автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение технического уровня четырехтактных дизелей снижением скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов

На правахрукопнси

Макаревич Петр Станиславович

ООЗОБТ41В

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ СНИЖЕНИЕМ СКОРОСТИ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ПРОХОДНЫХ СЕЧЕНИЯХ КЛАПАНОВ

Специальность 05.04.02 - «Тепловые двигатели»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск-2006г.

003067416

Диссертация выполнена на кафедре автомобильного транспорта Южно-Уральского государственного университета

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Рождественский Юрий Владимирович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Васильев Александр Викторович,

- кандидат технических наук, доцент, в.н.с. НП СЦ АТТ

Малозбмов Андрей Адиевич

Ведущее предприятие

- ООО ГСКБ «Трансдизель» г. Челябинск

Зашита состоится « 14 » « февраля » 2007г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.289.09 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, зал диссертационного совета (10 этаж, главный корпус)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76 на имя ученого секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан 10 января 2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Б. А. Лазарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сегодня энергетика автотракторного парка базируется на поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Неизменно важными остаются задачи повышения их мощностных, экономических, экологических показателей и долговечности. Решение этих задач связано с совершенствованием системы газораспределения, одной из самых нагруженных в ДВС, на долю которой приходится значительная доля отказов двигателя.

Наибольшее распространение в ДВС получили клапанные системы газораспределительных механизмов (ГРМ). В подавляющем большинстве современных ДВС применяют механические приводы впускных и выпускных клапанов, вследствие чего процессами газообмена в цилиндрах управляют кулачки распределительных валов. Разработка эффективной и долговечной системы ГРМ ДВС невозможна без установления взаимосвязи её характеристик с размерами цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, с процессами в цилиндрах, газо-воздушных трактах и условиями эксплуатации.

Газообмену посвящены труды P.C. Березина, В.М. Бунова, М.М. Вихерта, В.Р. Гальговского, Ю.А. Гришина, Б.Х. Драганова, Б.П. Рудого, В.Г. Дьяченко, Ю.Н. Исакова, A.C. Орлина, A.A. Меднова, О.Г. Красовского, М.Г. Круглова, Д.А. Мунштукова и др. Над решением задачи долговечности ГРМ работали Ю.Е. Абраменко, И.Б. Гурвич, B.C. Бениович, A.B. Васильев, Е.А. Григорьев, М.А. Григорьев, Р.П. Доброгаев, Я.И. Драбкин, А.Е. Кобринский, Л.В. Корчемный , Н.И. Левитский, В.И. Мороз, А.И. Петрусевич, К. Akiba, G. Deschler, D. Dowson, W.M. Dudley, A. Dyson, W. Furhman, J. Holland, и др.

Несмотря на наличие значительного количества исследовательских работ, посвященных газообмену в рабочем объёме цилиндра ДВС и долговечности ГРМ, и их несомненную значимость, они не удовлетворяют в полной мере запросам практики, так как не позволяют, в условиях все более жестких требований к технико-экономическим и экологическим показателям, обеспечить (вместе с другими мероприятиями) соответствие двигателей требованиям ТУ, перспективным нормам токсичности отработавших газов и требуемую долговечность работы ГРМ в эксплуатации. Выбор закона движения клапана (толкателя) наименее строго обоснован. Попытки получить этот закон решением различных задач оптимизации не дали желаемого результата.

Анализ традиционных методик профилирования кулачков показал:

- для расчета задаются только законами хода толкателя или хода клапана;

- не учитываются влияния: конструкции, материалов и условий смазки контакта пары «кулачок—толкатель», изменения сил клапанных пружин от колебания витков, газовых нагрузок на тарелки выпускного и впускного клапанов, превышение номинальной частоты вращения коленчатого вала в эксплуатации, а также параметры механизма газораспределения;

- не известны законы изменения ускорения на характерных участках профиля кулачка;

- профили кулачков распредвала рассчитывают без привязки к параметрам конкретного двигателя.

Для экономичной работы ДВС сопротивление переменных проходных сечений клапанных щелей по углу поворота коленчатого вала (пкв) прохождению рабочего тела должно быть минимальным. Наиболее эффективно это условие может выполняться только при наименьших скоростях рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей. Скорость 1)к за один град, поворота распредвала (мм/град прв), принято называть аналогом скорости. Дополнительные проходные сечения клапанных щелей (при перекрытии клапанов) ограничивают рост величины скорости и„ рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей на выпуске и впуске и обеспечивают внутреннюю рециркуляцию отработавших газов.

При увеличении перекрытия клапанов (за счёт фаз газораспределения) внутренняя рециркуляция может заменить внешнюю и повторное открытие выпускного клапана на такте впуска. Кроме того, требуется меньше отработавших газов при подводе их в цилиндр под давлением через впускной клапан на такте выпуска. При этом удельный расход топлива можно уменьшить на 4...6%, а эмиссию N0, на 25...40% без применения дополнительных реагентов и оборудования. Проведенный анализ развития двигателей показывает, что фирмы «Скания» и «Ман» на своих новых двигателях значительно расширили угловой путь перекрытия клапанов.

В то же время, применение традиционных методик расчетов ГРМ не гарантирует получение от реальных ДВС перспективных технико-экономических и экологических показателей и долговечной работы двигателей в эксплуатации и требует проведения сложных, трудоемких и длительных доводочных работ.

Цель работы

Повышение технического уровня четырёхтактных дизелей снижением скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов.

Объектом исследования являются четырехтактные ДВС.

Предметом исследования являются процессы принудительной очистки цилиндра от рабочего тела и наполнение цилиндра рабочим телом, влияние на них конструктивных параметров цилиндро-поршневой группы, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, законов движения клапанов и режимов эксплуатации дизеля.

Научная новизна работы:

1. Разработана математическая модель газообмена в цилиндре четырёхтактного двигателя, связывающая процессы очистки и наполнения цилиндра, и на её основе выведены уравнения баланса рабочего тела (по массе) для любого режима работы двигателя, что позволяет выбирать фазы газораспределения на режиме прокрутки двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала.

2. Разработан и реализован алгоритм решения задачи газообмена в рабочем объёме цилиндра четырёхтактного дизеля, учитывающий геометрические размеры цилиндро-поршневой группы, размеры и характеристики кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и заданные максимальные величины аналогов скорости рабочего тела по углу прв (пкв) в проходных сечениях клапанных щелей.

3. Предложены и проверены критерии качества проектирования и долговечной работы газораспределительного механизма, позволяющие на стадии проектирования (модернизации) четырехтактного двигателя конструировать приводы клапанов газораспределительного механизма, обеспечивающие без значительных доводочных работ улучшенные технико-экономические и экологические показатели.

Объективность и достоверность полученных результатов Объективность и достоверность полученных результатов подтверждается: использованием фундаментальных уравнений механики, гидродинамики; обоснованностью допущений, принятых при разработке расчетных методик; строгостью применяемого в работе математического аппарата; сопоставлением расчетных данных с экспериментальными результатами; изучением быстро протекающих процессов современными средствами измерений и испытательным оборудованием; сопоставлением теоретических результатов с экспериментальными и расчетными результатами других исследователей; повторяемостью полученных результатов стендовых испытаниях двигателя; результатами независимой экспертизы, проводимой при сертификации двигателей и автомобилей на Автополигоне научно-исследовательского центра по испытаниям и доводке автомототехники (НИЦИАМТ).

Практическая значимость

Разработана комплексная инженерная методика проектирования ГРМ, включающая:

методику формирования для заданного рабочего объема цилиндра двигателя необходимых проходных сечений клапанных щелей и величин подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв, обеспечивающих эффективный газообмен в цилиндре двигателя;

методику определения необходимых максимальных величин участков сбега для кулачков законов движения клапанов (толкателей) с учётом действующих сил и характеристик их приводов;

методику формирования расчетных величин подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв, обеспечивающих неизменность в процессе работы необходимых величин подъемов клапанов (толкателей);

методику определения параметров непрерывной результирующей кривой ускорений (из пяти участков) для половины зависимости расчетных подъёмов клапанов (толкателей) по углу прв с целью придания приводам клапанов и профилям кулачков надежной работы на всех режимах эксплуатации двигателя;

методику расчета расположения осей кулачков относительно верхней мертвой точки (ВМТ), обеспечивающих согласование подъемов клапанов с ходом поршня и заданные максимальные величины аналогов скорости в проходных сечениях клапанных щелей;

методику расчета зависимостей фаз газораспределения от величины аналогов скорости рабочего тела (выбор величин углов фаз газораспределения);

методику определения величины сил в ГРМ от колебания витков клапанных пружин; методику определения величины и продолжительности действия газовой силы на тарелки выпускного и впускного клапанов при различных условиях работы двигателя, в том числе в режиме работы моторного тормоза;

методику профилирования кулачков распредвала, обеспечивающую долговечность работы привода газораспределительного механизма;

методику исследования механизмов вращения клапанов.

Реализация результатов работы

1. По предложенной методике рассчитаны законы движения клапанов ДВС с учетом заданных максимальных величин аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей и проверены в эксплуатации на двигателях КамАЗ 740.11-240, КамАЗ 740.13-260, КамАЗ 740.30-260.

2. Комплексные сравнительные испытания дизелей КамАЗ (два клапана в цилиндре), укомплектованных опытными распредвалами: Э7404-1006015 (740.21-1006015) и Э7405-1006015, спроектированными по предложенной методике, и серийными распредвалами (740-1006015-01, 740-1006015-04), спроектированными по традиционной методике, показали, что дизели с опытными распредвалами имеют лучшие показатели, а именно:

уменьшается удельный эффективный расход топлива ве на 3... 11 г/кВтч; уменьшается дымность Кх на 5...25% по Хартриджу; увеличивается расход воздуха вЬ через цилиндр на 2...5%; уменьшается температура газов Т$ перед турбиной на 10. ..40 °С;

уменьшается токсичность: СО на 2 г/кВтч, СН на 1,5 г/ кВт-ч, N0* на 0,28...1,26 г/кВтч;

снижается уровень шума ГРМ на 2 дБ при 1200 мин"1 и на 4 дБ при 3000 мин"1; обеспечиваются (вместе с другими мероприятиями) требования ТУ на двигатель и перспективные нормы токсичности выпускных газов: Евро2 и ЕвроЗ;

наилучшие показатели имеет двигатель с распредвалом Э7405-1006015;. сумма максимальных величин аналогов скорости (Е\)к щах) в проходных сечениях клапанов у двигателей КамАЗ с опытными распредвалами меньше, чем у двигателей с серийными - на 16,6...24,9 мм/град.прв.

