автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение ресурса крышек цилиндров тепловозных дизелей

На правах рукописи

РОЛЛЕ Игорь Александрович

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА КРЫШЕК ЦИЛИНДРОВ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог,

тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2006 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель -кандидат технических наук, доцент ГРАЧЁВ Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор УРУШЕВ Сергей Викторович

кандидат технических наугдст. н. с. ВАСИН Петр Александрович

Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский конст-рукторско-технологичсский институт тепловозов и путевых машин (ФГУП ВНИКТИ) г. Коломна

Защита состоится 21 декабря 2006 года в 15°° часов на заседании диссертационного совета Д218.008.05 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д.9, ауд. 5-407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан «<?■£» ноября 2006 г.

Учёный секретарь Диссертационного совета

д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Одним из основных направлений развития современного тепловозостроения является повышение уровня форсирования тепловозных дизелей, которое даёт возможность уменьшить их массу и габариты, а также повысить экономичность за счёт повышения механического к.п.д. В связи с этим все более актуальным становится вопрос надёжности, так как увеличение форсирования дизеля объективно ведёт к её снижению.

На отечественных тепловозах в настоящее время устанавливаются дизели типа Д49, форсированные по эффективному давлению От 1,2 до 2,0 МПа, У высокофорсированных дизелей данного типа наблюдается значительная тепловая напряжённость деталей цилиндрово-поршневой группы, надёжность которой во многом определяет надёжность дизеля. В частности, одними из наименее долговечных и весьма дорогостоящих узлов остаются крышки цилиндров, основной неисправностью которых являются трещины огневого днища. Для повышения надёжности крышек цилиндров необходимо исследование условий вх работы, выявление основных повреждающих факторов, совершенствование конструкции, технологии изготовления и ремонта.

Цель работы. Целью настоящей работы является научное обоснование и разработка методики расчёта крышек цилиндров тепловозных дизелей, а также технологических решений, направленных на повышение их эксплуатационной надёжности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей в эксплуатации и выявить основные виды их отказов.

2. Изучить основные повреждающие факторы, а также механизм повреждения крышек цилиндров тепловозных дизелей.

1

3. Провеет систематизацию и анализ методик расчёта крышек цилиндров, а также технологических решений, направленных на повышение их эксплуатационной надёжности.

4. Усовершенствовать методику расч&га напряжённо-деформированного состояния и долговечности огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей с целью определения и прогнозирования количественных показателей эффективности предложенных решений.

5. Предложить способы повышения эксплуатационной надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей.

Объекты исследования. Основными объектами исследования являются крышки цилиндров тепловозных дизелей типа Д49.

Основные методы научных исследование. В работе использовались методы исследования теплового и напряжённого состояния теплонапряжён-ных конструкций. Эксперименты выполнены на стандартных образцах из материалов крышек цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Математическое моделирование и обработка результатов экспериментального исследования выполнены с помощью ПЭВМ и программных комплексов 8о1к1\Уогк5, СоБтоэЛУогкз, Ма1ЬаЬ на базе численных методов, теории вероятности и математической статистики. Научная новизна.

1. Разработаны алгоритм и математическая модель оценки напряжённого состояния огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей, учитывающие пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений.

2. Исследован процесс и получена количественная оценка упрочнения материала крышек цилиндров вследствие его пластического деформирования и релаксации напряжений, а также влияние его на напря-

жённое состояние. Предложена методика расчёта долговечности крышек цилиндров, учитывающая упрочнение материала.

3. Предложена числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материала, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений и даны рекомендации по выбору материалов деталей цилиндр о-поршневой группы дизелей для повышения их долговечности.

4. Предложен способ увеличения надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт выбора режимов горячей обкатки дизелей после постройки или ремонта, учитывающих приспособляемость материала к повторным тепловым нагруженням.

5. Разработана методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел для теплового расчёта огневых днищ крышек цилиндров с помощью программных пакетов БоШУ/огкз и С08М05\Уог1и.

На защиту выносится:

1. Алгоритм и математическая модель для оценки напряжённого состояния огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей, учитывающие пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений.

2. Результаты исследования процесса упрочнения материала крышек цилиндров тепловозных дизелей.

3. Методика расчёта долговечности крышек цилиндров, учитывающая упрочнение материала.

4. Числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материала, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений.

5, Способ увеличения надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт выбора режимов их горячей обкатки после постройки или ремонта, учитывающих приспособляемость материала к повторным тепловым натружениям.

6. Методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел для теплового расчёта огневых днищ крышек цилиндров с помощью программных пакетов 8оН<ГЧ/огкз и СОЗМС^огка.

Практическая ценность.

- предложенный способ увеличения надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт уточнения режимов горячей обкатки дизелей после постройки или ремонта позволит повысить надёжность работы крышек цилиндров в эксплуатации;

предложенные методики исследования напряженно-деформированного состояния, долговечности крышек цилиндров и разработанные соответствующие математические модели, а также рекомендации по выбору материалов могут быть использованы при проектировании как крышек цилиндров, так и других термонагруженных деталей;

- разработанный алгоритм расчёта распределённых граничных условий теплообмена, а также методика их задания позволят учесть их локальность по поверхностям элементов конструкций, и тем самым уточнить их тепловой расчёт па стадии их проектирования. Достоверность. Достоверность результатов работы подтверждается

статистическими данными по выходу из строя крышек цилиндров тепловозных дизелей и результатами экспериментальных исследований. Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на конференции молодых учёных ПГУПС 2005 г., на 46-й международной научной конференции РТУ г. Рига 2005 г, на конференции

Л

молодых учёных ПГУЛС 2006 г., на заседаниях кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ПГУПС.

Реализация работы. Разработанные методики расчёта могут быть использованы при проектировании крышек цилиндров тепловозных дизелей и дизелей другого назначения, а также деталей любых высоконагруженных конструкций, работающих в условиях макротеплосмен. Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 6 печатных работах.

Структура к объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений и списка использованных источников из 101 наименований, содержит 68 рисунков, 19 таблиц. Общий объём работы 130 страниц машинописного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность выбрачной темы исследования. Первая глава. Первая глава посвящена анализу надёжности деталей ци-линдро-поршневоЙ группы дизелей, а также обзору известных способов её повышения. Анализ статистики выходов из строя крышек цилиндров дизелей типа Д49, проведённый в ряде локомотивных депо показал, что до 90% из них выбраковывается по причине появления трещин межклапанных перемычек выпускных клапанов. При этом ресурс их составляет 200 — 400 тыс. км. пробега локомотива.

Исследованиями вопросов повышения надёжности деталей цилинд-ро-поршневой группы дизелей тепловозов в разное время занимались М.Д. Рахматулин, (МИИТ); H.A. Фуфрянский (ВНИИЖТ); A.A. Четвергов, В.П. Парамзин (ОмИИТ); Т.В. Ставров (ВНИЮГИ); И.Г. Киселёв(ПГУПС) и др.

