автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка научных основ обеспечения работоспособности теплонагруженных деталей автомобильных двигателей

На правах рукописи

С

Кузьмин Николай Александрович

\

ООЗиьг о"-

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕПЛОНАГРУЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Нижний Новгород - 2006

003067864

Работа выполнена на кафедре «Автомобильный транспорт» Нижегородского государственного технического университета

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Эфрос Вистор Валентинович

доктор технических наук, профессор Бажан Павел Иванович

доктор технических наук, профессор Сыркин Павел Эммануилович

Ведущее предприятие

ОАО «Заволжский моторный завод»

Защита диссертации состоится « 30 » марта 2007 г в 14 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 165.04 при Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603950, ГСП-41, г Нижний Новгород, ул Минина, д 24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета

Автореферат разослан « 15» февраля 2007 г

Отзыв на автореферат, заверенный печатью организации, просим направлять по адресу 603950, г Нижний Новгород, ул Минина, д 24, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 165 04

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор

JI. Н. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Проблема оптимизации теплового состояния ДВС, обеспечения работоспособности их теплонагруженных деталей находится в центре внимания ученых в России и за рубежом В настоящее время достигнуты значительные успехи в этой области Однако преобладающая часть исследований проведена на примере силовых установок тяжелых транспортных средств Эти результаты требуют значительных дополнений и корректировок при исследованиях быстроходных автомобильных двигателей Прежде всего, речь идет о состоянии вопроса определения граничных условий (ГУ) для моделирования теплового состояния деталей автомобильных ДВС

Определяющее влияние на тепловое состояние ДВС, обеспечение работоспособности наиболее теплонагруженных деталей (поршней, цилиндров) оказывают их конструкции В этой связи не достаточно изучены вопросы применения высокоэффективных конструкторских и технологических решений при разработке деталей автомобильных двигателей Например, введение в конструкции теплонагруженных деталей вставок из жаростойких, износостойких материалов позволяет необходимым образом перераспределять тепловые потоки и температурные деформации деталей Требует дополнительных исследований вопрос повышения эффективности принудительного охлаждения поршней автомобильных двигателей маслом От теплонапряженности деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ) ДВС напрямую зависят величины зазоров между поршнями и зеркалами цилиндров В настоящее время эффективная методика по выбору зазоров между головками поршней и цилиндрами ДВС отсутствует Проблема, как правило, завышенного теплового состояния деталей ЦПГ ДВС с воздушным охлаждением и обеспечения их работоспособности практически полностью может быть решена путем использования для изготовления рубашки охлаждения оребренных цилиндров металлов с высокой теплопроводностью Однако остается не решенным вопрос долговечной работы контакта металлов подобных цилиндров Достаточно большой эффект при оптимизации теплового состояния ДВС с воздушным охлаждением может быть достигнут путем управления характеристиками оребрения цилиндров

Правильность конструкторских и технологических решений при разработке и производстве ДВС должна оцениваться по результатам подконтрольной и реальной их эксплуатации в составе автотранспортных средств (АТС) В этой связи эффект по улучшению теплового состояния деталей двигателей, полученный на этапах моделирования и при стендовых испытаниях, может с пробегом АТС нивелироваться

Зачастую АТС эксплуатируются при условиях, когда тепловое состояние деталей двигателей становится выше критического уровня, что приводит к их отказам и потере работоспособности Например, это происходит при перегрузке АТС и движении их на маршрутах с крутыми затяжными подъемами Проблема требует решения

Работа выполнялась в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР НГТУ с Минобразованием РФ и хозяйственными договорами с ОАО «Заволжский моторный завод», ОАО «Горьковский автомобильный завод» и предприятиями автомобильного транспорта Нижегородского региона

Цель работы - разработка экспериментально-теоретической методологии оценки и улучшения теплового состояния теплонагруженных деталей автомобильных двигателей на этапе доводки и повышение показателей их надежности в составе автотранспортных средств

