматически поддерживать установленную рабочую температуру масла, подаваемого в головку.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д. Повышение износостойкости деталей МГР двигателя внутреннего сгорания на этапе проектирования // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: Материалы 2-й Всероссийской конференции. Камышин, Россия, 20 - 23 мая 2003 г. -Волгоград, 2003. - Т. 1. - С. 177 -178.

2. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д., Попов Д.В. Улучшение трибологических характеристик пары кулачок-толкатель механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания // Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства: Материалы международной конф. / Волгоградский государственный техн ун-т. - Волгоград, 16-19 сентября 2003 г. - Волгоград, 2003. - В 2-х частях. - Часть 2. С. 209 - 211.

3. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д. Моделирование динамики клапанного механизма с учётом рабочих процессов в цилиндре ДВС // Инженерный журнал. Справочник - 2003. - № 10. - С. 35 - 38.

4. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д., Попов Д.В. Повышение надёжности газораспределения поршневых двигателей // Авто НН 03. Автомобильный транспорт в 21-м веке: Сборник научных статей Международной науч.-техн. конф./ Нижегородский гос. техн. ун-т. -Нижний Новгород, 17-19 декабря 2003 г. - Нижний Новгород, 2003. - С. 252-254.

5. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д., Попов Д.В. Разработка методов и средств для повышения эффективности и надёжности механизма газораспределения двигателя // Современные тенденции развития автомобилестроения в России: Сборник трудов Всероссийской науч.-техн. конф. с международным участием / Тольяттинский гос. ун-т. - Тольятти, 26 - 28 мая 2004 г. - В 5 т. - Тольятти: ТГУ, 2004. - Т. 1. - С. 165 - 170.

6. Васильев A.B., Попов Д.В., Шмаков C.B., Дейниченко Е.Д. Определение предельно допускаемого износа кулачковой пары газораспределения ДВС // Инновационные технологии в обучении и производстве: Материалы 3-й Всероссийской конференции. Камышин, Россия, 20 - 22 апреля 2005 г. - Волгоград, 2005. - Т. 1. - С. 72 - 73.

7. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д. Расчёт интенсивности изнашивания и линейного износа кулачковой пары газораспределения поршневого двигателя // Инновационные технологии в обучении и производстве: Материалы 3-й Всероссийской конференции. Камышин, Россия, 20 - 22 апреля 2005 г. - Волгоград, 2005. - Т. 1. - С. 71 - 72.

8. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д, Попов Д.В. Повышение износостойкости сопряжения кулачок-толкатель механизма газораспределения ДВС на основе численного синтеза закона движения толкателя // Международный симпозиум «Образование через науку»: Материалы докладов секции «Двигатели внутреннего сгорания». Отдельный выпуск. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 55 - 56.

9. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д., Попов Д.В. Теоретическое и экспериментальное исследование изнашивания сопряжения кулачок-толкатель // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Материалы Межгосударственного науч. - техн. семинара / ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный ун-т им. Н.И. Вавилова». Саратов, 19 - 20 мая 2004 г. - Саратов, 2005. - Вып. 17. - С. 196 - 200.

10. Васильев A.B., Дейниченко Е.Д. Моделирование динамики клапанного механизма с учётом рабочих процессов в цилиндре ДВС // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Материалы Межгосударственного науч. - техн. семинара / ФГОУ

ВПО «Саратовский государственный аграрный ун-т им. Н.И. Вавилова». Саратов, 19 - 20 мая 2004 г. - Саратов, 2005. - Вып. 17. - С. 203 - 206.

11. Vasilyev A., Deynichenko Е., Popov D. Internal Combustion Engine Valve Gear Cam Wear and Its Influence on Valve Gear and Engine Efficiency // Mechanika - 2005: Proceedings of the 10 th International Conference / Kaunas University of Technology, Lithuania. - Kaunas, April 7-8, 2005. - Kaunas: Technologia, 2005. - P. 327 - 330.

Подписано в печать Z3 .08. .2005 г. Заказ № b'6 9. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0 Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400131, г. Волгоград, ул. Советская, 35

»15189

РНБ Русский фонд

2006-4 11697

Г

. »

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Определение нагруженности МГР на основе математического моделирования

1.2 Влияние износа деталей МГР на его работоспособность и показатели ДВС

1.3 Методы расчёта изнашивания сопряжений клапанного механизма

1.4 Основные цели и задачи исследования

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ СОВМЕСТНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ МГР

И РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВС.