Исследованию напряжённого состояния деталей цилиндро-поршневой группы дизелей посвящены работы P.A. Насырова, AJC, Костина, М.К. Овсянникова, Н.Д Чаянова, М.А. Салтыкова, М.А. Сальникова, B.C. Зарубина, А.С Орлина, Д.Н. Вырубова, Б.С. Стефановскго, и др.

5

Данными авторами установлено, что основным повреждающим фактором для крышек цилиндров являются термические напряжения, в то время как монтажные усилия и усилия от давления газов мало влияют на напряжённое состояние их огневых днищ Также этими авторами установлено, что в высокофорсированных дизелях работа материалов деталей цилиндро-поршневой труппы в циклах нагружения осуществляется в реологических условиях - условиях циклического пластического деформирования и циклической релаксации напряжений, что вызвано высокими тепловыми нагрузками. В результате этого происходит накопление остаточных напряжений в материале, которые и являются основной причиной разрушения деталей цилиндро-поршневой группы. В свою очередь циклическое изменение напряжений при макротеплосменах и циклическое пластическое деформирование вызывает малоцикловую усталость.

В развитие данного направления исследований был проанализирован ряд фундаментальных работ в области реологии С. Мэнсона, Д.А. Гохфельда, Р.А. Дульнёва, B.C. Зарубина, И.В. Станкевича, A.M. Барзды-ка, Л .Б. Гецова, Я.С. Гннцбурга и др. Данными авторами установлено, что в случае приложения к конструкции циклических нагрузок, превышающих предел текучести, но не превышающих «поверхности текучести», от цикла к циклу, за счёт пластической деформации, будет происходить упрочнение материала, приводящее к его работе лишь с упругими деформациями, то есть материал приспособится к повторным нагрузкам. В результате упрочнения кривая деформирования материала изменит своё положение в плоскости о-е, соответственно изменятся величины пределов текучести и прочности материалов (эффект Баушингера). Однако данное изменение будет зависеть от предыстории нагружений - величин изменения нагрузок в первые циклы нагружения. Различными авторами рассматривались отдельные факторы, влияющие на интенсивность процесса релаксации напряжений. Этими факторами являются: время цикла нагружения, темпера-

6

тура цикла, начальное напряжение цикла. Для процесса релаксации характерны два периода, первый из которых характеризуется резким изменением напряжения и малой продолжительностью, а второй — постоянством и минимальным значением скорости релаксации. Длительность первого периода релаксации по сравнению со вторым весьма незначительна.

Упрочняющиеся материалы (в том числе и сплавы железа при температуре до 800°С), работающие в условиях повторных нагружений, для увеличения релаксационной стойкости подвергают «тренировке». Под термином «тренировка» понимают повышение сопротивления металлов и сплавов релаксации напряжений путём повторных ступенчатых «подгру-жений» конструкции через некоторый промежуток времени, обычно не выходящий за пределы первого периода релаксации, при постоянной температуре или термоциклировании. Время между подгружениями может варьироваться от долей часа до нескольких часов.

Различными авторами рассматривалось влияние пластичности материалов конструкций на их срок службы в условиях малоцикловой усталости. Установлено, что в данных условиях срок службы будет выше у того материала, пластичность которого выше, при всех прочих равных механических характеристиках.

Основываясь на выполненном анализе, сформулированы цели и задачи исследования.

Вторая глава посвящена анализу теплового состояния крышек цилиндров различных конструкций дизелей типа Д49 с различной степенью форсирования. Целью данного расчёта является определение наиболее нагретых участков крышек цилиндров и подготовка исходных данных для расчёта их напряженного состояния. В работе исследовались крышки цилиндров из высокопрочного чугуна ВЧ50, с толщиной огневого днища 13 мм, серого чугуна СЧЗО с толщиной огневого днища 25 мм, выпускаемые в настоящее время промышленностью, а также, для сравнения, из алюми-

7

ниевых сплавов АЛ25 и АК4 с толщиной ошевого днища 25 мм. Степень форсирования дизеля по среднеэффективному давлению принималась Р, =1ДАЯТа и Р. =2,0ЛШв, частота вращения коленчатого вала 1000 об/мин. Моделирование локальных граничных условий теплообмена производилось при помощи программного комплекса МагЬаЬ, с использованием методик и зависимостей, предложенных А.К. Костиным н Р,М. Петриченко.

Полученные значения граничных условий теплообмена использовались при моделировании температурных полей огневых днищ крышек цилиндров реальных конструкций при помощи программного комплекса 5о1](№огк$/Созт051№)гкз, использующего метод конечных элементов. В ходе моделирования на примере огневого днища крышки цилиндра была разработана методика задания локальных граничных условий по поверхностям деталей. Разработка данной методики необходима, так как программный комплекс не позволяет задавать более одного значения граничных условий на каждую из поверхностей. Задание же средних значений граничных условий-по поверхностям привело бы к значительным погрешностям. Для решения этой задачи огневое дншце было разбито на 13 кольцевых секторов шириной 10 мм (рис. 1).

ъ

Рис. 1. Схема задания распределённых граничных условий по поверхности огневого днища крышки цилиндров. 8

Разность по высоте между соседними секторами составляла 0,01 мм, что обеспечивало минимальное изменение геометрии расчётной модели огневого днища и, следовательно, точности последующих расчётов. На каждый сектор задавалось среднее из значений теплового потока на его наружном и внутреннем радиусе. В результате расчёта установлено, что максимальную температуру имеет межклапанная перемычка выпускных клапанов (табл.1).

Таблица I

Максимальные температуры огневых днищ крышек цилиндров

Степень форсирования Материал крышки

СЧЗО ВЧ50 АК4 АЛ25

Ре=2МПа 411 414 253 259

Ре=1Д2 МПа 349 351 225 247

По результатам теплового анализа сделаны следующие выводы:

- при одинаковом уровне форсирования дизеля температуры огневых днищ из алюминиевых сплавов на 50 — 60% ниже, чем чугунных;

- при увеличении форсирования двигателя темп роста температур огневых днищ из алюминиевых сплавов ниже, чем чугунных;

- преимущества повышенного коэффициента теплопроводности материала крышек цилиндров из серого чугуна, по сравнению с высокопрочным, нивелируются необходимостью увеличения толщины огневого днища для обеспечения его кзгибной прочности;

- недостатком использования алюминиевых сплавов в качестве материалов для деталей цилиндро-поршневой группы является повышенный (на 11-15% чем при использовании чугунов) отвод теплоты через огневое днище в систему охлаждения, что приводит к снижению индикаторного к.п.д. дизеля;

- повышенная температура участка зоны сопряжения огневого днища с форсуночным стаканом обусловлена его повышенной толщиной.