Объекты исследования - на разных стадиях работы в качестве объектов исследований использовались бензиновые карбюраторные двигатели ЗМЗ-402 10, 3M3-5234 10, бензиновые с впрыском топлива ЗМЗ-4052 10 и дизельные двигатели ГАЗ-542 10 с воздушным охлаждением

Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы методы математического моделирования, численные методы решения систем дифференциальных уравнений и нелинейных алгебраических тоавнений (пакеты программ I-DEAS, COSMOS/M расчета методом конечных элементов (МКЭ)), методы теории оптимизации, теории упругости и пластичности, методы теории планирования эксперимента и регрессионного моделирования, методы математической статистики, теории надежности, теории вероятности к стохастического программирования, прикладного анализа случайных данных

Экспериментальные исследования проводились на натурных образцах двигателей с базовыми и измененными конструкциями деталей на стендах УКЭР ОАО «ГАЗ», НТЦ ОАО «ЗМЗ» с использованием термоэлектрического метода оценки температур деталей

ДВС, применением специально изготовленного испытательного оборудования и сертифицированных измерительных приборов, на натурных образцах двигателей при дорожных испытаниях в составе автотранспортных средств на автополигоне ОАО «ГАЗ» и в евтопредприятиях г Н Новгорода

Научную новизну составляют

• Экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей с использованием термоэлектрических измерений, планирования экспериментов и регрессионного моделирования,

• Методология разработки осесимметричных конечно-элементных моделей теплового состояния поршней и оребренных цилиндров автомобильных ДВС с универсальными методиками определения ГУ 3-го рода,

• Конечно-элементные модели теплового состояния базовых и перспективных конструкций поршней двигателей ЗМЗ, ГАЗ и цилиндров двигателей ГАЗ с воздушным охлаждением,

• Универсальная расчетно-экспериментальная методика профилирования головок поршней ДВС на основе метода конечных элементов,

• Методика профилирования линии сопряжения металлов в биметаллическом цилиндре ДВС с воздушным охлаждением,

• Методологический подход по введению упреждающего технического обслуживания двигателей АТС, работающих на повышенных тепловых режимах

Основные положения, выносимые на защиту.

Из теоретических разработок — методология разработки конечно-элементных моделей теплового состояния деталей автомобильных двигателей с универсальными расчет-ио-экспериментальными методиками определения ГУ 3-рода для поршней - на базе итерационных принципов, для цилиндров - с использованием законов теплопередачи Фурье и Ньютона, методология разработки регрессионных моделей температур для деталей ДВС в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и степени открытия топливо-регулирующего органа, методика профилирования головок поршней ДВС, методика про-илирования линии сопряжения металлов в биметаллических оребренных цилиндрах ВС

Из научно-методических разработок - методологические основы совершенствования конструкций деталей ЦПГ автомобильных двигателей с применением системного подхода в использовании расчетных и экспериментальных методов оценки теплового состояния моделей и образцов на этапах доводки и эксплуатации двигателей, методологический подход по корректированию технических воздействий на двигатели АТС, работающих на повышенных тепловых режимах

Из научно-технических разработок — результаты исследований теплового состояния теплонафуженных деталей автомобильных ДВС, новых конструкций поршней и цилиндров двигателей, практические рекомендации, направленные на улучшение теплового состояния автомобильных двигателей при их доводке и эксплуатации

Достоверность результатов Проведенный комплекс экспериментальных исследований температурного состояния деталей ДВС на стендах и оценка их надежности при подконтрольных испытаниях подтвердили основные теоретические положения, методы и средства совершенствования конструкций поршней и оребренных цилиндров ДВС, методологические подходы по улучшению теплового состояния двигателей в эксплуатации подтверждены повышением их работоспособности в составе АТС