2.1 Постановка задачи

2.2 Моделирование динамики клапанного механизма при учёте влияния на неё силы от давления газов

2.3 Результаты расчета

2.4 Выводы

3. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПАРЫ КУЛАЧОК-ТОЛКАТЕЛЬ МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

3.1 Расчёт трибологических характеристик пары трения кулачок-толкатель с учётом изнашивания профиля кулачка

3.1.1 Методика расчёта

3.1.2 Структура и алгоритм программного комплекса

3.2 Примеры расчетов и результаты

3.2.1 Расчет изнашивания впускного кулачка ВАЗ

3.2.2 Расчет изнашивания выпускного кулачка ВАЗ с учетом действия силы от давления газов

3.3 Выявление возможностей улучшения трибологических характеристик сопряжения путём профилирования кулачка

3.4 Результаты и выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МГР

4.1 Задачи и методика и проведения эксперимента .Л.

4.2 Описание экспериментальной установки

4.3 Измерение линейного износа профиля кулачка

4.4 Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными. Оценка воспроизводимости и адекватности эксперимента

4.5 Результаты и выводы

Высокие темпы развития современной промышленности и технологий позволяет расширить пределы форсирования ДВС. В настоящее время данное направление совершенствования двигателестроения является наиболее перспективным среди отечественных и зарубежных производителей. Однако форсирование ДВС приводит к росту нагрузок на основные детали и сопряжения двигателя, в частности, на сопряжение кулачок-толкатель клапанного механизма газораспределения (МГР). Изнашивание рабочей поверхности кулачка вызывает ухудшение динамики механизма, искажение фаз газораспределения, и, как следствие, возникновение разрывов в кинематической цепи, а также ухудшение протекания процессов газообмена. Это в свою очередь приводит к потере мощности двигателя, повышению расхода топлива и содержания вредных компонентов в выхлопных газах. Так, согласно статистическим данным, около 44% двигателей КАМАЗ, поступающих в ремонт, имеют сниженные технико-экономические показатели вследствие повреждений МГР. При этом средняя величина максимального износа кулачков превышает 1 мм.

Трение и изнашивание сопряжения кулачок-толкатель являются сложными и малоизученными процессами. Наряду со свойствами материалов и технологичностью изготовления деталей, они в значительной степени определяются нагруженностью механизма и гидродинамическими условиями смазки сопряжения. В связи с тем, что работа двигателей внутреннего сгорания сопряжена с неустановившимися режимами скоростей и нагрузок, значительными перепадами температур и различными условиями смазки, проблема создания методов расчёта износа и долговечности МГР с учётом основных факторов, оказывающих влияние на процесс изнашивания, является актуальной задачей.

В большинстве работ по данной тематике предлагаются различные методы для расчёта процесса изнашивания профиля кулачка. Но среди них сложно выделить способы расчёта, учитывающие все факторы, оказывающие существенное влияние на процесс изнашивания. Причём все эти методы не дают возможности рассчитать изнашивание с заданным по времени шагом, что, по крайней мере, является неудобным для использования.

В связи с изложенным, настоящая работа посвящена исследованию и нагруженности и изнашивания МГР, а также разработке методов их расчёта. Важным аспектом при определении нагруженности МГР является вопрос учёта влияния силы от давления газов на нагруженность привода клапана. В связи с этим предлагается метод уточненного определения динамической нагруженности МГР с учетом действия силы от давления газов на тарелку выпускного клапана на основе совместного расчета динамики МГР и рабочих процессов в цилиндре ДВС и сопряжённых с ним объёмах. На основе более точного определения сил, действующих в клапанном приводе, предлагается метод расчета трибологических характеристик кулачковой пары в условиях нарастающего износа профиля кулачка с учётом изменения свойств материала и конфигурации профиля кулачка по мере изнашивания. Он позволяет исследовать процесс изнашивания сопряжения кулачок-толкатель для различных схем привода клапана автомобильных и тракторных двигателей в процессе эксплуатации на различных режимах работы, а также выявить предельные нормы износа кулачка, ограничивающие работоспособность МГР. Данные положения составляют научную новизну работы.