9

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию реологических свойств материалов крышек цилиндров. Целью исследования является разработка методики и определение характера изменения предела прочности материала при растяжении вследствие упрочнения в условиях пластического деформирования и релаксации напряжений.

Исследование проводилось на стандартных образцах, устанавливаемых в релаксационной установке, обеспечивающей стеснение тепловых деформаций при нагреве. Программой испытаний было предусмотрено четыре режима теплового натружения: 1 - г«20мм, Т-ЗОО'С; 2 -т = 50мин, Г=300-0; 3 - т = 20.*™, 7* = 450°С; 4 - г = 50лшн, Г = 450°С. После снятия тепловой нагрузки и остывания образца производилось измерение остаточных деформаций, по величине которых высчитывалась величина возможных остаточных напряжений после цикла натружения. Для исследования упрочнения (проявления эффекта Баушингера) после цикла натружения образец подвергался испытанию на разрыв на разрывной машине по ГОСТ 1497-84. Величина снижения пределов прочности и текучести при нагрузке обратного знака определялась в сравнении с этими величинами для образцов, не подвергавшихся испытаниям. По результатам испытаний и обработки результатов были построены зависимости изменения предела прочности материала от температуры и длительности цикла (рис. 2). Из графика видно, что после одного цикла нагрузки по режиму №4 произошло максимальное снижение предела прочности при растяжении - 60 МПа, что составляет 8%, и свидетельствует о проявлении эффекта Баушингера. Таким образом, в циклах теплосмен со значительными изменениями температур, имеющими место в материале крышек цилиндров высокофорсированных тепловозных дизелей, происходит значительное исчерпание ресурса работы материала вследствие снижения предела прочности при растяжении. Данное явление требует учёта при расчёте долговечности деталей, работающих в условиях макротеплосмен.

<тв, МПа

750 725 700 675

Т-300°С

Т~450вС

650-

0

10 20 30 40 50 60 Т, МИН

Рис. 2. Изменение предела прочности при растяжении образцов из чугуна марки В470 от длительности н температуры цикла теплового нагружения при работе материала в условиях стеснения тепловых деформаций (Э—экспериментальные данные, Р—расч&гные данные (см. гл.4))

Четвёртая глава посвящена исследованию напряжённого состояния крышек цилиндров, В настоящее время в практике расчётов напряжённого состояния различных конструкций используется большой спектр программ компьютерного моделирования. Основными преимуществами данных программ является точное описание геометрии конструкций и сокращение времени счёта, что даёт возможность решить задачи оптимизации конструкции. Однако для обеспечения достоверности расчётов необходимо учитывать и ряд факторов, характерных для данных условий эксплуатации и определяющих напряжённое состояние конструкции совместно с внешними нагрузками. К этим факторам относятся: неупругое деформирование материала конструкции; ступенчатость нагружения; цикличность нагружения; релаксация напряжений; упрочнение материала вследствие пластического деформирования и релаксации напряжений; остаточные напряжения. Большинство этих факторов программные комплексы, как правило, не учитывают. Однако эти факторы характерны для эксплуатации крышек цилиндров тепловозных дизелей и их неучёт может привести к ошибкам проектирования. Для учёта этих факторов в данной работе была разработана методика и алгоритм расчёта напряжённого состояния. При этом

межкяапанная перемычка выпускных клапанов рассматривалась отдельно, как модель первого уровня, испытывающая деформацию растяжения-сжатия (рис.3). Использование дайной модели вполне обосновано, так как при расчёте на прочность и долговечность нас интересует лишь опасное сечение, которым и является межклапанная перемычка выпускных клапанов.

Рис.3, Модель первого уровня межклапавной перемычки выпускных клапанов

Таким образом, тепловые напряжения выражаются зависимостью:

<г, =ЛЕе„ (1)

где Е - модуль упругости первого рода при данной температуре, МПа; е, - тепловая деформация.

Расчет напряжённого состояния с учётом циклической пластичности и релаксации напряжений выполнялся численно согласно разработанному алгоритму (рис.4). В исходных данных задавались: время высокотемпературной части цикла - Д/ „ коэффициент линейного расширения материала а, модули упругости для упругой £1 и пластической Е2 зон кривой деформирования, коэффициент стеснения деформаций к, изменение температуры в цикле ¿Г, максимальное число циклов нагружения . Упрочнение материала учитывалось за счёт изменения положения кривой его деформирования в плоскости сг-е согласно теореме Прагера. Релаксация напряжений в материале учитывалось в соответствии с представлением об упруго-вязком теле Максвелла и теорией упрочнения. Таким образом, кривая деформирования материала в циклах нагруження-разгрузки описывает петлю пластического гистерезиса до момента полного упрочнения, при ко-

тором приращение пластической деформации за цикл мало и достигается предел релаксации напряжений. При этом достигает предельного значения и величина остаточного напряжения (рис. 5).

Рис.4. Блок-схема алгоритма расчета остаточных напряжений 13

Фит, МП*

Рве. 5. График изменения остаточных напряжений в межклапанной перемычке выпускных клапанов крышки цилиндров дизеля Д49 из чугуна ВЧ50 в циклах нагрузки

Расчётом установлено, что при эксплуатации новых (не работавших ранее) крышек цилиндров накопление остаточных напряжений в материале во всех случаях происходит наиболее интенсивно в первые циклы нагрузки, в первые часы работы двигателя, вследствие высокой интенсивности пластической деформации и релаксации напряжений. Полученные значения остаточных напряжений межклапанных перемычек приведены в таблице 2.

Таблица 2

Значения термических и остаточных, напряжений в межклапанных перемычках крышек цилиндров дизеля Д49 для предельных циклов нагружения

Степень форсирования Материал крышки

СЧЗО ВЧ50 АК4 АЛ25

МПа МПа МПа о^и-МПа МПа * МПа МПа &ОСМ* МПа

Ре=2МПа 162 -251 380 -253 153 -52 112 -155

Ре=1Д2 МПа 174 -178 423 -175 158 -40 117 -117

На рис. б. показаны исходные и предельные кривые пластического деформирования материала крышки цилиндра - чугуна ВЧ50, для дизеля форсированного до Ре=2 МПа. Из рисунка видно, что с ростом числа цик-

лов нагружения и температуры цикла пределы прочности и текучести при растяжении в «холодной» части цикла заметно снижаются, что особенно важно при определении ресурса работы крышек цилиндров.