Практическая ценность работы заключается в разработке и совершенствовании методологии полномасштабного анализа теплового состояния деталей ДВС, начиная от экспериментальной оценки температур в отдельных точках и заканчивая построением полей температур в объемах деталей на базе МКЭ с высоким соответствием расчетных и экспериментальных значений Регрессионные модели при минимизации эксперимента позволяют рассчитывать температуры в точках деталей во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы двигателей Предложен и внедрен в производство (после апробации на стендах и подконтрольных испытаний) комплекс конструкторских решений по улучшению теплового состояния, повышению показателей надежности поршней и цилиндров двигателей ГАЗ с воздушным охлаждением (поршни со вставками в канавке ВКК, с циркуляционным масляным охлаждением, цилиндры с измененным количеством ребер, с рубашкой охлаждения из алюминиевых сплавов) Произведено профилирование боковых поверхностей головок поршней двигателей ЗМЗ для снижения расходов масел «на угар» и повышения эффективных показателей двигателей Получены зависимости

отложений нагаров и лаков на поршнях, а также осадков на других деталях бензиновых двигателей ЗМЗ от их температурного состояния С использованием статистического моделирования выполнен анализ эксплуатационной надежности бензиновых двигателей городских автобусов ПАЗ, ЛиАЗ, ГАЗ в реальной эксплуатации при различном тепловом нагружении Произведена корректировка технических обслуживаний (ТО) бензиновых двигателей автобусов ПАЗ и ЛиАЗ ГП НО «Нижегородпассажиравтотранс», работающих на маршрутах с крутыми подъемами, для минимизации отказов, обусловленных завышенным тепловым состоянием двигателей

Реализация результатов работы Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены

- в ОАО «Горьковский автомобильный завод» при экономическом эффекте от внедрения методик конструкторской доводки - 3580 руб, от внедрения конструкторских решений -168 руб на один автомобиль в год (в ценах 1989-1991 г г),

- в ОАО "Заволжский моторный завод", где используются при оптимизации теплового состояния вновь создаваемых и совершенствовании существующих конструкций ДВС,

- в автопредприятиях ГП НО "Нижегородпассажиравтотранс" для корректирования нормативов технической эксплуатации городских автобусов (экономический эффект - 4400 руб /год на один автобус),

- в Департаменте транспорта и дорожного хозяйства Нижегородской области для разработки руководящих документов по организации и контролю качества технических обслуживаний, ремонтов и эксплуатации автобусов юридических лиц,

- используются при подготовке инженеров автомобильных специальностей на кафедрах «Автомобильный транспорт», «Энергетические установки и тепловые двигатели», «Строительные и дорожные машины» НГТУ, на кафедре «Тракторы и автомобили» НГСХА,

- включены в учебные пособия под авторством диссертанта - «Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации» (2002 г ), «Нормативы и основные показатели технической эксплуатации автомобилей» (2004 г ), «Основы теории надежности и диагностики» (2006 г), «Техническая эксплуатация автомобилей Часть 1» (2006 г )

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на Всесоюзных научно-технических конференииях «Проблемы снижения материалоемкости силовых конструкций» (г Горький, ГГУ, 1984 г), «Теория и расчет мобильных машин и ДВС» (г Тбилиси, 1985 г), «Перспективы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания и двигателей новых схем и на новых топливах» (г Москва, МВТУ, 1987 г ), «Повышение эффективности сельскохозяйственного производства» (г Казань, КСХИ, 1987 г), «Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей» (г Горький, ННПИ, 1990 г), Всесоюзных семинарах «Тепловыделение, теплообмен в ДВС и теплонапряженность их деталей» (г Ленинград, ЛПИ, 1983-85 гг ), «Исследование двигателей сельскохозяйственных машин в динамических (неустановившихся) режимах» (г Казань, КСХИ, 1983 г ), на Международных научно-технических конференииях НГТУ по автомобильной тематике (г Н Новгород, 1994, 1997, 1998, 2000, 2002, 2003, 2004, 2005 г г), «Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС» (г Владимир, ВлГУ, 2001 г ), «Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники» (г Н Новгород, НГСХА, 2003 г), «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств» (г. Владимир, ВлГУ, 2006 г), на Российских научно-технических конференииях «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г Оренбург, ОГУ, 2002 г ), «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (г Тольятти, ТГУ, 2004 г ), «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (г Екатеринбург, УГТИ-УПИ, 2005 г ), на региональных научно-технических конференииях (г Горький, ГПИ, ГГПИ, ГСХА, 1982-88 гг, 1996 г, 2003 г ) Все положения, вошедшие в работу, рассматривались на заседаниях кафедр "Двигатели внутреннего сгорания" и "Автомобильный транспорт" НГТУ (1979-2006 г г)