3. Комплексная инженерная методика формирования расчетных законов движения клапанов (толкателей) с выбором фаз газораспределения экспериментально

подтверждена и реализована в конструкциях двигателей КамАЗ. Распредвал 740.21-1006015 изготавливается на заводе «Серп и молот» (г.Саратов) и устанавливается на все двигатели ОАО «КамАЗ», что позволило обеспечить в эксплуатации наработку каждому двигателю в объеме 600 000 км и соответствие двигателей нормам Евро2 и ЕвроЗ.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на всесоюзных и международных конференциях: «Совершенствование конструкций тракторов, автомобилей и двигателей» (Челябинск, 1972г.); «Перспективы развития автомобилей и двигателей в Республике Татарстан» (Набережные Челны, 1999г.); «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2004г.); «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов» (Пенза , 2004г.); «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004г.); «Силовым агрегатам КамАЗ—высокую надежность» (Набережные Челны, 2005г.); «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» (Челябинск, 2006г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе получены два патента и три авторских свидетельства (внедрены: два патента и два авторских свидетельства).

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, содержит 132 страниц текста, |0 таблиц, 26 рисунков, список литературы из 95 наименований и 32 приложений, в том числе «Акты внедрения».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, его научная новизна и практическая ценность, конкретизированы объект и предмет исследования.

В первой главе выполнен обзор работ по газообмену в рабочем объеме цилиндра, профилированию кулачков привода клапанов механизма газораспределения и показаны на индикаторных диаграммах насосных ходов недостатки традиционного проектирования кулачков и распредвалов.

Исследуя процесс газообмена в цилиндрах двигателя КамАЗ-740, В.Р. Гальговский установил: «при 100% истечение газов С„ из цилиндра с критическими скоростями происходит в начальной фазе выпуска длительностью (28%...38%) от общей продолжительности выпуска. По мере уменьшения нагрузки продолжительность истечения с критическими скоростями уменьшается, снижается также общее количество газов, вытекающих из цилиндра за период свободного выпуска. Одновременно возрастает интенсивность истечения газов из цилиндра в конечной фазе выпуска, причем скорости истечения в этот период достигают критических значений при работе на холостом ходу и прокручивании двигателя, когда истечение газов в период предварения выпуска практически отсутствует».

За время открытия выпускного клапана до максимальной величины давление рабочего тела в цилиндре двигателя снижается практически до величины сопротивления системы выпуска и вновь начинает повышаться на стороне закрытия клапана, достигая максимальной величины в районе ВМТ. При этом на каждом режиме работы двигателя при закрытии клапана температура рабочего тела изменяется незначительно.

Отмечается, что обнаруженные закономерности истечения газа из цилиндра в процессе выпуска оказались близкими между собой и на других дизелях: Роллс-Ройс С6№Ь-102, ЯМЗ 238, Даймлер Бенц ОМ 403.

Результаты ивдицирования фирмой АУЬ низких давлений в цилиндре дизеля КамАЗ-740ТС (на тактах выпуска и всасывания) также указывают на наличие зоны выталкивания газов из цилиндра двигателя с надкритическими скоростями на режимах прокрутки и холостого хода в конечной фазе выпуска.

Можно предположить, что надкритическая скорость истечения газов из цилиндра двигателя на режимах прокрутки и холостого хода в конечной фазе выпуска является недостатком конструкции двигателя, заложенным при его проектировании и ухудшающим его показатели на всех режимах работы.

Общепринято, что расход рабочего тела (отработавших газов) через площадь проходного сечения выпускного клапана всегда больше расхода рабочего тела (воздуха) СВ1Т, поступившего в цилиндр двигателя через площадь проходного сечения впускного клапана на величину израсходованного топлива От.

На работающем двигателе при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин-1 величина весового отношения вДОв + От) находится в пределах 0,6...5,1%, а при 2600 мин'1- в пределах 1,1...4,0%. Меньшие значения (0,6... 1,1%) соответствуют работе двигателя без нагрузки, большие (4,0...5,1%) - работес полной нагрузкой и 2,5% - при работе двигателя в режиме холостого хода.

Анализ результатов исследования процесса очистки цилиндров двигателя КамАЗ-7405 (рис.1) показывает, что количество вытекающих из цилиндра отработавших газов с надкритическими скоростями С„ в начальной фазе выпуска зависит только от нагрузки двигателя, имеет линейный характер и составляет 27...38% (0,„ + Сг) при Рсмах.

С уменьшением нагрузки

48 44 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4 0

-Л-

V-/ в' ч т

.Д - 1000 мин'1 ■ X - 1400 мин-' ' О - 2200 мин'1

Ре-105, Па

14

0 2 4 6 8 10 12

Рис. 1 Зависимость весового отношения количества отработавших газов, вытекающих из цилиндра с надкритическими скоростями (С„), к общему количеству отработавших газов (Ся+вт) в % от среднего эффективного давления Ре

снижается общее количество газов, вытекающих из цилиндра с надкритическими скоростями, и равно нулю при прокрутке двигателя (Ре= 0).

На основании полученных данных можно написать в общем виде выражение баланса рабочего тела: Ов„ + Ст= С„+ввыт (1).

После подстановки в (1) значений Ст и 0„ для различных режимов работы двигателя и несложных преобразований получены выражения для подсчета количества рабочего тела 0>ыт выталкиваемого поршнем из цилиндра на каждом режиме. Сравнивая их, можно сделать выводы:

- в дизеле максимальный расход рабочего тела (воздуха) через проходное сечение выпускного клапана на режиме прокрутки двигателя равен расходу рабочего тела, поступившего в цилиндр двигателя через проходное сечение впускного клапана;

- выбирать фазы газораспределения целесообразно на режиме прокрутки двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала.

впуск ^Ф4 ф,град.пкв

рзсширешк шшншм кнышк шгм

ВМТ НМТ ВМТ НМТ ВМТ

ыПуск впуск

Ф,град.п

расшвреине мпшывп исышк вш

ВМТ НМТ ВМТ НМТ ВМТ

О 180 360 540 720

г\5 тт_ . т> ггъ

выпуск | впуск •

расширен« »итшшн мсыите сотк ВМТ НМТ ВМТ НМТ ВМТ

О 180 360 540 720

расширение вытыкиинж ккышк сипк ВМТ НМТ ВМТ НМТ ВМТ

ф,град.пкв

р|сши[ше вишкншк юшшне шгие ВМТ НМТ ВМТ НМТ вмт

ЗФ4 ф,град.пкв

ршифем* штпкимиж киышк пине ВМТ НМТ ВМТ НМТ ВМТ

О 180 360 540 720

Рис.2 Диаграммы изменения давлений в цилиндре (Р), во впускном (Рвп) и выпускном (Рвып) коллекторах по углу поворота коленвала (<р) на тактах выпуска и впуска двигателей КамАЗ-7405 при:

а) п=1000 мин"1 и Ре= 10,03-105 Па; г) п=2200 мин"1 и Ре=3,75 -105 Па;

б) п=1400 мин"1 и Ре=10,09Т05 Па; д) п=2200 мин"1 и Ре=8,39105 Па;

в) п=2200 мин"1 и Ре=9,46-105 Па; е) п=2200 мин"1 и Ре=9,35-105 Па; фь фг, фз, ф4 - фазы газораспределения.

Анализ типичных индикаторных диаграмм низких давлений в цилиндре при разных Ре и на различных частотах вращения коленчатого вала (рис.2) позволил сделать выводы:

при работе двигателя с любой нагрузкой при оборотах до 1200 мин"1 проходные сечения органов газораспределения обеспечивают своевременное по ходу поршня перетекание рабочего тела из цилиндра в выпускной коллектор и из впускного коллектора в цилиндр без затрат мощности;

при работе двигателя на частотах вращения коленвала 1200...2200 мин"1 с любой нагрузкой при перемещении поршня от НМТ до ВМТ в цилиндре накапливаются отработавшие газы, так как Р-РВып =ДР (требуются дополнительные затраты мощности на их выталкивание), при перемещении поршня от ВМТ до НМТ в цилиндре давление рабочего тела на поршень уменьшено, так как РВп Р=ДРВП (требуются дополнительные затраты мощности на их выравнивание). Узкое место в проходных сечениях клапанного газораспределения проявляется в районе ВМТ (перекрытие клапанов) на режиме холостого хода при номинальной частоте вращения коленвала и оценивается суммой перепадов давлений на выпуске ДР и на впуске ДРВ„, т.е.

1ДР = ДР + ДРВП; (2)

сочетание совместных действий скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя оказывают основное влияние на эффективность протекания газообмена рабочего тела в цилиндре в периоды принудительной очистки и наполнения. Наибольшее отрицательное влияние газообмена проявляется при работе двигателя на номинальном скоростном режиме без нагрузки.

Для улучшения процессов газообмена в цилиндрах и технико-экономических, экологических и эргономических показателей четырёхтактных ДВС необходимо снижать максимальную величину скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов, а при проектировании (модернизации) двигателей расчетами профилей кулачков распредвала и фаз газораспределения гарантировать «необходимые» проходные сечения клапанных щелей для заданных максимальных величин скорости.

В соответствии с проведенным анализом состояния вопроса и поставленной целью сформулированы следующие задачи исследования:

1) решить задачу расчета газообмена в цилиндре четырёхтактного двигателя;

2) разработать методику расчёта кулачков распредвала для заданной размерности проектируемого (модернизируемого) четырёхтактного ДВС, с учетом фаз газораспределения;

3) сформулировать критерии качества проектирования и долговечности работы ГРМ;

4) экспериментально проверить теоретические положения.