Рис, 6. Кривые деформировавия в первом в предельном циклах нагружения материала межклапанной перемычки (ВЧ50) крышки цилиндра дизеля Д49 при Ре=2 МПа

Так на дизеле Д49 при форсировании до Ре=2 МПа это снижение для предельного цикла составляет 80 МПа (на 16%). При форсировании дизеля до Ре-1,22 МПа это снижение составляет 50 МПа (на 10%). Достоверность разработанной методики расчёта подтверждается не превышающей 6% разницей экспериментальных и расчётных значений снижения предела прочности для материала и циклов нагружения используемых в экспериментальной части (рис. 2).

На основании полученных результатов предложена расчётная зависимость для определения числа циклов до разрушения при малоцикловой усталости, учитывающая упрочнение материала, то есть изменение пределов прочности и текучести:

(2)

где - предел прочности материала при растяжении в предельном цикле

(то есть когда достигается предел релаксации напряжений);

15

Nf - число циклов до разрушения при «пилообразном» изменении нагрузки (без выдержек в горячей части цикла).

С использованием данной зависимости, было определено число циклов теплосмен до разрушения для огневых днищ крышек цилиндров из рассматриваемых материалов. Расчеты показывают, что наиболее предпочтительными из рассматриваемых материалов крышек цилиндров высокофорсированных дизелей являются алюминиевые сплавы, выдерживающие в 2 — 3 раза больше циклов теплосмен, чем чугуны.

Для интегральной оценки сопротивляемости материала термическим разрушениям используется числовая комплексная характеристика физико-

механических параметров предложенный Стефановским Б.С., Насы-

Еа

ровым P.A. Однако данная характеристика выражает лишь сопротивляемость материала термическим напряжениям при однократной нагрузке. При термоциклировании с циклическим пластическим деформированием и релаксацией напряжений, характерными для материала крышек цилиндров, важным параметром является его пластичность. Для её учёта в работе предлагается характеристика вида:

Еа , (3)

где л - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м-К); а - коэффициент линейного расширения материала при нагреве, I/K; 5 - относительное удлинение материала образца при разрыве, %. Справедливость данного выражения подтверждается более низким сроком службы крышек цилиндров из серого чугуна имеющего более высокое значение и в та же время более низкую пластичность по сравнению с

высокопрочным чугуном.

В работе рассматривалась возможность повышения надёжности цилиндровых крышек путём «тренировки» материала. Для дизеля с новыми

16

крышками цилиндров тренировка материала может заключаться в соблюдении некоторых режимов горячей обкатки в процессе его испытаний после постройки или ремонта. Режимы горячей обкатки дизелей, используемые в настоящее время, ориентированы в основном на обеспечение приработки трущихся деталей и не учитывают приспособляемость материалов деталей к повторным нагружениям при данном уровне форсирования дизеля. Расчёты показывают, что для крышек цилиндров дизеля Д49 изготовленных из чугуна ВЧ50, при Ре>1,б МПа необходимое время выдержки на средних и высоких позициях превышает время, требуемое для приработки пар трения дизеля. Однако, затратив его, можно добиться существенного снижения значений остаточных напряжений межклапанных перемычек крышек цилиндров. Анализ результатов показывает, что при нагружеиии дизеля 1-Д49 (Ре=2 МПа) до средних позиций температура межклапанной перемычки достигает величины, при которой температурные напряжения превышают предел текучести и происходит интенсивная их релаксация (рис.7).

(т, МПа

Рис. 7. Изменение напряжений в межшхапанной перемычке выпускных клапанов новой крышки цилиндров дизеля 1-5Д49 на втором и третьем режимах обкатки после ремонта (цифрами обозначены номера позиций): а - режим установленный руководством по эксплуатации; Ь - предлагаемый режим обкатан

При этом максимальные остаточные напряжения в межклапанных перемычках выпускных клапанов крышек цилиндров, изготовленных из высо-

копрочного чугуна ВЧ50 после обкатки по режимам, установленным руководством по эксплуатации могут достигать величины 200 МПа. В тоже время, выдерживая предложенные режимы обкатки можно добиться снижения остаточных напряжений до 160 - 170 МПа, то есть 15-20%. В этом случае долговечность, согласно расчёту увеличивается на 32% с 274 до 361 тыс. км. пробега локомотива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертации научно обоснованы и разработаны технологические решения, направленные на повышение эксплуатационной надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт выбора материала и совершенствования режимов их обкатки после постройки или ремонта.

В процессе решения поставленных задач и выполненных исследований получены следующие результаты:

1. Обобщены и проанализированы статистические данные по выходу из строя крышек цилиндров тепловозных дизелей типа Д49 с различной степенью форсирования. Установлено, что основными факторами, влияющими на долговечность крышек являются геометрические характеристики деталей, образующих камеру сгорания, степень форсирования дизеля, механические характеристики материала, а также режимы натружения при вводе в эксплуатацию.

2. Разработан алгоритм и программа расчёта распределённых граничных условий теплообмена для огневых днищ крышек цилиндров с применением программного пакета Ма1ЬаЬ.

3. Разработана методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел для теплового расчёта огневых днищ крышек цилиндров с помощью программных пакетов 5оИ<1\Уогкз и С05М08\Уогкя.

4. Разработаны алгоритм и математическая модель для оценки напряжённого состояния огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизе-

18

лей, учитывающая циклическое пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений.

5. Исследован процесс и получена количественная оценка упрочнения материала крышек цилиндров (эффект Баушингера) вследствие его пластического деформирования и релаксации напряжений при термоцикл иро-вании, а также влияние его на их напряжённое состояние,

6. Разработана методика расчёта долговечности крышек цилиндров, учитывающая снижение пределов прочности и текучести материала при разрыве вследствие упрочнения материала в условиях пластического деформирования и релаксации напряжений. Установлено, что наибольшей долговечностью обладают крышки цилиндров из алюминиевых сплавов, а наименьшей — из серых чугунов.

7. Предложена числовая комплексная характеристика физико-механических параметров материала с учётом его пластических свойств, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений и даны рекомендации по выбору материалов деталей цилиндро-поршневой группы дизелей для повышения их долговечности.

8. Разработан способ увеличения надёжности крышек цилиндров высокофорсированных тепловозных дизелей за счёт совершенствования режимов горячей обкатки дизелей после постройки или ремонта, учитывающих приспособляемость материала к повторным тепловым нагружениям. Расчётом установлено, что эффективность предлагаемых режимов обкатки будет возрастать по мере увеличения уровня форсирования дизелей, поэтому применение этих режимов может стать одним из резервов повышения надёжности дизелей перспективных тепловозов.

Результаты исследований опубликованы в следующих работах:

1. Ролле И.А. Оценка долговечности цилиндровых крышек дизелей. Межвузовский сборник научных трудов «Развитие отечественного локомотивостроения». СПб, ПГУПС, 2005. стр. 106-111.

2. Ролле И.А. Эксплуатационные факторы, определяющие ресурс цилиндровых крышек тепловозных дизелей. Межвузовский сборник научных трудов «Развитие отечественного локомотивостроения» СПб, ПГУПС, 2005. стр. 119-121.