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в 80 научных публикациях, в их числе 7 статей в центральных журналах (рекомендованных ВАК РФ), 4 учебных пособия, 67 статей в сборниках материалов (трудов) Международных, Всесоюзных, Российских и региональных научных конференций и т д

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и результатов, списка использованных источников из 412 наименований и 14 приложений Объем диссертационной работы составляет 335 страниц текста Основной текст работы без приложений изложен на 258 страницах

В первой главе приведен аналитический обзор исследований теплового состояния и обеспечения работоспособности теплонагруженных деталей ЦПГ ДОС при проектировании и доводке - методы оценки температурного состояния и теплонапряженности поршней и оребренных цилиндров ДВС, вопросы определения ГУ для их моделирования, анализ конструкционных способов улучшения температурного состояния, снижения тепло-напряженности и обеспечения работоспособности деталей ДВС, анализ состояния вопроса исследований и актуальность проблемы теплового состояния двигателей в эксплуатации

В области анализа теплового состояния ДВС широко известны работы П И Бажана, Н Р Бриллинга, М М Бурина, О А , Геращенко, Б!я Гинцбурга, И Б Гурвича, И В Демьянушко, Н X Дьяченко, Г Н Злотина, Н А Иващенко, Р.З Кавтарадзе, А К Костина, А В Кострова, М Г Круглова, С С Кутателадзе, В В Ларионова, М Р Петриченко, Р М Петриченко, Г Б Розенблита, Б С. Стефановского, М В Страдомского, А С Орлина, Н Д Чайнова, А А Чиркова, А Ю Шабанова, Н Н Шаброва, А Ф Шеховцова, В В Эфроса и др - в нашей стране, Г Вошни, В. Нуссельта, Т Огури, В Пфляума, Г Шиткеи, Г Эйхельберга, К Эккерта, К Эльзера, В. Энненда - за рубежом Однако преобладающая часть исследований ориентирована на ДВС тяжелых транспортных средств Обнаруживается недостаточное обобщение полученных результатов, неуниверсальность имеющихся теоретических разработок для быстроходных двигателей Это касается, прежде всего, вопросов определения ГУ для моделирования и разработки эффективных конструкторских решений по улучшению теплового состояния теплонагруженных деталей автомобильных двигателей. Очень мало научных работ посвящено моделированию теплового состояния ДВС с воздушным охлаждением, для которых данная проблема наиболее актуальна

Сроки проектирования и доводки ДВС существенно ускоряются при внедрении в практику их конструирования математических методов и использования ЭВМ Это позволяет решать задачи оптимизации теплового состояния деталей и двигателей путем численных исследований на математических моделях

Многие исследователи терминам из области теплового состояния ДВС придают различное толкование, что вносит неясности и неоднозначность понимания результатов при анализе тепловых процессов, происходящих в двигателях