Практическая ценность диссертационного исследования состоит в реализации разработанных методов расчёта в виде алгоритма и автоматизированного комплекса компьютерных программ, позволяющего оценивать нагруженность МГР, рассчитывать его изнашивание (с учётом или без учёта влияния силы от давления газов на движение выпускного клапана), а также выбирать параметры и характеристики МГР, обеспечивающие повышение его долговечности.

Для подтверждения выводов, сделанных на основе математического моделирования, разработана и создана специальная установка для экспериментального исследования МГР, результаты которого подтвердили расчётные данные.

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке гранта Т02 - 06.7 - 2703 Министерства образования РФ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан уточненный метод определения нагруженности клапанного привода на основе совместного моделирования динамики МГР и рабочих процессов в цилиндре ДВС. Полученный метод дает возможность без подбора закона изменения силы от давления газов произвести расчет нагруженности МГР двигателя с любой схемой привода клапана во всём диапазоне режимов работы ДВС.

2. Выполнено расчетное исследование динамики МГР дизельного двигателя с нижним расположением распределительного вала. Выявлено, что при учете действия газовой силы на тарелку выпускного клапана, нагруженность МГР существенно увеличивается (до 20 %), а, следовательно, при этом повышается точность расчетов и адекватность разработанной математической модели.

3. Исследование рабочего процесса ДВС показало, что при учете влияния силы от давления газов на движение выпускного клапана происходит сокращение фазы опережения его открытия более чем на 10° поворота коленчатого вала при увеличении нагрузки на двигатель вследствие деформации привода. Это позволяет уточнить расчёт рабочего процесса ДВС.

4. Разработан метод расчета трибологических характеристик кулачковой пары в условиях нарастающего износа профиля кулачка с учётом изменения свойств материала и конфигурации профиля по мере изнашивания кулачка. Он позволяет исследовать процесс изнашивания сопряжения кулачок-толкатель для различных схем привода клапана автомобильных и тракторных двигателей в процессе эксплуатации, а также выявить предельные нормы износа кулачка, ограничивающие работоспособность МГР.

5. Исследован процесс изнашивания кулачка газораспределения автомобильного двигателя с приводом клапана через рычажный толкатель на двух характерных скоростных режимах: при частоте вращения распредвала со =157 рад/с (режим максимального крутящего момента) и со = 280 рад/с (номинальный режим). Определён характер изнашивания профиля кулачка на этих режимах и показаны различия. Выявлено, что на номинальном режиме работы двигателя происходит постепенное снижение усилия в контакте кулачка с толкателем и коэффициента запаса усилия клапанных пружин, что ограничивает работоспособность МГР.

6. Исследован процесс изнашивания кулачка газораспределения автомобильного двигателя с учетом действия силы от давления газов на тарелку выпускного клапана. Показано, что при учёте силы от давления газов на участке от - 65° до - 50° на стороне подъёма клапана интенсивность изнашивания существенно возрастает (максимум в 1,5 раза).

7. Проведено экспериментальное исследование МГР автомобильного двигателя, в результате которого получена величина линейного износа профиля кулачка после 300 часов работы при со= 157 рад/с, что примерно соответствует режиму максимального крутящего момента. Данное исследование подтвердило характер изнашивания профиля кулачка на рассматриваемом режиме, полученный в результате расчета. Для проведения эксперимента был разработан и изготовлен специальный стенд, позволяющий варьировать скоростные режимы и автоматически поддерживать установленную рабочую температуру масла, подаваемого в головку.

1. Алимов В.Н. Исследование динамики, прочности и долговечности клапанов газораспределительного механизма форсированных транспортных дизелей // Вестник машиностроения.-2001. №12 - С. 40-44, 7 ил.

2. Асташкевич Б.М. Износостойкость и роль активных защитных слоев на поверхностях деталей цилиндропоршневой группы транспортных дизелей // Вестник машиностроения.-2000. №1. — С. 13-20.

3. Березняков А.И. О корреляции между интенсивностью изнашивания и силой трения. // Трение и износ.-2001. №6. - С. 619-625.

4. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. - 448 с.

5. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твёрдых тел. М.: Машиностроение, 1968. - 543 с.

6. Бурьянов В.А. Повышение долговечности газораспределительного механизма двигателей ВАЗ: Дис. . канд. техн. наук. Тольятти, 1982.- 143 с.

7. Васильев A.B. Исследование гидродинамики смазки в зазорах механизма газораспределения ДВС // Двигателестроение. 1999. - № 3. -С. 16-18.

8. Васильев A.B., Григорьев Е.А. Обобщённый численный метод профилирования кулачков // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1999.-№ 2.-С. 15-18.

9. Васильев A.B., Григорьев Е.А. Профилирование кулачков газораспределения ДВС с улучшенными гидродинамическими условиями смазки // Двигателестроение. 1999. - № 1. - С. 25 - 28.

10. Васильев A.B., Григорьев Е.А. Численный метод профилирования кулачков // Автомобильная промышленность.-1999. № 11.- С.22-25.

11. П.Васильев A.B., Дейииченко Е.Д. Моделирование динамики клапанного механизма с учётом рабочих процессов в цилиндре ДВС // Инженерный журнал. Справочник 2003. - № 10. - С. 35 - 38.

12. Васильев A.B. Повышение эффективности и надёжности механизма газораспределения двигателя // Повышение надёжности и эффективности двигателей и силовых агрегатов КАМАЗ: Международная науч. практ. конф. - Набережные Челны, 22 - 25 октября 2003 г.

13. Воробьёв Ю.В. Аналитические основания для оценки долговечности рабочих поверхностей при качении с проскальзыванием // Машиноведение. 1984. - № 4. - С. 68 - 76.

14. Воробьёв Ю.В. Обобщённый синтез механизмов с высшими кинематическими парами по критериям долговечности: Дис. . д-ра техн. наук. Тамбов, 1982. - 517 с.

15. Вульфсон И.И., Преображенская M.B. Учет влияния зазоров при динамической разгрузке рычажных механизмов // Проблемы машиностроения и надежности машин.-1999. №6. - С. 20-27.

16. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

17. Горбунов А.Г., Щеглов В.Ф., Алимов В.Н. Анализ динамических характеристик механизма газораспределения транспортного дизеля по результатам тензометрирования рычагов привода выпускных клапанов // Вестник машиностроения. 2000. №1. - С. 10-14.

18. Григорьев Е.А., Васильев A.B. Математическое моделирование динамики механизма газораспределения ДВС // Двигателестроение. -1991. -№ 12.-С. 7-9.

19. Григорьев Е.А., Васильев A.B., Ларцев A.M. Оптимизация профилей кулачков механизма газораспределения ДВС // Двигателестроение. -1990. -№1. С. 13-15.

20. Григорьев М.А., Пономарёв H.H. Износ и долговечность автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. - 248 с.

21. Гурвич И.Б. Износ и долговечность двигателей. Горький: Волго-Вятское кн. изд., 1970. - 176 с.

22. Гурвич И.Б. Испытания двигателей на долговечность: Учебное пособие . Горький, 1978. - 78 с.

23. Гурвич И.Б., Сыркин П.Э., Чумак В.И. Эксплуатационная надёжность автомобильных двигателей. 2-е изд., перераб и доп. - М.: Транспорт, 1994. - 144 с.

24. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин идр.; Под общ. ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 456 с.

25. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 372 с.

26. Доброгаев Р.П., Афанасьев В.Г. Четырёхмассовая модель привода клапана // Известия вузов: Машиностроение. 1976. - № 2. - С. 104 -109.

27. Дроздель П.В. Изнашивание цилиндровых втулок в период запуска двигателя внутреннего сгорания // Трение и износ.-2001. №6. — С. 664-671.

28. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник. М.: Машиностроение, 1986. — 224 с.

29. Дроздов Ю.Н. Прогнозирование изнашивания с учетом механических, физико-химических и геометрических факторов // Трение и из-HOC.-2002. Том 23, №3. - С. 252-257.

30. Дроздов Ю.Н. Прогнозирование интенсивности изнашивания трущихся тел на основе теоретико-инвариантного метода // Проблемы машиностроения и надежности машин.-1999. №1. - С. 28-35.