3. Ролле НА. К вопросу о надёжности работы цилиндровых крышек дизелей типа Д49. Материалы н.-т. конференции «Шаг в будущее». Неделя науки - 2005. СПб, ПГУПС, 2005. стр. 29-32.

4. Рояле НА., Грачёв ВВ. Результаты исследования напряженно-деформированного состояния крышки цилиндра дизеля Д49. Материалы н.-т. конференции «Шаг в будущее». Неделя науки — 2006. Санкт-Петербург, 2006. стр. 38-41.

5. Ролле И.А., Суханов А.Н. Совершенствовать режимы обкатки дизелей Д49 после ремонта. Локомотив, №10,2006 г. стр. 36 - 37.

6. Rolle I. The mechanism of destruction of constructions! materials of diesel engines locomotives at thermal and cyclic loadings. The 46-th international scientific conférence of Riga Technical Universïty. Thesises. p. 106. RTU, Riga, 2005.

Ролле И. A. Механизм разрушения конструкционных материалов дизелей локомотивов при термоциклическом нагружении. Тезисы доклада на 46-й международной конференции Рижского технического университета. РТУ, 2005 г. стр. 106.

Подписано к печати 17.-Н. О б г. Печ.л. 1,25

Печать офсетная. Бумага для множит, апп. Формат 60*84 1/16 Тираж 100 экз. Заказ

Тип. ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

20

Введение.

Глава 1. Анализ работ, посвященных исследованию надёжности работы деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания.

1.1. Исследование надёжности работы и повреждений крышек цилиндров в эксплуатации.

1.2. Современное состояние вопроса. Общие сведения.

1.2.1. Анализ работ посвящённых исследованию теплообмена в двигателях внутреннего сгорания.

1.2.2. Анализ работ посвящённых исследованию напряжённо-деформированного состояния деталей двигателей внутреннего сгорания.

1.2.3. Анализ работ, посвящённых исследованию прочностных свойств материалов термонапряжённых деталей двигателей внутреннего сгорания.

1.3. Выводы по главе 1.

1.4. Задачи исследования и структура диссертации.

Глава 2. Исследование теплового состояния крышек цилиндров различных конструкций при различной степени форсирования дизеля.

2.1. Уравнение переноса теплоты применительно к крышке цилиндра.

2.2. Граничные условия теплообмена для крышки цилиндра.

2.2.1. Граничные условия со стороны газа.

2.2.2. Граничные условия со стороны полости охлаждения.

2.2.3. Граничные условия во впускных и выпускных каналах.

2.3. Основные результаты исследования теплового состояния крышек цилиндров.

2.4. Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование реологических свойств материалов крышек цилиндров.

3.1. Исследование реологических свойств высокопрочного чугуна ВЧ70.

3.2. Выводы по главе 3.

Глава 4. Исследование напряжённо-деформированного состояния крышек цилиндров.

4.1. Расчёт напряжённого состояния крышек цилиндров с использованием уравнений термоупругости.

4.2. Расчёт напряжённого состояния крышек цилиндров с учётом пластического деформирования и релаксации напряжений в циклах нагружения.

4.2.1. Нагружение.

4.2.2.Раз грузка.

4.2.3. Релаксация напряжений.

4.2.4. Расчёт остаточных напряжений межклапанной перемычки.

4.3. Определение ресурса крышек цилиндров тепловозных дизелей.

4.4. Совершенствование режимов обкатки дизелей после постройки и ремонта.

4.5. Выводы по главе 4.

Одним из основных направлений развития современного тепловозостроения является повышение уровня форсирования тепловозных дизелей, что даёт возможность уменьшить их массу и габариты, а также повысить их экономичность за счёт повышения механического к.п.д.

Однако увеличение форсирования дизеля объективно ведёт к снижению его надёжности. Поэтому работы, направленные на повышение надёжности высокофорсированных дизелей в настоящее время становятся всё более актуальными.

На отечественных тепловозах в настоящее время устанавливаются дизели типа Д49, форсированные по эффективному давлению рс от 1,2 до 2,0

МПа при частоте вращения коленчатого вала до 1100 об/мин. У высокофорсированных дизелей данного типа наблюдается значительная тепловая напряжённость деталей цилиндрово-поршневой группы, надёжность которой во многом определяет надёжность дизеля. В частности, одними из наименее долговечных и весьма дорогостоящих узлов остаются крышки цилиндров, основной неисправностью которых являются трещины огневого днища. Для обеспечения безотказной работы крышек цилиндров необходимо исследование условий их работы, выявление основных повреждающих факторов, совершенствование конструкции, технологии их изготовления и ремонта.

Цель работы. Целью настоящей работы является научное обоснование и разработка методики расчёта крышек цилиндров тепловозных дизелей, а также технологических решений, направленных на повышение их эксплуатационной надёжности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей в эксплуатации и выявить основные виды их отказов;

2. Изучить основные повреждающие факторы, а также механизм повреждения крышек цилиндров тепловозных дизелей. 3

3. Провести систематизацию и анализ методик расчёта крышек цилиндров, а также технических и технологических решений, направленных на повышение их эксплуатационной надёжности.

4. Усовершенствовать методику расчёта напряжённо-деформированного состояния и долговечности огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей с целью определения и прогнозирования количественных показателей эффективности предложенных решений.

5. Предложить способы повышения эксплуатационной надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей.

Объекты исследования. Основными объектами исследования являются крышки цилиндров тепловозных дизелей типа Д49.

Основные методы научных исследований. В работе использовались методы исследования теплового и напряжённого состояния теплонапряжённых конструкций. Эксперименты выполнены на стандартных образцах из материалов крышек цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Математическое моделирование и обработка результатов экспериментального исследования выполнены с помощью ПЭВМ и программных комплексов 8оН(1\Уогк8, Со8то5\\^огк8, Ма1ЬаЬ на базе численных методов, теории вероятностей и математической статистики. Научная новизна.

1. Разработаны алгоритм и математическая модель оценки напряжённого состояния огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей, учитывающие пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений.

2. Исследован процесс упрочнения материала крышек цилиндров вследствие его пластического деформирования и релаксации напряжений, а также влияние его на напряжённое состояние.

3. Предложена методика расчёта долговечности крышек цилиндров, учитывающая упрочнение материала вследствие его пластического деформирования и релаксации напряжений. 4

4. Предложена числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материала, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений и даны рекомендации по выбору материалов деталей цилиндро-поршневой группы дизелей для повышения их долговечности.

5. Предложен способ увеличения надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт выбора режимов горячей обкатки дизелей после постройки или ремонта, учитывающих приспособляемость материала к повторным тепловым нагружениям.