Тепловое состояние двигателей является наиболее общей их тепловой характеристикой, включающей в себя поля температур деталей, значения температур в конкретных точках, их перепады, температурные градиенты, тепловые потоки, виды теплообмена, температуры охлаждающих реагентов, температурные деформации деталей и возникающие в них температурные напряжения (общепринятое понятие) В работе Температурное состояние деталей ДВС определяется полями температур в их объемах и значениями температур в конкретных точках поверхностей, теплонапряженность деталей ДВС -температурными деформациями деталей, которые обеспечивают их термодеформиро-ванное состояние Тепловое состояние деталей характеризуется их температурным состоянием и теплонапряженностью (термодеформированным состоянием)

Многие проблемы эксплуатационной надежности АТС (и их двигателей) успешно решены в работах Ф Н Авдонькина, И Н Аринина, Ю В Баженова, Н Я Говорущенко, М А Григорьева, И Б Гурвича, А И Кубарева, Е С Кузнецова, Г В Крамаренко, В С Лукинского, Л В Мирошникова, И А Мишина, В Ф Платонова, П Э Сыркина и др Однако, вопросам связи теплового состояния ДВС и их эксплуатационной надежности посвящено весьма незначительное количество исследований Практически отсутствуют работы по последовательным исследованиям конструкционной доводки ДВС с анализом надежности оптимальных проектов в эксплуатации Такие работы представляются наиболее рациональными и логически завершенными

Широкомасштабные работы по созданию и совершенствованию современных автомобильных двигателей требуют разработки эффективных методик назначения ГУ, использования при оптимизации теплового состояния двигателей современных методов моделирования для прогрессивного конструкторского оформления их деталей, разработки новых методических подходов для проверки результатов моделирования, прежде всего в реальной эксплуатации двигателей, решения на этапе эксплуатации автономных вопросов улучшения теплового состояния и обеспечения работоспособности теплонагруженных деталей двигателей АТС

1 ¡оставленная цель и аналй) состояния проблемы предопределили решение 'задач:

1. Разработать экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей с использованием термоэлектрических измерений, планирования экспериментов и регрессионного моделирования температур в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и степени открытия топливорсгулирующего органа;

2. Разработать методологию построения осесимметричных конечно-элементных моделей теплового состояния поршней и оребренных цилиндров автомобильных ДПС с универсальными методиками определения ГУ 3-го рода;

3. Построить конечно-элементные модели базовых и перспективных конструкций поршней и цилиндров дзигатслен МКЭ;

4. Разработать методику профилирования головок поршней ДВС; произвести профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ;

5. Построить статистические модели безотказности и долговечности автомобильных двигателей в составе АТС, работающих на различных тепловых режимах; разработать методологический подход по корректирован и [о периодичности технических обслуживании двигателей автобусов, работающих на повышенных тепловых режимах;

6. Практически реализовать результаты исследований при разработке новых, совершенствовании существующих конструкций ДВС на этапах их доводки и эксплуатации.

Во в то пой главе представлены технические характеристики исследуемых двигателей ЗМЗ-402.10. ЗМЗ-5234. ¡0, ЗМЗ-4052.10 и ГАЗ-542.10; экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей; методология построения и конечно-элементные модели (КЭМ) теплового состояния поршней и оребренных цилиндров ДВС.

Экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей включает в себя; комплектование базы для термоэлектрических измерений температур в точках теплонагруженных деталей; методику терм о мигрирования поршней ДВС с контактным токосъемом, основанную на периодической коммутации измерительных цепей термопар; методику планирования экспериментов и регрессионного моделирования температур в характерных точках деталей ДВС в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и степени открытия топл иворегу лиру ющего органа.

Основное назначение экспериментальной час ти работы - получение значений температур деталей в контрольных точках для осуществления моделирования их теплового состояния и повторный анализ температур в тех же точках перспективных конструкций деталей для проверки адекватности резул[.тагов моделирования. Термометр ирование проводилось термоэлектрическим методом с применением хром ель-Копелевых термопар. Снятие термосигнала с поршней осуществлялось с применением штырькового контактного токосъемника (рис. I) при нахождении поршней в 1 ¡МТ.