Во второй главе рассматривается совместная работа цилиндро-поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения в процессе последовательного формирования аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов в периоды принудительного выпуска и наполнения на угловом пути коленвала от 180 град, пкв до 540 град. пкв. При этом приняты допущения: не сжимаемость потока рабочего тела; постоянство заполнения объемов цилиндра и равномерность заполнения периметров клапанных щелей; неразрывность потока рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей и цилиндре при коэффициенте истечения ц = 1; каждый цикл не зависит от предшествующих, т.е. все циклы совершаются в одинаковых условиях.

Характерные участки профиля кулачка показаны на рис.3.

Максимальная скорость подъема толкателя определялась с учетом результирующей

кривой его ускорения.

[dhA

П ..

Jmax О <Р1 <р\

щ

. 1 < '57,3

0,5

М9[п]-

,2

dp2

1К\±Ра±Рг

I ЕкЕт

№ Аппах-^ = 0

Е „+Е

(3)

конкретных условий работы двигателя);

-- отрицательное ускорение толкателя на

где: Rr-радиус плоской тарелки толкателя; М-приведенная к клапану масса механизма; [п]=(1,2-1,4)пяои-допустимая частота вращения коленчатого вала (назначается исходя из

d;hT dtp2

вершине кулачка; hTm„, hm._0 - подъемы толкателя: соответственно на вершине кулачка и в

точке перемены знака ускорения; I-передаточное отношение коромысла клапана; К]-коэффициент запаса, равный 1,05-1,15; Pa-изменение силы клапанных пружин, вследствие вибрации витков; Рг-сила газов, действующая на клапан в момент открытия; Ек, Ет-модули упругости материалов сопряженных поверхностей соответственно кулачка и толкателя; е - смещение середины кулачка относительно оси толкателя; 0...ф2, Ф2...Ф5-продолжительности (в град, прв ) участков ускорений толкателя на половине профиля кулачка (соответственно отрицательных и положительных, включая сбег Ф4...Ф5); Г"(ф)-вторая производная (непрерывная) хода толкателя.

Величина хода толкателя определяется по выражению: <Pi

1 Иф , (4)

=hTn+

vo+ Jf"(4>)<*P 0

где вместо 0° (начало расчета профиля кулачка) можно подставить значение любого угла; Ьтои уо — соответствующие ему значения хода и скорости толкателя. Если точка начала расчета выбрана на вершине кулачка, то Ьто = ЬШ1Х, Уо=0. Кривая подъема толкателя должна проходить через точки, заданные условиями газообмена в цилиндре двигателя. При этом должно быть выдержан о условие непрерывности результирующей кривой ускорения толкателя в точках сопряжения участков, т.е. равенство ускорений на стыках участков. Тогда для результирующей кривой ускорения толкателя на половине профиля кулачка будет иметь место система уравнений:

f "(ф) = ч

^"(ф).фо ¿ф^ф, fn(tp).4>i ^ Ф S ф2

4(<Р).Ф2 ^Ф^Фз ^(ф),ф„ <ф£=ф5

(5)

Для смежных участков получены выражения, показывающие, как влияют параметры механизма газораспределения на результирующую кривую ускорения толкателя.

На участке выбора зазора законы скорости и хода толкателя определяются законом его ускорения

сйт

(1ф4

Ч>5

<?5 Ф5

= /МФ^Ф и ьтф4 = | {МфЭ'Мф-

(6)

Ч>4

Ф4Ф4

Максимальная величина Ьт(ф4) подсчитывается с учетом характеристик механизма

(111Т

газораспределения двигателя и условии эксплуатации,

<1ф4

назначается конструктором с

учетом применяемых материалов на фасках седла и клапана, условий эксплуатации двигателя и находится в пределах 0,008...0.035 мм/град.прв.

Величина объёма составной части АУ рабочего объема цилиндра определялась по

иО2

выражению:

АУ/

(ф]+2)"

-г | (8щф+-^—8ш2ф^ф 21,,

ф|

(7)

где £> - диаметр цилиндра; г - радиус кривошипа; ф - угол поворота кривошипа, принимает чётные значения в периоды принудительного выпуска и наполнения; 1ш - длина шатуна; ф = 0 в ВМТ.

Очистка и наполнение цилиндра рабочим телом в клапанных системах с конической уплотняющей фаской осуществляется через боковую поверхность усеченного конуса. Средняя величина проходного сечения клапанов при подъёме на величину Ь для каждого значения ДК(р+2) рабочего объёма цилиндра в районе перекрытия клапанов состоит

из суммы средних проходных сечений выпускного /^^^¡х и впускного клапанов.

= %+1)вх + г(Ф!+1)вп =0,5 ■ я • соэавх •

г.

+ 0,5-71-соза„

+ 0,5-я-со5а„. + 0,5 ■ Л • СОБСХ,,

• Г 0 ^

I ^ 1 вх 1твх Ф1пкв-Свх 2 ~ евх

\ _

собсс,,» • эта»

( г° ^ *

I ^ *вх 1твх Фткв свх 2 ~евх

к

(Ф1ПКВ + 2)-СВ

■ со5а„ -5та,

(фшкв + 2)~св

I ^ ХВП АТВП ( 0 > свп Фткв 2 V У евп ■С05авп.5т<хвп1- I ^ 4ВП 1ТВП (0 1 свп Фткв 2 евп + (8)

.1

^СВП-(Ф!пкв + 2)

созавп ^та.

I ■{

'ип 1ТП

^т-(Фткв+2)

где авх, авп - углы фасок выпускного и впускного клапанов; ¿гвх, йг,п - диаметры горловин выпускного и впускного клапанов; I вх, Ьп - передаточные отношения коромысел выпускного и впускного клапанов; евх, евп_ величины тепловых зазоров в выпускном и впускном клапанах;

с с ,„ - величины углов пкв, соответствующие расположению осей симметрии выпускного и впускного кулачков, при этом принималось, что на вершине кулачков ср(град. прв) = 0 .

С достаточной точностью в составных частях рабочего объёма цилиндра средние аналоги скорости +]) рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей могут быть

определены путем деления величин, составляющих объемов цилиндра ДУ^ +2)по УГЛУ пкв на соответствующие им средние площади проходных сечений клапанов ^ф.+ц :

V,

K(<Pi+l):

. АУ(Ф,+2) f(<Pi+l)

(9)

Данные расчетов подъёма толкателей (Ь„х, Ь™,) кулачками, хода клапанов Ьм«» и Ью-, ,„ и величин проходных сечений ^ф. +1) клапанов по углу пкв, включая перекрытие клапанов, для двигателя КамАЗ 740 приведены на рис. 4.

Удм31

I г>к,

мм

hr,hu1?\!\i

град, прв

НМТ ВМТ нмт 75 135 195 255 315 375 435 495 555 Ф.град.пкв угол поворота коленчатого вала ' выпуск ^, впуск

60 i g . д CZ

40 Р с ^ о «

о- 5

20 ё i « ев

„ Ö* В

0=5= 5 Я -20 g. S

О Ü««

-40 М

fe о-

■60 £ Ц

i-

J

Рис.4 Характеристики двигателя, механизма газораспределения и аналога скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов по углу поворота коленчатого вала.

Анализируя полученные зависимости, можно сделать следующие выводы: наибольшие расчётные величины аналогов скорости г'кщах в проходных сечениях выпускного и впускного клапанов наблюдаются в районе ВМТ (перекрытие клапанов), наименьшие, равные нулю, в НМТ;

рост максимальных величин аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов ограничивается: на выпуске - началом открытия впускного клапана, на впуске -закрытием выпускного клапана.

Так как сопротивления клапанных щелей впуска и выпуска в периоды очистки и наполнения цилиндра рабочим телом зависят от величин (аналогов) скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов, их сумма в районе ВМТ является одним из важнейших критериев совершенства проектирования ГРМ:

1>ктах=-квхтах+-квптах. (10)

Чем меньше эта сумма, тем меньше затраты мощности на насосные ходы.

В третьей главе приведена комплексная инженерная методика расчёта ГРМ реального двигателя, в том числе фаз газораспределения, обеспечивающая получение улучшенных показателей и повышение надежности работы ГРМ в эксплуатации. Методика состоит из следующих этапов.

1. По заданной (графически или аналитически) зависимости \)к= ¡;(ф) находится необходимая величина аналога скорости V к(ф +1) рабочего тела в середине углового пути каждой составной части ДУ(ф +2) рабочего объёма цилиндра.

2. В фазе принудительного выпуска рабочего тела из цилиндра и впуска рабочего тела в цилиндр для каждой составной части Д\^ф .^определяются необходимые величины

^н(ф +1) проходных сечений клапанных щелей по выражению

_ АУ(Ф,+2)

Чч>,+1)- т:-• (Ш

2ик(ф,+1)

где г - число одноимённых клапанов в цилиндре двигателя.

3. У клапана с конической уплотняющей фаской проходное сечение клапанной щели определяется по выражению:

^ф1+1) = л (с1гЬкСоза + Ьк28таСоз2а), (12)

где (1г — диаметр горловины клапана, мм.