6. Разработана методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел для теплового расчёта огневых днищ крышек цилиндров с помощью программных пакетов ЗоНёХУогкБ и СОЗМОБХУогкз.

На защиту выносится:

1. Алгоритм и математическая модель оценки напряжённого состояния огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей, учитывающие пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений.

2. Результаты исследования процесса упрочнения материала крышек цилиндров тепловозных дизелей вследствие его пластического деформирования и релаксации напряжений.

3. Методика расчёта долговечности крышек цилиндров, учитывающая упрочнение материала.

4. Числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материала, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений.

5. Способ увеличения надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт выбора режимов горячей обкатки дизелей после 5 постройки или ремонта, учитывающих приспособляемость материала к повторным тепловым нагружениям. 6. Методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел для теплового расчёта огневых днищ крышек цилиндров с помощью программных пакетов БоИс^огкз и СОБМС^огкз.

Практическая ценность.

1. Предложенный способ увеличения надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт уточнения режимов горячей обкатки дизелей после постройки или ремонта позволит снизить повреждаемость материала в первых циклах теплового нагружения, снизить величину остаточных напряжений, тем самым повысить их надёжность.

2. Предложенная числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материалов теплонапряжённых конструкций, позволит учесть влияние пластических свойств на их сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений.

3. Предложенная методика расчёта долговечности крышек цилиндров тепловозных дизелей позволит учесть изменение пределов прочности и текучести материалов вследствие упрочнения в процессе эксплуатации, его влияние на долговечность конструкции и повысить тем самым качество и достоверность планирования ремонтного производства.

4. Разработанная математическая модель и уточнённая методика расчёта напряжённо-деформированного состояния крышек цилиндров тепловозных дизелей позволят в процессе проектирования учесть пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений, определить остаточные напряжения, определить динамику изменения напряжённого состояния крышки цилиндров в зависимости от цикла нагружения.

5. Разработанный алгоритм и программа расчёта распределённых граничных условий теплообмена для огневых днищ крышек цилиндров с применением программного пакета Ма^аЬ может быть использована для моделирования граничных условий теплообмена 3-го рода других деталей дизелей.

6. Разработанная методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел позволит учесть их локальность по поверхностям элементов конструкций, через которые осуществляется передача теплоты, и тем самым уточнить тепловой расчёт конструкций на стадии их проектирования.

Апробация работы. Основные положения, результаты исследований, выводы и рекомендации по повышению надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей докладывались и обсуждались на конференции молодых учёных ПГУПС 2005 г., на 46-й международной научной конференции РТУ г. Рига 2005 г, на конференции молодых учёных ПГУПС 2006 г., на заседаниях кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ПГУПС.

Реализация работы. Разработанные методики расчёта могут быть использованы при проектировании крышек цилиндров тепловозных дизелей и дизелей другого назначения, а также деталей высоконагруженных конструкций, работающих в условиях макротеплосмен. Публикации.

Основное содержание работы опубликовано в 6 печатных работах. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений и списка использованных источников из 101 наименований, содержит 68 рисунков, 19 таблиц. Общий объём работы 130 страниц машинописного текста.

4.5. Выводы по главе 4

1. В результате моделирования полей термических напряжений огневых днищ крышек цилиндров дизелей Д49 установлено, что межклапанная перемычка выпускных клапанов и участок сопряжения огневого днища и форсуночного стакана являются наиболее нагруженными зонами.

2. Работа исследуемых материалов при использовании их для крышек цилиндров дизеля Д49 в первых циклах нагружения осуществляется в условиях пластического деформирования и интенсивной релаксации термических напряжений, что является причиной накопления остаточных напряжений.

3. Пластическое деформирование материала крышки и релаксация термических напряжений приводят к изменению положения кривой деформирования материала в плоскости а-е, приводящее к снижению предела прочности и текучести материала при растяжении, что необходимо учитывать при расчёте крышек на долговечность.

4. При работе материалов крышек цилиндров в условиях вызывающих малоцикловую усталость, предпочтительнее будет материал, обладающий более высокой пластичностью при всех прочих равных механических характеристиках.

5. Предложена числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материала с учётом его пластичности, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений.

6. В результате учёта снижения предела прочности при растяжении материала вследствие пластического деформирования уточнены зависимости для расчёта долговечности термически нагруженных деталей дизелей.

7. Режимы обкатки высокофорсированных дизелей наряду с приработкой трущихся деталей должны учитывать приспособляемость материалов деталей цилиндро-поршневой группы к повторным тепловым нагружениям при данном уровне форсирования дизеля и механических характеристиках материала. Эффективность данного подхода к выбору режимов обкатки дизелей возрастает по мере увеличения уровня их форсирования.

Заключение

В диссертации научно обоснованы и разработаны технологические решения, направленные на повышение эксплуатационной надёжности крышек цилиндров тепловозных дизелей за счёт выбора материала и совершенствования режимов их обкатки после постройки или ремонта.

В процессе решения поставленных задач и выполненных исследований получены следующие результаты:

1. Обобщены и проанализированы статистические данные по выходам из строя крышек цилиндров тепловозных дизелей типа Д49 с различной степенью форсирования. Установлено, что основными факторами, влияющими на долговечность крышек цилиндров являются геометрические характеристики деталей, образующих камеру сгорания, степень форсирования дизеля, механические характеристики материала.

2. Разработан алгоритм и программа расчёта распределённых граничных условий теплообмена для огневых днищ крышек цилиндров с применением программного пакета Ма^аЬ.

3. Разработана методика задания распределённых граничных условий теплообмена со стороны рабочих тел для теплового расчёта огневых днищ крышек цилиндров с помощью программных пакетов ЗоПс^огкз и С08М08\Уогкз.

4. Разработаны алгоритм и математическая модель оценки напряжённого состояния огневых днищ крышек цилиндров тепловозных дизелей, учитывающие циклическое пластическое деформирование материала и релаксацию напряжений.

5. Исследован процесс упрочнения материала крышек цилиндров вследствие его пластического деформирования и релаксации напряжений при термоциклировании, а также влияние его на напряжённое состояние. Установлено, что в условиях термоциклирования высокопрочному чугуну свойственно упрочнение.

6. Разработана методика расчёта долговечности крышек цилиндров, учитывающая снижение пределов прочности и текучести материала при разрыве вследствие упрочнения материала в условиях пластического деформирования и релаксации напряжений. Установлено, что наибольшей долговечностью обладают крышки цилиндров из алюминиевых сплавов, а наименьшей - из серых чугунов.

7. Предложена числовая комплексная характеристика физико-механических свойств материала с учётом его пластичности, характеризующая его сопротивляемость разрушению от циклически изменяющихся термических напряжений и даны рекомендации по выбору материалов деталей цилиндро-поршневой группы дизелей для повышения их долговечности.