Разработана методика термометрирования поршней ДВС с контактным токосъемом, основанная на периодической коммутации измерительных цепей термопар с применением конденсаторного импульсно-аналогового преобразователя (ИДИ), когда термо-ЭДС при отсутствии контакта в токосъемнике снимается с накопительного конденсатора. Применение периодического токосъема ограничено неизбежной погрешностью измери тельного канала. В основе методики - опреде- р|1С_[ Поршень со ттырь-ление действительного значения термо-эде по резуль- кбвымн выводами

тэтам подбора параметров импульсного процесса и измерения усредненного значения термо-эде (11ср) с погрешностью

Е = иср1(\-д). (1)

В схеме снятия сигнала учитываются величины; т = 60/гс период вращения КЗ?- (р - угол замкнутого состоянии контактов; у = (р / 360 - скважнос ть (доля замкнутого состояния контактов от полного оборота КВ); Тр = Ивх Сн - постоянная времени разряда (Ивх - входное сопротивление на измерительном приборе, Си - емкость накопительного конденсатора); Тз = \{Ятп Нвх) / (Л/и/? Н Двх)]-Сн - постоянная времени заряда

(Rmn - сопротивление термопарных проводов), т = Rex / (Rmn + Rex) - отношение сопротивления зарядной и разрядной цепи, Тз = т Rmn Сн\ ß3 — T / Тз и ßp = Т / Тр - относительные постоянные времени заряда и разряда , ßo — ßsy + ßp( 1 -у) — обобщенная постоянная времени Погрешность S, обусловленная наличием ИАП

3^-тГмГ—^—7 <2>

При проведенных термоэлектрических экспериментах с имеющимися характеристиками оборудования и приборного оснащения погрешность <5 составляет 1,4%

Конструктивные особенности поршней автомобильных двигателей и необходимость обеспечения надежности работы термоэлектрической схемы позволяют обеспечить возможность одновременного снятия сигнала только с 8 термодатчиков Обстоятельному термометрированию подвергались лишь радиальные сечения деталей с наибольшими температурами Они определены по результатам предварительных экспериментов Для поршней ЗМЗ это сечения, направленные на выпускные клапана ГРМ, для поршня двигателя ГАЗ - сечение с острой кромкой КС (тип «Пишингер»), у оребренных цилиндров -сечение, перпендикулярное оси коленчатого вала на выходе охлаждающего воздуха

С целью аппроксимации температур по всей области режимов работы двигателей с применением планирования экспериментов разработаны регрессионные модели температур для экспериментальных точек Использовался симметричный ортогональный план третьего порядка (в табл.1 приведен план в реальных значениях факторов для двигателя 3M3-5234 10) Факторы частота вращения коленчатого вала (ЧВКВ) п (мин "') и величина открытия топливорегулирукицего органа - для бензиновых двигателей это степень открытия дроссельной заслонки <р, (%), для дизельных - величина хода рейки ТНВД /, (%) Эти наборы факторов с прямоугольной областью планирования не накладывают ограничений на выбор плана эксперимента и легко воспроизводимы

Таблица 1

План эксперимента при реальных значениях факторов

№ точки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

л, мни"1 1325 1325 2880 2880 1000 3200 1000 3200 1325 2880

15 85 15 85 15 15 85 85 0 0

Лгточки II 12 13 14 15 16 17 18 19 20

п, мин"' 1325 2880 1325 2880 2100 2100 1325 2880 2100 2100

100 100 50 50 15 85 50 50 15 85

Применительно к решаемой задаче полиномиальное уравнение зависимости температур в /-точке детали для двигателей ЗМЗ-402 10 и ЗМЗ-52Э4 10 имеет вид = Ьо,+Ьи-П+Ь2, <р+Ь3,-П2+Ь4, П<р + Ь5, (р2 +Ьб1-п3+Ьь-п2(р+Ьъ,-п<р2+Ь91-<р3, (3)