4. Решением уравнения (12) относительно Ик находится формула для необходимого подъёма толкателя Ьтн(ф. . После добавления к нему расчётной максимальной величины участка

сбега (Ьтсб) для толкателя рассчитываются величины хода толкателя +1):

для впускного клапана:

Ьтр(Фг +1)а __

п* V2 ^

+Ьтсбвг

"трт ча=зср /

1 I

-1,1702-ёг±

V

для выпускного клапана: Ьтр(Ф1 +1)а=45о

п2 Ф.+2

1,3 694 с!2+ 0,676-г Г (Бтф+-81п2ф)<3ф

2Цс(Ч>1+1) р 21ш

(13)

-1,0014-(1Г±

П2 ф'+2 г 1,0028-+0,708---г Г (8пгр +-51п2ф)(1ф

^(ф^1) ф 21Ш

+ Ьтсбвх

(14)

/

5. Выбираются (с использованием экспериментальных результатов, полученных на двигателях КамАЗ -740 и КамАЗ - 7403) для каждого из пяти характерных участков результирующей непрерывной кривой ускорений на половине профиля кулачка следующие непрерывные законы:

I - участок (ф0 -ф,)- прямая линия Ш=К-Ф-с1; (15)

II - участок (ф, -ф2) - дуга квадратной параболы

(ф~ф1 I2

(Ф2-Ф1)2

III - участок (фг - ф,) - дуга квадратной параболы

.¡11(ф) = Х<Р1)-Хф1)'7-

. 1.5-[у(ф4)-Утах] 15-[у(ф4)-утах] (ф~фз)2 . Ф4-Ф2 Ф4~Ф2 (ф2-фз)2

IV - участок (ф3 -ф4) - дуга квадратной параболы

= '■5'И<Р4)-Утах] 1^[у(ф4)-ущах1 (ф~фз)2 . (18)

Ф4-Ф2 Ф4-Ф2 (ф4"фз)2'

V - участок (<?4 -ф5)- дуга степенной функции

МФ)= А-(ф-Ф4)2; (19)

Законы скорости и подъема толкателя на каждом участке находятся интегрированием соответствующих законов ускорения. Величина А и угол ф5 определяются из системы уравнений при ф = ф5:

2 (Ф5-Ф4)! МФ4)

Положение осей симметрии проходных сечений клапанов (толкателей) по углу пкв задаются углами осей кулачков на диаграмме фаз газораспределения относительно ВМТ (выпускные углом до ВМТ, а впускные углом после ВМТ). Критерием достаточной величины угла перекрытия фаз газораспределения является заданная максимальная величина аналога скорости и к рабочего тела в проходных сечениях клапанов в районе ВМТ на выпуске и впуске.

Аналогично рассчитываются параметры непрерывной кривой ускорения впускного кулачка. По разработанным алгоритмам создано программное обеспечение для ЭВМ.

Оценочные расчеты выполнялись для серийных распредвалов: 740.1006015 (ЯМЗ) и 740.1006015-10, спроектированных по традиционным методикам, и опытных: Э7404.1006015 (7406.1006015) и Э7405.1006015, спроектированных по предложенной методике в НТЦ КамАЗа для серийных и модернизированных двигателей КамАЗ (8:0=120:120).

Результаты расчетов позволяют построить зависимости углов фаз газораспределения от максимальной величины аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях выпускных и впускных клапанов (рис. 5). Сравнение расположения осей симметрии кулачков по предлагаемой методике с данными 36 современных зарубежных двигателей (приведено в диссертации) выявили их близкое совпадение.

Расчётные оценки двигателей КамАЗ (5:0=120:120), укомплектованных разными спроектированными распредвалами, по сумме скоростей рабочего тела (Еик мах) в проходных сечениях клапанов приведены в таблице.

Теоретический анализ показывает:

профили кулачков, фазы газораспределения и механизм газораспределения оказывают значительное влияние на величины значений мах и позволяют снизить их на 40 % и более;

Таблица

Расчетные характеристики распредвалов и оценки их для двигателей КамАЗ (5:Р=120х120)

№ Распредвала Выпуск Впуск »>, мах, мм Относительная оценка в%

Координаты осей, град.гпсв ^КМах, мм Координаты осей, град.пкв •Ок мах>

градлрв градлрв градлрв

740.1006015 (ЯМЗ) 242 44,6 468 35,5 80,1 100

740.1006015-10 242 43,31 468 30,49 73,8 92

Э7404.1006015 (7406.1006015) 247 39,87 463 23,58 63,5 79

Э7405.1006015 250 29,9 458 19,0 48,9 61

величины аналогов скорости и^мах и Т>КВПмш( рабочего тела в проходных сечениях клапанов целесообразно задавать графически или аналитически по углу прв (пкв) на стадии проектирования (модернизации) четырёхтактных двигателей с двумя клапанами в цилиндре. Для получения улучшенных технико-экономических и экологических показателей

необходимо, чтобы 1)квхмах^ 28 мм/град.прв, а иквпмах^ 20 мм/град.прв;

наилучшие показатели имел двигатель КамАЗ, укомплектованный опытным распредвалом Э7405.1006015, а наихудшие-двигатель, укомплектованный серийным распредвалом 740.1006015 (ЯМ3).

В четвёртой главе приведены результаты экспериментальных исследований- и эксплуатационных испытаний. Экспериментальные исследования проводились на моторном стенде испытательной станции НТЦ ОАО «КамАЗ». Приведена схема информационно-измерительной системы стенда, указаны средства измерений, точность и диапазон измерений. Описаны объекты испытаний и приведены полученные результаты.

Комплексные сравнительные испытания дизелей КамАЗ (с двумя клапанами в цилиндре), укомплектованных поочерёдно опытными распредвалами: Э7404-1006015 (740.21-1006015) и Э7405-1006015, спроектированными по предложенной методике, и серийными распредвалами (740-1006015-01, 740-1006015-04), спроектированными по традиционным методикам, показали, что дизели с опытными распредвалами имеют лучшие показатели (рис.6):

уменьшается удельный эффективный расход топлива на 3...11 г/кВт-ч; уменьшается дымность на 5...25% по Хартриджу; увеличивается расход воздуха через цилиндр на 2...5%; уменьшается температура газов перед турбиной на 10. ..50 °С; уменьшается токсичность (СО на2 г/кВт ч, СНна 1,5 г/кВт ч, N0*на 0,28... 1,26 г/кВт-ч); снижается уровень шума ГРМ на 2дБ при 1200мин' и на 4дБ при 3000 мин"1; обеспечиваются (вместе с другими мероприятиями) требования ТУ на двигатель и перспективные нормы токсичности выпускных газов: Евро2 и ЕвроЗ;

^ а/ сумма максимальных

_ —_ 50''

Оикг/ч

Не,кВт-ч 191,2

176.5 161,8 147,1 132,4

117.6 102,9

1000

1400

1800

Сь,кг/ч

1000 800 600 400 200

2200 п,мин"'

- распредвал ЕШО-1 (740.21-1006015), gNOx=7,12 г/кВт-ч, §НС=0,82 г/кВт ч, ёСО=2,67 г/кВт ч.

- распредвал Е1ЖО-2 (Э7405-1006015), gNOx=6,74 г/кВт ч, gHC=0,72 г/кВт ч, ВСО=1,83 г/кВт ч.

- распредвал 740-1006015-10.

величин аналогов скорости в проходных сечениях клапанов у двигателей КамАЗ с опытными распредвалами меньше на 16,6...24,9 мм/град.прв. В процессе эксплуатационных испытаний на дизелях КамАЗ: 740.11-240, 740.13-260, 740.30-260 экспериментальные распредвалы надежно отработали по 600000 км и обеспечили двигателям соответствие требованиям ТУ и перспективным нормам

токсичности отработавших газов Евро 2 и Евро 3.

Все результаты испытаний подтвердили правильность

теоретических положений.

Распредвал Э7404.1006015

изготавливается на заводе «Серп и Молот» (г. Саратов) и устанавливается на все двигатели ОАО «КамАЗ-Дизель» под № 740.21-1006015.

Рис. 6 Внешние скоростные характеристики двигателя КамАЗ-7406 с вариантами распределительных валов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель, связывающая наполнение и очистку цилиндра двигателя, и на её основе предложены уравнения баланса рабочего тела (по массе) для любого режима работы двигателя, позволяющие выбирать фазы газораспределения на режиме прокрутки двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала.

2. Впервые разработан и реализован алгоритм решения задачи газообмена в цилиндре четырехтактного ДВС, в основу которого положены размеры цилиндро-поршневой группы, размеры и характеристики механизмов: кривошигшо-шатунного и газораспределения, заданные максимальные величины аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей и проверенные в эксплуатации законы ускорений толкателей.

3. Впервые разработана расчетная комплексная инженерная методика проектирования распредвала, включающая:

методику формирования для заданного рабочего объема цилиндра реального двигателя необходимых проходных сечений клапанных щелей и величин подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв (два град, пкв), обеспечивающая эффективный газообмен в цилиндре двигателя;

методику определения необходимых максимальных величин участков сбега для законов движения клапанов (толкателей) с учётом действующих сил и характеристик их приводов;

методику формирования расчетных величин подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв, обеспечивающих неизменность в процессе работы необходимых величин подъемов клапанов (толкателей) в каждой точке угла пкв (прв);

методику определения для зависимостей расчетных величин подъемов клапанов (толкателей) по углу прв параметров непрерывной результирующей кривой ускорений с целью придания профилям кулачков и приводам клапанов долговечной работы на всех режимах эксплуатации двигателя;

методику расчета расположения осей кулачков относительно ВМТ, обеспечивающих согласование подъемов клапанов с ходом поршня и заданные максимальные величины аналогов скорости в проходных сечениях клапанных щелей;

методику расчета зависимостей углов фаз газораспределения от величины аналогов скорости рабочего тела (выбор величин углов фаз газораспределения);

методику определения величины силы от колебания витков клапанных пружин; методику определения величины и продолжительности действия газовой силы на выпускной и впускной клапаны при различных условиях работы двигателя, в том числе в режиме работы моторного тормоза;

методику профилирования кулачков распредвала, обеспечивающую долговечность работы привода газораспределительного механизма и двигателя в эксплуатации; методику исследования механизмов вращения клапанов.

4. Комплексные сравнительные испытания дизелей КамАЗ (с двумя клапанами в цилиндре), укомплектованные поочерёдно опытными распредвалами: Э7404-1006015 (740.21-1006015) и Э7405-1006015, спроектированными по предложенной методике, и серийными распредвалами (740-1006015-01, 740-1006015-04), спроектированными по традиционным методикам, показали, что дизели с опытными распредвалами имеют лучшие показатели, а именно:

уменьшается удельный эффективный расход топлива ве на 3...11 г/кВт ч; уменьшается дымностъ Кх на 5...25% по Хартрвджу; увеличивается расход воздуха вЬ через цилиндр на 2...5%; уменьшается температура газов Тб перед турбиной на10...50°С; уменьшается токсичность: СО на 2 г/кВт ч, СН на 1,5 г/ кВт ч, N0« на 0,28.. .1,26 г/кВтч;

снижается уровень шума ГРМ на 2 дБ при 1200 мин"1 и на 4 дБ при 3000 мин"1;

обеспечиваются (вместе с другими мероприятиями) требования ТУ на двигатель и перспективные нормы токсичности выпускных газов: Евро2 и ЕвроЗ;

сумма максимальных величин аналогов скорости ( £ 1)ктах) в проходных сечениях клапанов у двигателей КамАЗ с опытными распредвалами меньше, чем с серийными на 16,6.. .24,9 мм/град.прв.