8. Разработан способ увеличения надёжности крышек цилиндров высокофорсированных тепловозных дизелей за счёт совершенствования режимов горячей обкатки дизелей после постройки или ремонта, учитывающих приспособляемость материала к повторным тепловым нагружениям. Установлено, что эффективность предлагаемых режимов обкатки будет возрастать по мере увеличения уровня форсирования дизелей, поэтому применение этих режимов может стать одним из резервов повышения надёжности дизелей перспективных тепловозов.

1. Алиева С.Г., Амбарцумян С.М., Альтман М.Б. Промышленные алюминиеаые сплавы. Под ред. Квасова Ф.И. - М.: Металлургия, 1984. -527 с.

2. Александров A.B., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990 400 с.

3. Алямовский A.A. SolidWorks/ COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК Пресс, 2004. 432 е.: ил. (Серия «Проектирование»).

4. Алямовский A.A., Собачкин A.A., Одинцов В.В. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 800 с.

5. Анализ технического состояния тепловозов и дизельного подвижного состава федерального железнодорожного транспорта за 2003 год М. Трансиздат, 2004, 64с.

6. Анализ технического состояния тепловозов и дизельного подвижного состава федерального железнодорожного транспорта за 2004 год М. Трансиздат, 2005, 60с.

7. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. М.: «Металлургия», 1972г. 304 с.

8. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. М.: «Металлургия», 1978г. 256 с.

9. Биргер И.А., Шорр Б.Ф. Термопрочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1975г, 456 с.

10. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. Пер. с англ. М.: Мир, 1964, 518 с.

11. КБундин A.A. Метод расчёта реального температурного режима днища головки цилиндров в форсированных дизелях жидкостного охлаждения. Двигателестроение №4, 1988 г. стр 21-23.

12. Владимиров В.С. Уравнения математической физики. 4-е изд. М.: Наука, 1981,512 с

13. З.Владимирова Г.В. Теория неизотермической ползучести. Л., 1972. -34 с.

14. М.Володин А.И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1985. 216 с.

15. Галкин В.Г., Парамзин В.П., Четвергов В.А. Надёжность тягового подвижного состава. Учебное пособие для вузов ж-д транспорта. М.: Транспорт 1981,184 с.

16. Гинцбург Я.С. Ограниченная ползучесть деталей машин. М.: Машиностроение, 1968, 258 с.

17. Гецов Л.Б. Детали газовых турбин. Материалы и прочность. Л.: Машиностроение, 1982, 295 с.

18. Голоскоков Д.П. Уравнения математической физики. Учебник для вузов. СПб.: Питер, 2004. 539 с.

19. ГОСТ 25.505-85 «Расчёты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на малоцикловую усталость при термомеханическом нагружении». Издательство стандартов, 1985, 12 с.

20. ГОСТ 7293-85 «Чугун с шаровидным графитом для отливок». Издательство стандартов, 1985, 6 с.

21. ГОСТ 25.101-83. «Расчёты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов». Издательство стандартов 1983.

22. ГОСТ 28394-89 «Чугун с вермикулярным графитом для отливок. Марки». Издательство стандартов 1989 г.

23. ГОСТ 1412-85 «Чугун с пластинчатым графитом для отливок». Издательство стандартов 1989 г.

24. Гохфельд Д.А., Садаков О.С. Пластичность и ползучесть элементов конструкций при повторных нагружениях. М.: Машиностроение, 1984г, 256 с.

25. Гохфельд Д.А., Чернявский О.Ф. Несущая способность конструкций при повторных нагружениях. М.: Машиностроение, 1979г, 263 с.

26. Греков К.А. Коллегов Е.В. Защита керамическими покрытиями головок поршней для повышения их надёжности. Труды ЦНИИ МПС, вып 427. М.: «Транспорт», 1971. с.112-130.

27. Григорьев И.С. Физические величины: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991.- 1232 с.

28. Гусенков А.П. Прочность при изотермическом и неизотермическом малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1979 г, 296 с.

29. Дарков A.B., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: «Высшая школа», 1965. 762 с.

30. Джонсон У., Меллор П. Теория пластичности для инженеров. Перевод с англ./Пер. А.Г. Овчинников. М.: Машиностроение, 1979, 567 с.

31. Дизель-генератор 20ДГ. Руководство по эксплуатации. 458 с.

32. Дизель-генератор 1А-9ДГ. Руководство по эксплуатации. 432 с.

33. Дульнёв P.A., Котов П. И. Термическая усталость металлов. М.: Машиностроение, 1980. - 200 с.

34. Жуков A.A. Некоторые закономерности термоциклической обработки чугуна// Термоциклическая обработка металлов и сплавов. J1., 1980. с. 72-75.

35. Заорски М. Повышение надёжности составных цилиндровых крышек тепловозных дизелей. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. 1990, 101с.

36. Зарубин B.C. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций. М.: Машиностроение, 1985, 293 с.

37. Зарубин B.C., Станкевич И.В. Расчёт термонапряжённых конструкций. М.: Машиностроение, 2005, 351 с.

38. Захаров Н.И. Влияние технологических факторов на физико-механические свойства теплоизоляционных покрытий. Труды ЦНИДИ, вып. 65, М. J1., Машгиз,1972, с. 59 - 80.

39. Иванов В.Н. Причины ремонтов и совершенствование системы обслуживания локомотивов. Дисс. на соискание степени к.т.н. СПб, 2005, 148 с.

40. Икрин В.А. Сопротивление материалов с элементами теории упругости и пластичности. М.: Ассоциации строительных вузов, 2005. 424 с.

41. Исаков В.Н. Элементы численных методов. Учеб. пособие. «Академия», 2003. 192 с.

42. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях. М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2001, 518 с.

43. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1974,312 с.

44. Кетков Ю.Л., Кетков Ю.А., Шульц М.М. MATLAB 6.x.: программирование численных методов. СПб.: БХВ - Петербург, 2004. - 672 с.

45. Ким Ф.Г., Воробьёв Ю.Н., Устинов H.A. Снижение температуры огневого днища крышки цилиндра двигателя 6ЧН 21/21. Двигателестроение, №12, 1984 г., стр52.

46. Киселёв И.Г. Исследование теплообмена при преобразованиях энергии в силовых установках локомотивов. Дисс. на соискание уч. ст. д.т.н.

47. Киселёв И.Г. Определение температурных полей в деталях цилиндро-поршневой группы быстроходного тепловозного дизеля. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Л.: ЛИИЖТ, 1967г.

48. Когаев В.П. Расчёты на прочность при напряжениях переменных во времени. М.: Машиностроение, 1977, 151с.

49. Корн Г. Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984 г, 842 с.

50. Костин А.К. Теплонапряжённость двигателей внутреннего сгорания. JI.: Машиностроение, 1979.