31. Дроздов Ю.Н. Структура методов расчета на износ. // Вестник ма-шиностроения.-2003. №1. - С. 25-28.

32. Ждановский Н.С., Николаенко A.B. Надёжность и долговечность автотракторных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Колос. Ле-нингр. отделение, 1981. - 295 с.

33. Жолобов Л.А. Повышение долговечности механизма газораспределения автомобильных двигателей: Дис. канд. техн. наук. Горький, 1984. - 257 с.

34. Исследование влияния износа кулачков распределительного вала на технико-экономические показатели двигателя: Отчёт о НИР / Горь-ковский автомобильный завод (ГАЗ); № ГР 81013462; Инв. № 02840042491. Горький, 1983. - 162 с.

35. Исследование и доводка механизма газораспределения двигателя Д-37Е (ВТЗ) / Е.Б. Костромитинов, В.В. Панов, А.Н. Салов и др. // Проблемы формирования и надёжности тракторных двигателей: Материалы науч.-техн. конф. Владимир, 1972. - С. 79 - 86.

36. Канарчук В.Е. Долговечность и износ двигателей при динамических режимах работы. Киев: Наукова думка, 1978. - 256 с.

37. Коднир Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин. М.: Машиностроение, 1976. - 304 с.

38. Коднир Д.С., Жильников Е.П., Байбородов Ю.И. Эластогидродина-мический расчёт деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. - 160 с.

39. Комарова Н.И., Корчемный JI.B. Потери мощности в механизмах газораспределения // Автомобильная промышленность. 1990. - № 9. -С. 12-13.

40. Корчемный J1.B. Механизм газораспределения автомобильного двигателя: Кинематика и динамика. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1981. - 191 с.

41. Корчемный JI.B. Механизм газораспределения двигателя. М.: Машиностроение, 1964. - 211 с.

42. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. - 395 с.

43. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

44. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчётов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

45. Кужелев В.П. Расчетно-экспериментальное исследование напряженности вставных седел выпускных клапанов двигателя типа Д-42 // Бюл. «Нов. технол.».-2000. №2. - С. 38-40.

46. Кулачок привода клапана: Заявка на патент № 2004131927/06 / А.В. Васильев, Д.В. Попов, Е.Д. Дейниченко. Приоритет от 01.11.2004.

47. Ларцев A.M. Многопараметрическая оптимизация механизма газораспределения ДВС с целью улучшения его динамических качеств и надёжности: Дис. . канд. техн. наук. Волгоград, 1985. - 269 с.

48. Левитский Н.И. Кулачковые механизмы. М.: Машиностроение, 1964.-286 с.

49. Ляшко В.А., Потемкин М.М. Разработка критериев оценки износостойкости поверхностей трения // Трение и износ.-1995. №4. - С. 710.

50. Малышев А., Капырин М. Износ газораспределительного механизма КамАЗ-740 // Автомобильный транспорт. 1987. - № 4. - С. 38 - 40.

51. Мишин И.А. Долговечность двигателей. Л.: Машиностроение, 1968.-260 с.

52. Назаров А.Д. Теоретические основы и экспериментально-аналитический метод определения влияния суммарной неуравновешенной массы деталей КШМ на ресурс двигателя // Трение и износ.-1999.-№3.-С. 288-300.

53. Новиков В.Г., Фёдоров A.A., Бытев Д.О. Критерий задиростойкости сопряжения кулачок плоский толкатель автомобильного дизеля // Инженерный журнал. Справочник. - 2004. - №7. - С. 24 - 30.

54. О влиянии профиля кулачка и жёсткости клапанного привода на динамику клапана быстроходного тракторного дизеля / B.C. Бениович, A.M. Бойко, Д.Г. Вестман, В.П. Прохоров // Тракторы и сельхозмашины. 1979. - № 8. - С. 10 -12.

55. О расчёте долговечности деталей газораспределительного механизма двигателей / Ю.М. Панов, И.Б. Гурвич, А.П. Егорова, Л.А. Жолобов // Автомобильная промышленность. 1976. - № 2. - С. 10 - 12.

56. Определение нагруженности кулачков газораспределительного вала / JI.B. Корчемный, В.Д. Казакова, Б.М. Ливанов, Е.М. Хайновский // Автомобильная промышленность. 1977. - № 1. - С. 8 - 10.