5. Разработаны критерии оценки качества привода клапанов механизма газораспределения. Выработаны практические рекомендации касающиеся:

величины ускорений привода клапанов в зависимости от частоты собственных колебаний и предельно допустимой частоты вращения коленчатого вала;

сопряжения пары кулачок-толкатель для заданных конструкционных материалов Сталь 45 (закаленная ТВЧ) на кулачке и специальный чугун (наплавленный и закаленный) на тарелке толкателя;

расчета сил от колебания витков клапанных пружин;

учета величины и продолжительности действия газовой силы на выпускной и впускной клапаны при различных условиях работы, в том числе в режиме работы моторного тормоза ;

значения суммы максимальных величин аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов (она не должна превышать 30 мм/град, прв на выпуске и 20 мм/град, прв на впуске);

режима работы двигателя для выбора фаз газораспределения.

6. Выявлено, что двигатели разной форсировки одной размерности (S : D) могут комплектоваться одинаковыми распредвалами, а двигатели одинаковой форсировки различной размерности должны комплектоваться различными распредвалами (специально для них разработанными).

7. Серийное производство опытного распредвала Э7404 - 1006015 освоено на заводе «Серп и молот» (г. Саратов) в 1996г. под № 740.21 - 1006015. Распредвал применяется на всех двигателях, выпускаемых заводом ОАО «КАМАЗ - ДИЗЕЛЬ». Наработки в эксплуатации достигли по 600000 км пробега.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: 1. Макаревич, П.С. Исследование работы механизма газораспределения двигателя «Урал 376» /П.С. Макаревич, А.Г. Пушкин //Автомобильная промышленность. - 1969. - № 6. - С.2.

2. Макаревич, П.С. Исследование влияния давления газов в цилиндре двигателя «Урал 640» на работу привода выхлопного клапана / П.С. Макаревич. // Совершенствование конструкций тракторов, автомобилей и двигателей: труды, выпуск 54. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1972. - С. 205-211.

3. Макаревич, П.С. Исследование механизмов вращения клапанов /П.С. Макаревич, // Автомобильная промышленность. - 1975. - № 6. - С. 4-5.

4. Макаревич, П.С. Влияние геометрии кулачка на работоспособность пары «кулачок-толкатель»/П.С. Макаревич // Автомобильная промышленность. - 1977. -№ 9.- С. 10... 13.

5. Макаревич, П.С. Влияние материалов пары «кулачок-толкатель» на закон ускорения толкателя / П.С. Макаревич //Автомобильная промышленность. - 1982. - № 2. - С. 10-11.

6. Повышение работоспособности механизма газораспределения двигателей КамАЗ. / П.С. Макаревич [и др.] // Сб. науч. тр. / «Перспективы развития автомобилей и двигателей в Республике Татарстан»: труды юбилейной научно-практической конференции. Набережные Челны: Изд-во ОАО «КАМАЗ», 1999. - С. 132-141.

7. Макаревич, П.С. Совершенствование газообмена в цилиндре четырехтактного дизеля / П.С. Макаревич, В.М Старцев., А.А Макушин. // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств: материалы III Международной научно-технической конференции. 4.1. - Пенза: ПГУАС, 2004.- С.162-175.

8. Макаревич, П.С. Влияние конструкции распредвалов на показатели дизелей КАМАЗ / П.С. Макаревич, A.A. Макушин // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных

средств: материалы III Международной научно -технической конференции 4.2. - Пенза: ПГУАС, 2004. - С. 138-143.

9. Макаревич, П.С. Совершенствование газообмена в цилиндре четырехтактного дизеля / П.С. Макаревич, В.М. Старцев, A.A. Макушин // Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов. Материалы IX Международной научно-технической конференции. - Пенза, 2004. - С. 128 - 145.

10. Макаревич, П.С. Влияние газораспределения на газообмен в цилиндре и показатели четырехтактного дизеля / П.С. Макаревич, A.A. Макушин // Современные тенденции развития автомобилестроения в России: Сб. тр. Всерос. науч.-техн. конференции с международным участием / ТГУ - Тольятти, 2004, - Т. 1. - С. 190 - 201.

11. Макаревич П.С. Конструкция распределительного вала и показатели дизелей КамАЗ / П.С. Макаревич, A.A. Макушин. // Автомобильная промышленность. -2005. - № 5.

-С. 10-11.

12. Макаревич, П.С. Влияние газораспределения на показатели четырехтактных двигателей внутреннего сгорания / П.С. Макаревич // Силовым агрегатам КамАЗ-высокую надежность: сборник статей: изд-во КачПИ, 2005. - С. 18-26.

13. Макаревич, П.С. Фазы газораспределения четырехтактных ДВС-функции аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов / П.С. Макаревич // Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения: Труды Международной научно-технической конференции / ЮУрГУ-Челябинск, 2006,-С. 164-169.

Авторские свидетельства и патенты:

1. А. с. 853126, M.toi.3 F OIL 1/14. Толкатель клапана/ П.С. Макаревич и др. (РФ). -№ 2790699/25-06; заявл. 29.06.79; опубл. 07.08.81, Бюл. №29.

2. A.c. 1067074, кл. С 22 С, 37/08. Чугун/П.С. Макаревич и др. (РФ).-3481767/22-02; заявл. 17.08.82; опубл. 15.01.84, Бюл. №2.

3. А. с. 1697456, МКИ5 С 23 С 22/00, 8/18. Способ оксидирования изделий / П.С. Макаревич и др. (РФ).- №4828855/02; заявл. 09.04.90; опубл. 08. 08.1991.

4. Пат. 2164307 С2 Российская Федерация, ПМК7 F 02 F 11/00. Двигатель внутреннего сгорания/ Макаревич П.С. и др.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «КАМАЗ». - №99110280/06; заявл. 07.05.1999; опубл. 20.03.2001 Бюл. №8.

5. Пат. 2225955 С2 Российская Федерация, ПМК7 F16F15/173. Гаситель крутильных колебаний жидкостного трения/ Макаревич П.С. и др.; заявитель и патентообладатель Отрытое акционерное общество «КАМАЗ» - № 99110256/11; заявл. 05.11.1990; опубл. 20.03.2004.

ЛР1М 020342 от 7.02.97 г. ЛР№ 0137 от 2.10.98 г. Подписано в печать 6.09.06 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая Уч.-изд.л. 1,5 Усл.-печ.л. 1,5 Тираж 100 экз.

Заказ 800 Издательско-полиграфический центр Камской государственной инженерно-экономической академии

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 68/19 тел./факс (8552) 39-66-27 e-mail: ¡c@kampi.ru

Основные условные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Проблемы проектирования газораспределительного механизма четырёхтактных ДВС.

1.1 Фазы газораспределения и время-сечение клапанов.

1.2 Процессы и периоды газообмена четырёхтактных ДВС.

1.3 Исследования «ЯМЗ», ф. «АУЬ» и ОАО «КАМАЗ».

1.4 Традиционные способы профилирования кулачков ДВС.

1.5 Постановка задач на выполнение работы.

Глава 2 Решение задачи газообмена и выбор величин углов фаз газораспределения в четырёхтактных двигателях.

2.1 Принятые допущения.

2.2 Соответствие кривой ускорения требованиям конструкции механизма газораспределения.

2.3 Рабочий объём цилиндра и его составные части.

2.4 Проходные сечения клапанов.

2.5 Аналоги скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов.

Глава 3. Разработка комплексной инженерной методики расчета кулачков распредвала для заданной размерности двигателя с учетом выбора фаз газораспределения.

3.1. Методика формирования необходимых двигателю подъемов клапанов (толкателей) для каждой составной части цилиндра.

3.2. Методика определения участков сбега.

3.3. Методика формирования расчетных подъемов толкателей кулачками распредвала для каждой составной части цилиндра.

3.4. Разработка профилей кулачков распредвала, обеспечивающих эффективную смену рабочего тела в цилиндрах двигателя и надежную работу механизма газораспределения.

3.5. Расчётный выбор и назначение углов фаз газораспределения в зависимости от аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов.

3.6. Критерии качества проектирования и надёжности работы ГРМ.

Глава 4. Экспериментальная проверка теоретических разработок.

4.1. Испытательная станция и ее оборудование.

4.2. Схема информационно-измерительной системы стенда.

4.3. Результаты испытаний.

Актуальность темы. Сегодня энергетика автотракторного парка базируется на поршневом двигателе внутреннего сгорания. Неизменно важными являются задачи повышения их мощностных, экономических, экологических показателей и долговечности. Решение этих задач связано с совершенствованием системы газораспределения, одной из самых нагруженных в ДВС. На ее долю приходится значительная доля отказов двигателя.

Наибольшее распространение в ДВС получили клапанные системы газораспределительных механизмов. В подавляющем большинстве современных ДВС применяют механические приводы впускных и выпускных клапанов, вследствие чего процессами газообмена в цилиндрах управляют кулачки распределительных валов. Разработка эффективной и долговечной системы ГРМ ДВС невозможна без установления взаимосвязи её характеристик с размерами цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, с процессами в цилиндрах, газо-воздушных трактах и условиями эксплуатации.