51. Костин А.К. Михайлов Л.И. Славиньски 3. К вопросу о локальных параметрах теплообмена в камере сгорания дизеля. Двигатели внутреннего сгорания. Межвузовский сборник научных трудов. Ярославль, 1981, стр. 17-21.

52. Крылов В.А. Тепловая эффективность керамического покрытия днища поршня. Вестник ЦНИИ МПС, 1971, №5, с. 27 30.

53. Кулниченко В.Р. Справочник по теплообменным расчётам. К.: Техника, 1990.- 165 с.

54. Либерман Л.Я., Соколова М.Н. Исследование материалов для энергетических установок. ЦКТИ, 1966, вып.69 с.54.

55. Литвинчук В.В. Исследование теплового состояния цилиндро-поршневой группы тепловозных дизелей при работе в условиях высоких температур окружающего воздуха. Автореферат на соискание учёной степени к.т.н. Харьков, 1990. -18 с.

56. Лощанов П.А. Обеспечение надёжности головок цилиндров форсированный дизелей ЯМЗ. Двигателестроение, №5, 1988, стр. 31 -33.

57. Луканин В.Н. Теплотехника. М.: Высш. шк., 1999. -671с.

58. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975, 400.С.

59. Мелан Эрнст, Паркус Гейнц. Термоупругие напряжения, вызванные стационарными температурными полями. Пер. с нем. М.: Физматгиз, 1958г.

60. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с.

61. Можаровский Н.С. Ползучесть и релаксация. Киев, 1965.-32 с.

62. Мэнсои. С. температурные напряжения и малоуикловая усталость. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1974, 344 с.

63. Мэтьюз, Джон, Финк, Куртис. Численные методы. Пер с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 720 с.64. «Надёжность в технике». Сборник государственных стандартов. Москва.: ИПК Издательство стандартов, 2002 270 с.

64. Насыров P.A. Повышение надёжности работы поршней тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1977г. 216 с.

65. Носов В.Н., Косников Г.А., Рыжова Т.Н., Белицкий В.А. Технология получения и свойства чугуна с вермикулярным графитом. Двигателестроение, №5, 1982 г., стр. 28 30.

66. Овсянников М.К., Давыдов Г.А. Тепловая напряжённость судовых дизелей. JL, 1975.

67. Окопный Ю.А. Механика материалов и конструкций. М.: Машиностроение,2002, 436с.

68. Орлин A.C., Вырубов Д.Н. Двигатели внутреннего сгорания: конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, 1984.-384 с.

69. Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания. JL: Издательство ЛГУ, 1983.

70. Петриченко P.M. Элементы и системы автоматизированного проектирования ДВС. JL: Машиностроение», 1990.-328 с.

71. Петриченко М. Р. Разработка математической модели и исследование конвективного теплообмена в цилиндре четырёхтактного дизеля с газотурбонаддувом. Автореферат на соискание учёной степени к.т.н. Ленинград, 1977-22с.

72. Петриченко P.M., Петриченко М.Р. Конвективный теплообмен в поршневых машинах. Ленинград, «Машиностроение», 1979г-232с.

73. Платонов В.Н., Малькевич A.B., Гулина М.М. Алюминиевые литейные сплавы для головок цилиндров дизелей. Двигателестроение, №5, 1985, стр. 31-33.

74. Поршнёв С.В. Вычислительная математика. Курс лекций. СПБ.: БХВ-Петербург, 2004 320 с.

75. Потёмкин В.Г. Система MATLAB. Справочное пособие. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997 350 с.

76. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. -752.C.

77. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. М.: Наука, 1979.-744 с

78. Розенблит Г.Б. Особенности задания граничных условий при моделировании температурных полей в клапане и крышке цилиндра дизеля. Двигателестроение, №9, 1982, стр. 21-24.

79. Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. М., «Машиностроение», 1977,216с.

80. Розенблит Г.Б. Исследование теплопередачи в дизелях. Автореферат диссертации на соискание учёной степени д.т.н. Харьков, 1978 г, 49 с.

81. Сальников М.А. Оценка долговечности крышек цилиндров тепловозных дизелей в зависимости от уровня теплонапряжённости. Автореферат на соискание учёной степени к.т.н. Москва, 1983. 18с.

82. Сахапова Г.М. Расчёты на релаксацию и ползучесть. Иркутск, 1970, -18 с.

83. Синицин В.А. Аналитические методы исследования теплообмена в ДВС. Барнаул, 1993.-69с.

84. Стефановский Б.С. Теплонапряжённость деталей быстроходных поршневых двигателей. М., Машиностроение, 1978г. 128с.

85. Стефановский Б.С. Локальные граничные условия теплового нагружения и охлаждения теплонапряжённых деталей быстроходных поршневых двигателей. Автореферат на соискание учёной степени д.т.н.М., 1985,32 с.

86. Стрекопытов В.В., Пушкарёв И.В. Надёжность и техническая диагностика локомотивов: учебное пособие. ЛИИЖТ, 1988, 61 с.

87. Стрекопытов В.В., Пойлов Л.К. Основы расчёта надёжности узлов и систем локомотивов. Л.: ЛИИЖТ, 1978. 127. с.

88. Теплотехнический справочник. Изд. 2-е, перераб. Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. Т.2. М.: «Энергия», 1976 896.С

89. Тику Ш. Эффективная работа: SolidWorks 2004. СПб.: Питер, 2005. -768 с.

90. Тихонов A.C., Леушин И.Г. и др. Термоциклическая обработка сталей, сплавов и композиционных материалов/. М.: Наука, 1984. - 186 с.

91. Трусенёв Г.Б. Теплоотдача от газа к стенкам камеры сгорания четырёхтактного транспортного дизеля на переходных режимах. Автореферат на соискание учёной степени к.т.н. Харьков, 1990. 18с.

92. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Пер. с англ./ Справочник. -М.: Атомиздат, 1979. -216 с.

93. Федюкин В.К. Термоциклическая обработка сталей и чугунов. Л.: Машиностроение, 1977.-384 с.

94. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка деталей машин. JL: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1989-255 с.

95. Чайнов Н.Д., Зарубин В.Г. Тепломеханическая напряжённость деталей двигателей. М.: Машиностроение, 1977, 162 с.

96. Шерман А.Д. Чугун. Справочник. М.: Металлургия, 1991 г — 576с.

97. Шеховцов А.Ф., Абрамчук Ф.И., Пылёв В.А. Ползучесть и релаксация при растяжении алюминиевого поршневого сплава AJ125. Двигателестроение, №11, 1986, стр. 45 47.

98. Haller K.D., Vertin K.D., Ludnow T.S. A root cause investigation of cylinder head cracking in large diesel engine standby power generators. Analysis of new diesel engine and component design, 1995, p. 1 12.