57. Оценка износостойкости деталей механизма газораспределения двигателей ГАЗ и ЗМЗ / Ю.М. Панов, И.Б. Гурвич, А.П. Егорова, Л.А. Жолобов // Автомобильная промышленность. 1975. - № 5. - С. 5 - 7.

58. Павлихин С.Е., Голикова Н.Н., Полунин В.Н., Крючков А.Н. Исследование износостойкости выпускных клапанов двигателя ВАЗ 2112 со стержнями из различных материалов // Двигателестроение.-2002. -№2. С.28-31, 7 ил.

59. Погодаев Л.И., Кузьмин В.Н., Нахимович Е.С. Моделирование износостойкости и долговечности опор качения // Проблемы машиностроения и надежности машин.-2002. №3. - С. 55.

60. Попык К.Г. Конструирование и расчёт автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1973. - 300 с.

61. Работа привода клапанов дизеля с четырёхклапанной головкой цилиндра / Л.В. Корчемный, Б.М. Ливанов, Н.И. Комарова, С.С. Наумов // Автомобильная промышленность. 1986. - № 2. - С. 6 - 7.

62. Решетов Д.Н. Кулачковые механизмы. М.: Машгиз, 1953. - 427 с.

63. Сорокин Г.М. Трение как составная компонента механического изнашивания // Вестник машиностроения.-1999. №3. - С.3-5.

64. Справочник по триботехнике: В 3 т. / Под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе Т. 1: Теоретические основы. - М.: Машиностроение,1989. 400 е.; Т.2: Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения. - М.: Машиностроение, 1990. - 416 с.

65. Степурин П.В. Теоретическое исследование трения и изнашивания рабочих поверхностей кулачковых механизмов // Трение и износ.-1998. Том 19, №6. - С. 739-744.

66. Тихомиров В.П., Горленко А.О., Костенко Р.П. Технологическое обеспечение геометрии криволинейного профиля деталей при изнашивании // Проблемы машиностроения и надежности машин.-2001. -№2. С. 68-77.

67. Чистяков В.К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

68. Эфендиев A.M., Драбкин Я.И., Кравцов В.И. Расчётное исследование динамики клапанного привода тепловозного дизеля Д70 // Двигатели внутреннего сгорания: Респ. междувед. науч.-техн. сб. / ХПИ. -Харьков: Вища школа, 1970. Вып. 11. - С. 115 - 124.

69. Akiba К. Vibration problems of valve mechanism on high speed diesel engines // J. Mar. Eng. Soc. Jap. 1987. - Vol. 22, № 8. - P. 495 - 501.

70. Bell J.C., Colgan T. Pivoted-follower valve train wear: criteria and modelling // Lubr. Eng. 1991. - Vol. 47, № 2. - P. 114 - 121.

71. Dowson D., Taylor C.M., Zhu G. A transient elastohydrodynamic lubrication analysis of a cam and follower // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1992. -Vol. 25, № lA. - P. A313 - A320.

72. Dyson A. Kinematics and wear patterns of cam and finger follower automotive valve gear // Tribology International. 1980. - Vol. 13, № 3. - P. 121-132.

73. Kreuter P., Pischinger F. Valve train calculation model with regard to oil film effects // SAE Techn. Pap. Ser. 1985. - № 850399. - P. 1-10.

74. Optimierung des Verschleißverhaltens am Ventiltrieb des Opel 3,0 1/24 V-Motors / Bockelman V.W., Gerve A., Kehrwald B., Willenbockel O. // MTZ: Motortechn. Z. 1991. - Vol. 52, № 2. - S. 50 - 58.

75. Roby S. H., Patterson G. H., O'Connor B. M. Investigation of sequence 3D valve train wear mechanisms // Lubr. Eng. 1989. - Vol. 45, № 3. - P. 177- 184.

76. Taylor C.M. Fluid-film lubrication in the internal combustion engine: an invited review // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1992. - Vol. 25, № 1A. - P. A91 -A100.

77. Willermet P.A., Pieprzak J.M. Some effects of lubricant composition and tappet rotation on cam/tappet friction // Trans. ASME. J. Tribol. 1989. -Vol. Ill, №4.-P. 683 -691.