Газообмену посвящены труды P.C. Березина, В.М. Бунова, М.М. Вихерта, В.Р. Гальговского, Ю.А. Гришина, Б.Х. Драганова, Б.П. Рудоя, В.Г. Дьяченко, Ю.Н. Исакова, A.C. Орлина, A.A. Меднова, О.Г. Красовского, М.Г. Круглова, Д.А. Мунштукова и др. Над решением задачи долговечности ГРМ работали Ю.Е. Абраменко, И.Б. Гурвич, B.C. Бениович, A.B. Васильев, Е.А. Григорьев, М.А. Григорьев, Р.П. Доброгаев, Я.И. Драбкин, А.Е. Кобринский, JI.B. Корчемный , Н.И. Левитский, В.И. Мороз, А.И. Петрусевич, К. Akiba, G. Deschler, D. Dowson, W.M. Dudley, A. Dyson, W. Furhman, J. Holland, и др.

Несмотря на наличие значительного количества исследовательских работ, посвященных газообмену в рабочем объёме цилиндра ДВС и долговечности ГРМ, и их несомненную значимость, они не удовлетворяют в полной мере запросам практики, так как не позволяют, в условиях все более жестких требований к технико-экономическим и экологическим показателям, обеспечить (вместе с другими [61,79,80,82] мероприятиями) соответствие двигателей требованиям ТУ, перспективным нормам токсичности отработавших газов [80] и требуемую долговечность работы ГРМ в эксплуатации [39,40,42,44,47,48,49,51,54,55,58,60]. Выбор закона движения клапана (толкателя) наименее строго обоснован. Попытки получить этот закон решением различных задач оптимизации не дали желаемого результата [41]. Анализ традиционных методик профилирования кулачков показал:

- для расчета задаются только законами хода клапана или хода толкателя [39,40,41];

- не учитываются влияния: конструкции [38,42,49,54,60], материалов [45,46,60] и условий смазки в напряженных точках контакта пары «кулачок-толкатель» [41,47,20], изменения сил клапанных пружин от колебания витков [49], газовых нагрузок [44] на тарелки выпускного и впускного клапанов, превышение номинальной частоты вращения коленчатого вала в эксплуатации [46], а также параметры механизма газораспределения [48,49];

- не известны законы изменения ускорения на характерных участках профиля кулачка;

- профили кулачков распредвала рассчитывают без привязки к параметрам конкретного двигателя [51,52,53].

Для экономичной работы ДВС сопротивление переменных проходных сечений клапанных щелей по углу пкв прохождению рабочего тела должно быть минимальным. Наиболее эффективно это условие может выполняться только при наименьших скоростях и рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей. Для этого необходимо определить величины составных частей АУ рабочего объёма цилиндра и проходных сечений клапанных щелей с учетом перекрытия клапанов для каждого угла прв. При этом величину скорости Х)к, которая образуется конструкцией за один град, поворота распредвала (мм/град прв), принято называть аналогом скорости [39,40,41]. Дополнительные проходные сечения клапанных щелей (при перекрытии клапанов) ограничивают рост величины скорости DK рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей на выпуске и впуске и обеспечивают внутреннюю рециркуляцию отработавших газов [77,82].

При увеличении перекрытия клапанов (за счёт фаз газораспределения) внутренняя рециркуляция может заменить внешнюю и повторное открытие выпускного клапана на такте впуска. Кроме того, требуется меньше отработавших газов при подводе их в цилиндр под давлением через впускной клапан на такте выпуска. При этом удельный расход топлива можно уменьшить на 4.6%, а эмиссию NOx на 25.40% [59,62,75,66,63,76] без применения дополнительных реагентов и оборудования. Проведенный анализ развития двигателей показывает, что фирмы «Скания» и «Ман» на своих новых двигателях значительно расширили угловой путь перекрытия клапанов.

Таким образом, применение традиционных методик расчетов ГРМ не гарантирует получение от реальных ДВС перспективных технико-экономических и экологических показателей и долговечной работы двигателей в эксплуатации и требует проведения сложных, трудоемких и длительных доводочных работ.

Цель работы

Повышение технического уровня четырёхтактных дизелей снижением скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов.

Объектом исследования являются четырехтактные ДВС.

Предметом исследования являются процессы принудительной очистки цилиндра от рабочего тела и наполнение цилиндра рабочим телом, влияние на них конструктивных параметров цилиндро-поршневой группы, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, законов движения клапанов и режимов эксплуатации дизеля.

Научная новизна работы: 1. Разработана математическая модель газообмена в цилиндре четырёхтактного двигателя, связывающая процессы очистки и наполнения цилиндра двигателя и на её основе выведены уравнения баланса рабочего тела (по массе) для любого

12 режима работы двигателя, что позволило выбирать фазы газораспределения на режиме прокрутки двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала.

2. Разработан и предложен алгоритм решения задачи газообмена в рабочем объёме цилиндра четырёхтактного дизеля, учитывающий геометрические размеры дилиндро-поршневой группы, размеры и характеристики кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и заданные максимальные величины аналогов скорости рабочего тела по углу прв (пкв) в проходных сечениях клапанных щелей.

3. Предложены и проверены критерии качества проектирования и долговечной работы газораспределительного механизма, позволяющие на стадии проектирования (модернизации) четырехтактного двигателя конструировать приводы клапанов газораспределительного механизма, обеспечивающие без значительных доводочных работ улучшенные технико-экономические и экологические показатели.

Объективность и достоверность полученных результатов Объективность и достоверность полученных результатов подтверждается: использованием фундаментальных уравнений механики, гидродинамики; обоснованностью допущений, принятых при разработке расчетных методик; строгостью применяемого в работе математического аппарата; сопоставлением расчетных данных с экспериментальными результатами; изучением быстро протекающих процессов современными средствами измерений и испытательным оборудованием; сопоставлением теоретических данных с экспериментальными и расчетными результатами других исследователей; повторяемостью полученных результатов при многочисленных стендовых испытаниях двигателя с применением высокоточной аппаратуры, отвечающей всем требованиям современного теплофизического эксперимента; результатами независимой экспертизы, проводимой при сертификации двигателей и автомобилей на Автополигоне научно-исследовательского центра по испытаниям и доводке автомототехники (НИЦИАМТ).

Практическая значимость

Разработана комплексная инженерная методика проектирования ГРМ, включающая:

- методику формирования для заданного рабочего объема цилиндра двигателя необходимых проходных сечений клапанных щелей и величин подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв, обеспечивающих эффективный газообмен в цилиндре двигателя;

- методику определения необходимых максимальных величин участков сбега для профилей кулачков с учётом действующих сил и характеристик их приводов;

- методику формирования расчетных величин подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв, обеспечивающих неизменность в процессе работы необходимых величин подъемов клапанов (толкателей);

- методику определения параметров непрерывной результирующей кривой ускорений (из пяти участков) для половины зависимости расчетных подъёмов клапанов (толкателей) по углу прв с целью придания приводам клапанов и профилям кулачков надежной работы на всех режимах эксплуатации двигателя;

- методику расчета расположения осей кулачков относительно верхней мертвой точки (ВМТ), обеспечивающих согласование подъемов клапанов с ходом поршня и заданные максимальные величины аналогов скорости в проходных сечениях клапанных щелей;

- методику расчета зависимостей фаз газораспределения от величины аналогов скорости рабочего тела (выбор величин углов фаз газораспределения);

- методику определения величины сил в ГРМ от колебания витков клапанных пружин;

- методику определения величины и продолжительности действия газовой силы на тарелки выпускного и впускного клапанов при различных условиях работы двигателя, в том числе в режиме работы моторного тормоза;

- методику профилирования кулачков распредвала, обеспечивающую долговечность работы привода газораспределительного механизма и двигателя в эксплуатации;

- методику исследования механизмов вращения клапанов.

Реализация результатов работы

1. По предложенной методике рассчитаны законы движения клапанов ДВС с учетом заданных максимальных величин аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей и проверены в эксплуатации на двигателях КамАЗ 740.11-240, КамАЗ 740.13-260, КамАЗ 740.30-260.

2. Комплексные сравнительные испытания дизелей КамАЗ (два клапана в цилиндре), укомплектованных опытными распредвалами: Э7404-1006015 (740.21-1006015) и Э7405-1006015, спроектированными по предложенной методике, и серийными распредвалами (740-1006015-01, 740-1006015-04), спроектированными по традиционной методике, показали, что дизели с опытными распредвалами имеют лучшие показатели, а именно:

- уменьшается удельный эффективный расход топлива ве на 3. 11 г/(кВт-ч);

- уменьшается дымность Кх на 5.25% по Хартриджу;

- увеличивается расход воздуха вЬ через цилиндр на 2.5%;

- уменьшается температура газов Тэ перед турбиной на 10.40 °С;

- уменьшается токсичность: СО на 2 г/(кВт ч), СН на 1,5 г/ (кВт-ч), ЫОх на 0,28. 1,26 г/(кВт-ч);

- снижается уровень шума ГРМ на 2 дБ при 1200 мин'1 и на 4 дБ при 3000 мин"1;

- обеспечиваются (вместе с другими мероприятиями) требования ТУ на двигатель и перспективные нормы токсичности выпускных газов: Евро1, Евро2 и ЕвроЗ;

- наилучшие показатели имеет двигатель с распредвалом Э7405-1006015;.

- сумма максимальных величин аналогов скорости (11)к шах) в проходных сечениях клапанов у двигателей КамАЗ с опытными распредвалами меньше, чем у двигателей с серийными - на 16,6.24,9 мм/град.прв.

3. Комплексная инженерная методика формирования расчетных законов движения клапанов (толкателей) с выбором фаз газораспределения экспериментально подтверждена и реализована в конструкциях двигателей КамАЗ. Распредвал 740.21-1006015 изготавливается на заводе «Серп и молот» (г. Саратов) и устанавливается на все двигатели ОАО «КамАЗ», что позволило обеспечить в эксплуатации наработку каждому двигателю в объеме по 600 000 км пробега и соответствие двигателей нормам Евро1, Евро2 и ЕвроЗ.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на всесоюзных и международных конференциях: «Совершенствование конструкций тракторов, автомобилей и двигателей» (Челябинск, 1972г.); «Перспективы развития автомобилей и двигателей в Республике Татарстан» (Набережные Челны, 1999г.); «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2004г.); «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов» (Пенза , 2004г.); «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2004г.); «Силовым агрегатам КамАЗ-высокую надежность» (Набережные Челны, 2005г.); «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» (Челябинск, 2006г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе получены два патента и три авторских свидетельства (внедрены: два патента и два авторских свидетельства).

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, содержит 137 страниц текста, 10 таблиц, 26 рисунков, список литературы из 95 наименований и 32 приложений, в том числе «Акты внедрения».

Основные выводы

1. Разработана математическая модель сохранения массы рабочего тела в цилиндре четырёхтактного двигателя, связывающая наполнение и очистку цилиндра двигателя и на её основе выведены уравнения баланса рабочего тела (по массе) для любого режима работы двигателя, позволяющие выбирать фазы газораспределения на режиме прокрутки двигателя при номинальной частоте вращения коленчатого вала.

2. Впервые предложен, применен и опробован последовательно-действующий, в периоды принудительной очистки и наполнения цилиндра механизм и разработан алгоритм расчётов единой комплексной методики необходимых и расчётных законов движения клапанов (толкателей) по углу пкв с учётом перекрытия клапанов, надлежащего согласования их подъёмов с ходом поршня в каждой точке углового пути коленвала и необходимого расположения осей симметрии кулачков относительно ВМТ (фаз газораспределения), при которых ГРМ удовлетворяет всем задачам, стоящим перед ним.

3. Впервые разработан и предложен алгоритм решения задачи газообмена в цилиндре четырехтактного ДВС, в основу которого положены размеры цилиндро-поршневой группы, размеры и характеристики механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределения, максимальные величины аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей и проверенные в эксплуатации результирующие непрерывные законы ускорений толкателей состоящие из пяти участков на половине профиля кулачка (скорости и подъемы толкателя на каждом участке получали интегрированием соответствующих законов ускорений).

4. Впервые разработана расчетная комплексная методика проектирования и оценки распредвала включающая:

- методику формирования необходимых для рабочего объема цилиндра проходных сечений и подъемов клапанов (толкателей) для каждого угла прв, обеспечивающих эффективный газообмен в цилиндрах двигателя;

- методику формирования расчетных подъемов клапанов (толкателей) по углу прв, обеспечивающих неизменность в процессе работы двигателя необходимых величин подъемов клапанов в каждой точке угла прв;

- методику расчетных законов движения клапанов (толкателей) по углу пкв (прв), обеспечивающих эффективный газообмен в цилиндре и надежность работы ГРМ в эксплуатации;

- методику расчетного расположения осей кулачков относительно ВМТ;

- методику расчетного определения зависимости величины каждого угла фаз газораспределения от максимальных величин аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей;

- методику определения величины силы от колебания витков клапанных пружин [41,49];

- методику определения величины и продолжительности действия газовой силы на выпускной и впускной клапаны при различных условиях работы двигателя в том числе в режиме работы горного тормоза [44,48]; методику профилирования кулачков распредвала, обеспечивающую надежность работы привода газораспределительного механизма и двигателя в эксплуатации [47,48]

5. Сравнительные испытания двигателей КамАЗ с серийными и опытными распредвалами подтвердили эффективность опытных распредвалов (Э7404-1006015 и Э7405-1006015) по улучшению показателей:

- удельному эффективному расходу топлива на 3. Л1 г/(кВтч).,

- дымности на 5.25% по Хартриджу,

- токсичности: СО на 2г/(кВт ч),СН на 1,5 г/(кВт ч),ЫОх на 0,28.Л,26 г/(кВтч),

- уровню шума ГРМ на 2дб при 1200 мин"1 и на 4дб при 3000 мин'1,

- расходу воздуха через цилиндр на 2.5%,

- температуре перед турбиной на 10. .50 °С,

- обеспечению гарантии модернизированным дизелям КамАЗ совместно с другими мероприятиями уровней ЕВР01, ЕВР02 и ЕВРОЗ.

Наибольшее улучшение показателей достигается у двигателей с турбонаддувом и промежуточным охлаждением, наименьшее - у двигателей без наддува.

6. Серийное производство опытного распредвала Э7404 - 1006015 освоено на заводе «Серп и молот» (г. Саратов) в 1996г. под № 740.21 - 1006015, который применяется на всех двигателях, выпускаемых заводом ОАО «КАМАЗ

- ДИЗЕЛЬ». Наработки в эксплуатации достигли пробега в объёме 600000 км.

7. Экспериментально выявлено, что двигатели разной форсировки одной размерности (Б : О) могут комплектоваться одинаковыми распредвалами, а двигатели одинаковой форсировки различной размерности должны комплектоваться различными распредвалами (специально для них разработанными).

8. Экспериментально подтверждено, что перекрытие клапанов необходимо для:

- снижения максимальных величин аналогов скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанных щелей, улучшающих показатели двигателя и снижающие шум;

- организации внутренней рециркуляции отработавших газов, снижающей их токсичность.

9. Разработаны критерии качества проектирования привода клапанов механизма газораспределения, обеспечивающие эффективный газообмен в цилиндре четырехтактного двигателя и надежность работы в эксплуатации.

1. Абраменко, Ю.Е. Исследование условий работы пары трения кулачок распределительного вала толкатель клапана форсированных ДВС / Ю.Е. Абраменко //Двигателестроение. - 1980. - №10. - С. 30 - 33.

2. Альтшуль, А.Д. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости) : учебное пособие для вузов / А.Д. Альтшуль, П.Т. Кисель. М. : Стройиздат, 1975. - 328 с.

3. Анохин, В.И. Советские автомобили : Справочник. М. : Машгиз, 1954.-728 с.

4. Автомобильные двигатели / В.М. Архангельский и др.. Под редакцией М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977. - 591с.

5. Бекман, В.В. Гоночные мотоциклы / В.В. Бекман. J1.: Машиностроение, 1983.-271 с.

6. О влиянии профиля кулачков и жесткости клапанного привода на динамику клапана быстроходного тракторного дизеля / B.C. Бениович и др.. // Тракторы и сельхозмашины. 1979. - № 8. - С 10-12.

7. Бениович, B.C. О профилировании кулачков газораспределения для упругого привода клапана / B.C. Бениович // Труды МАДИ, 1960. Вып. 25. - С. 237.262.

8. Белолипецкая, JI. И. Оптимальное проектирование кулачковых механизмов автомобильных двигателей / J1. И. Белолипецкая, J1. В. Корчемный

9. В кн.: Теория механизмов и машин. Харьков: ХГУ, 1972. Вып. 12. - С. 28.41.

10. Дизели: Справочник / Б.П. Байкалов и др.; под общ. ред. В.А. Ваншейдта. -М.: Машиностроение, 1964. 600 с.

11. Вихерт, М.М. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей / М.М. Вихерт, Ю.Г. Грудский. М.: Машиностроение, 1982. - 152с.

12. А. С. 1740711 AI, МПК5 F 01 L1/08. Кулачок привода клапана / Е.А. Григорьев, A.B. Васильев (РФ); -№ 4795185/06; заявл. 23.02. 90; опубл. 15.06.90, Бюл. №22. 5с.: ил.

13. Пат. 2001291 С1 Российская Федерация, МПК5 F 01 L 1/08, Кулачок привода клапана / Григорьев Е.А., Васильев A.B.; заявитель и патентообладатель Волгоградский политехнический институт. № 5012452/06; заявл.02.07.91; опубл. 15.10.93, Бюл. № 37. - 4с.: ил.

14. Пат. 2070971 С1 Российская Федерация, ПМК6 F 01 L 1 / 08. Кулачок привода клапана / Григорьев Е.А., Васильев A.B.; заявитель и патентообладатель

15. Волгоградский государственный технический университет. -№ 94025935/06; заявл.12.07.94; опубл. 27.12.96, Бюл. №36.-5с.: ил.

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

17. Васильев, A.B. Формирование характеристик газораспределения ДВС / A.B. Васильев., Е.А. Григорьев // Двигателестроение. 2002. - № 1. - С. 23 - 25.

18. Васильев, A.B. Исследование динамики механизма газораспределения ДВС с гидрокомпенсатором /А.В.Васильев // Машиностроение. 1998.- № 1-9.-С.86-93.

19. Васильев, A.B. Обобщенный численный метод профилирования кулачков / A.B. Васильев, Е.А. Григорьев // Тракторы и сельхозмашины.- 1999.-№2.-С.15-18.

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

21. Васильев, A.B. Повышение эффективности и надежности механизма газораспределения двигателя / A.B. Васильев // Труды международной научно-практической конференции по силовым агрегатам. КамАЗ, 22-25 октября 2003 г., Набережные Челны, 2004. С. 18 - 26.

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

23. Тракторные дизели: Справочник / Б.А. Взоров, A.B. Адамович, А.Г. Арабян и др.; под общей редакцией Б.А. Взорова .- М.: Машиностроение, 1981.536 с.: ил.

24. Вибе, И. И. Теория двигателей внутреннего сгорания : конспект лекций.- Челябинск.: ЧПИ, 1974. 251с.

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

26. ГОСТ 14846 81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. - Введ. 01.01.1982. - М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. 1981. - 56 с. -(Государственный стандарт Российской Федерации ).

27. ГОСТ 17.2.2.01 84. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. - Введ. 01.07.1985. - М. : Государственный комитет СССР по стандартам. 1984. -12 с.

28. Государственный стандарт Российской Федерации ).

29. ГОСТ 305 82. Топливо дизельное. - Введ. 01.01.1983. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам. 1982. -6с.-(Межгосударственный стандарт Российской Федерации).

30. Государственный стандарт Российской Федерации ).

31. Денк О. Современные сведения об износе кулачков и толкателей двигателей внутреннего сгорания: перевод / Всесоюзный центр переводов. -М., 1982. 9 с. - № Д-33638.

32. Драганов, Б.Х. Конструирование впускных и выпускных каналов двигателей внутреннего сгорания / Б.Х. Драганов,, М.Г. Круглов, B.C. Обухова К.: Вища шк. Головное изд - во, 1987. - 175 с.

33. Железко, Б.Е. Основы теории и динамики автомобильных и тракторных двигателей / Б.Е. Железко Минск : Высшая шк., 1980. - 304 с.

34. Звонов, В.А. Проблемы оценки дизеля как источника загрязнения окружающей среды дисперсным материалом / В.А. Звонов, Е.А. Симонова // Автостроение за рубежом. 2002. - № 2. - С. 4 - 8.

35. Ионушас, P.A. К вопросу износа профиля кулачка / P.A. Ионушас // Труды академии наук Литовской ССР Серия Б, 1. 1958. - С.91 - 99.

36. Корчемный, J1.B. Механизм газораспределения двигателя / J1.B. Корчемный. М.: Машиностроение, 1964. - 212 с.

37. Корчемный, JI.B. Динамика газораспределительного механизма двигателя и профилирование кулачков быстроходных двигателей / J1.B. Корчемный. М.: Машиностроение, 1960. - 100 с.

38. Корчемный, J1.B. Механизм газораспределения автомобильного двигателя / JT.B. Корчемный. М.: Машиностроение, 1981. - 192 с.

39. Костецкий, Б.И. Износостойкость деталей машин / Б.И. Костецкий. М.: Машгиз. - 1950.-270 с.

40. Автомобильные и тракторные двигатели / И.М. Ленин и др.; под общей редакцией И.М. Ленина. М.: Высшая школа, 1969. - 656 с.

41. Макаревич, П.С. Влияние материалов пары «кулачок-толкатель» на закон ускорения толкателя / П.С. Макаревич //Автомобильная промышленность. -1982.-№2.-С. 10-11.

42. Макаревич, П.С. Влияние геометрии кулачка на работоспособность парыкулачок-толкатель» на закон ускорения толкателя / П.С. Макаревич // Автомобильная промышленность. 1977. - № 9. - С. 10. 13.

43. Макаревич, П.С. Исследование работы механизма газораспределения двигателя «Урал 376» /П.С. Макаревич, А.Г. Пушкин //Автомобильная промышленность. 1969. - № 6. - С.2.

44. Макаревич, П.С. Влияние газораспределения на газообмен в цилиндре и показатели четырехтактного дизеля / П.С. Макаревич, A.A. Макушин //

45. Современные тенденции развития автомобилестроения в России: Сб. тр. Всерос. науч.-техн. конференции с международным участием / ТГУ Тольятти, 2004, -Т.1.-С. 190-201.

46. Макаревич, П.С. Исследование механизмов вращения клапанов / Макаревич, П.С. // Автомобильная промышленность. 1975. - № 6. - С. 4-5.

47. А. с. 1697456, МКИ5 С 23 С 22/00, 8/18. Способ оксидирования изделий / П.С. Макаревич и др.(РФ).- №4828855/02; заявл. 09.04.90; опубл. 08. 08.1991.

48. Макаревич, П.С. Влияние газораспределения на показатели четырехтактных двигателей внутреннего сгорания / П.С. Макаревич // Силовым агрегатам КамАЗ-высокую надежность: сборник статей: изд-во КамПИ, 2005. -С. 18-26.

49. Макаревич П.С. Конструкция распределительного вала и показатели дизелей КамАЗ / П.С. Макаревич, A.A. Макушин. // Автомобильная промышленность. -2005. № 5.-С. 10 - 11.

50. А. с. 853126, M.Kri.3F OIL 1/14. Толкатель клапана/П.С. Макаревич и др. (РФ). -№ 2790699/25-06; заявл.29.06.79; опубл. 07.08.81, Бюл. №29. -Зс.: ил.

51. A.C. 1067074, кл. С22С, 37/08. Чугун/П.С. Макаревич и др. (РФ).-3481767/22-02; заявл. 17.08.82; опубл. 15.01.84, Бюл. №2.

52. Пат. 2164307 С2 Российская Федерация, ПМК7 F 02 F 11/00. Двигатель внутреннего сгорания / Макаревич П.С. и др.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «КАМАЗ». №99110280/06; заявл. 07.05.1999; опубл. 20.03.2001 Бюл. №8.

53. Обозов, A.A. «Интеллектуальный двигатель» производства ОАО «Брянский машиностроительный завод» взгляд в будущее / A.A. Обозов // Двигателестроение. - 2003. №4. С. 31- 34.

54. Новиков, JI. А. Современные и перспективные технологии для организации малотоксичной работы двигателей /Л.А. Новиков // Двигателестроение.-2005. №6. С.8-15.

55. Двигатели внутреннего сгорания: Конструкция и расчет / Орлин, A.C.и др.. Под общей редакцией А. С. Орлина. М. : Машиностроение, 1962. - С. 380 с.

56. Пеленков, А.И. К расчету механизма газораспределения без теплового зазора/ А.И. Пеленков, A.A. Апанович // Двигателестроение. 1992. -№ 1-3.-С. 17-19.

57. Пинский, Ф.И. Дизели с микропроцессорным управлением / Ф.И. Пинский, Т.Ф. Пинский // Информация. 2000. - С. 24 - 26.

58. Попык, К.Г. Расчет механизмов газораспределения быстроходных автомобильных двигателей / К.Г. Попык. М.: Изд-во МАМИ, 1964. - 74 с.

59. Попык, К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей / К.Г. Попык. М.: Высшая школа, 1968. - 384 с.

60. Правила ЕЭК ООН № 49 : Е / ЕСЕ / 324 ; Е / ЕСЕ / TRANS / 505 ; Rev. 1/ Add.48 /Rev. 3/ Amend.2. 10 июля 2003. Женева, 2003. 250 с.

61. Правила ЕЭК ООН № 24 : Е / ЕСЕ / 324 ; Е / ЕСЕ / TRANS / 505 ; Rev. 1 / Add. 84 /Amend. 2. 18 июля, 2001. Женева, 2001. 74 с.

62. Правила ЕЭК ООН № 85 : Е / ЕСЕ / 324 ; Е / ЕСЕ / TRANS / 505 ; Rev. 1 / Add. 84 /Amend. 2 //11 августа 1998. 59 с.

63. Розенберг, Ю.А. Смазка механизмов машин / Ю.А. Розенберг, И.Э. Виноградова. М. :ГосТопТехИздат, 1960. - 340 с.

64. Турбонаддув высокооборотных дизелей / Симеон А.Э. и др.. М.: Машиностроение, 1976. - 288 с.

65. Синельников, Л.Н. Синтез клапанного механизма с критериальной оценкой качества конструкции / Л.Н. Синельников // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1998. - № 1. - С. 19-27.

66. Соковиков, В.К. Электрогидравлическая система управления клапанами ДВС / В.К. Соковиков, Л.Х. Арустамов // Автомобильная промышленность. -1996.-№3.-С. 11-13.

67. Стефенс, Т.Г. Высокотехнологичный «глобальный» двигатель вМ У6/Т.Г. Стефенс/Автостроение за рубежом. -2004. -№11. С.9-12.

68. Системы управления дизельными двигателями / пер. с немецкого Ю. Г. Грудского, А.Г. Иванова. Первое русское издание. - М. : ЗАО «КЖИ «За рулём», 2004.-480 с.

69. Конструкция и расчет автотракторных двигателей / Ю.А. Степанов, М.М. Вихерт, Р.П. Доброгаев и др. ; Под редакцией Ю.А. Степанова М.: Машиностроение, 1964. - 552 с.

70. Результаты испытаний двигателей КамАЗ 7406 с двумя вариантами распредвалов : Информационная справка / ОАО «КамАЗ» ; рук. Гафуров Г. Г.; исполн.: Кучев С. М., МанановФ.Ф., ХафизовР. X. - Наб. Челны, 1995. -22с.- Инв.№ 37.104.04 2787-95.

71. Результаты сравнительных испытаний двигателя КамАЗ -740.10 № 770294 с двумя вариантами распредвалов : Информационная справка / ОАО «КамАЗ» ; рук. Исхаков Н.М.; исполн.: Халилов Р. Г., Вайинтрауб В.С. Наб. Челны, 1997. - 8 с. - Инв. № 37.104.17.3063-97

72. Хачиян, A.C. Доводка рабочего процесса автомобильных двигателей / A.C. Хачиян, В.Р. Гальговский, С.Е. Никитин. М. : Машиностроение, 1976. -105 с.

73. Ховах, М. С. Автомобильные двигатели : Теория, расчет и конструкция ДВС / М. С. Ховах,, Г. С. Маслов. М.: Машиностроение, 1971. - 456с.

74. Чурбанов, Б.М. Расчет органов газообмена двухтактных дизелей / Б. М. Чурбанов. JI.: Машиностроение, 1972. - 144 с.

75. Штода, A.B. Динамика и прочность клапанных пружин / A.B. Штода. -Изд-во АН СССР, 1950.-С.61.

76. Шморгонер, C.JI. Новые конструкции зарубежных автомобильных дизелей / С.Л. Шморгонер,- М.: НИИНАВОПРОМ, 1968. С. 32.

77. Welger К. Uber Lösungsmöglichkeiten einiger stromungstechnischer Probleme in Dieselmotoren//MTZ 1966 г. H.l l-S.287-299.

78. Dudleu W. New methods in valve cam design. SAE Quarterly Transactijns, 1948, № 1, p. 19.33.

79. Kraftfahrtechnisches taschenbuch. Stuttgart, Robert Bosch GMBH, 1970, 520s.

80. Kriterien und Potential der Vier-Veutil-Technik bei Nutzfahrzeng-Dieselmotoren//MTZ-1989.-H.6-S.255-261.

81. Variable valve timing engine: Пат. 6684830 США, МПК7 FOIL 1/34. Honda Giken Kogyo К. К., Miyashita Yukio № 10/101700; Заявл. 21.03.2002; Опубл. 03.02.2004.

82. EVCP Ein neues Verständnis fur Nockenwellenseller. Neubauer Dirk, Pfutzenreuter Lars (AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH, Werdohl). MTZ: 2005. 66, № 1,C. 30-35.

83. Messenger B. Euro4 Standards Reached Jn On-Higtwau Application. "Diesel Progress" International Edition. July-August, 2003.-P.36-39.

84. Koike Makoto. Nihon kikai gakkai zonbunshu. B=Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. В 2004.70, № 694, с. 1571-1576.