где Ьо„ Ь 1„ .. , ¿9, - неизвестные коэффициенты регрессии В выражении (3) для двигателя ГАЗ-542 10 вместо фактора <р использовался фактор /

При реализации плана эксперимента, согласно требуемых наборов п и <р (/), определены значения температур в характерных точках деталей исследуемых двигателей, после чего получены модели температур деталей в виде (3) для всего спектра режимов работы двигателей (пример графического представления показан на рис 2) Проверка адекватности регрессионных моделей производилась по критерию Фишера Расхождение экспериментальных (—о—) и полученных из моделей (—) значений температур в точках плана эксперимента не превышало 4,5%, в спектре режимов работы двигателей (по скоростным и нагрузочным характеристикам) - 8,5% (пример на рис 3) Получен своеобразный «температурный паспорт» деталей При этом наибольшие значения температур в точках деталей наблюдались на режиме номинальных мощностей двигателей, который и был принят за расчетный для моделирования теплового состояния деталей МКЭ

*tm:p«im-t о ■ 1151) р<*иТ>«Я 0,000

гтбО

2250 '

ЧЯСТОТА вращения JfQflfhkJeiin?. ЫШ 1

0 'А 1

« Ъ Г

гп

i ЗГ и

fîTS —J __ Ш

тИ —<'

—' ~ к

14» isoo ш гда и..чин 1

Рис. 2. Регрессионная модель температуры Рис. 3. Сравнение расчетных и эксперимение кромке КС (точка 3) поршня ГА 1-542.10 та льны* температур поршня ГАЗ-542.10:

1,3.5 - точки тс рм ометри ро ва н и я

В работе на основе анализа проведенных подобных исследований обоснована возможность и целесообразность решения задач теплопроводности и термоупругости при реальном проектировании и доводке деталей ДВС МКЭ в осесиммегричной постановке на установившихся квазистацион арных режимах.

Численные исследования МКЭ производились в НИИ механики при ННГУ им. Н.И. Лобачевского: для деталей двигателей ГАЗ использовался программный комплекс iI] ¡ГУ (разработанный с участием автора); тепловое состояние поршней двигателей ЗМЗ моделировалось с использованием пакетов «COSMOS/M» (предварительно) и «I-DEAS», написанного на алгоритмическом языке «VISUAI, BASIC».

Дифференциальное уравнение осесиммегрнчной задачи стационарной теплопровод-водности имеет вид:

д21 . , 1 Ш . , . л (4)

-=-£+?, = е.,

дг г дг dz

где / - искомая температура в соответствующей точке тела, °С; Лг, А: - коэффициенты теплопроводности в направлении осей цилиндрической системы координат г и 2, Вт/{м-град); - источник или его« тепла внутри тела, Вт/м2.

С уравнением (4) связаны уравнения, описывающие различные типы Г"У:

д1 , , д1

t = /,

яг —/г + Я. —I. + q + a{t-t„) - О, о г oz

(5)

где t — температура, заданная на участках поверхности тела, образованных вращением кривой 1, °С ; /г и - направляющие косинусы вектора нормали к образующей поверхности тела вращения; ц - плотность теплового потока на части поверхности тела, Вт/ы2; а - коэффициент теплоотдачи от окружающей среды к поверхностям тела или наоборот, Вт/м *град;/г1е - заданная температура окружающей среды,°С.

Использовался МКЭ. основанный на вариационной формулировке задачи теплопроводности. Решение уравнения (4) сводится к поиску минимума функционала

/ ,, ч2

ф=\\ ~2q'

гд cdS — элемент площади S сечения тела вращения (dS — Or -5z),m; dL - элемент дл ины образующей поверхности тела вращения, м; или решению дифференциального уравнения тю = о.

Распределение температуры в КЭ выражается через узловые значения:

(6)

ш

/=[лГ<]{/<}\ (8)

где [/¥']= [/У,1 N /V^ ] - матрица функций формы для элемента (;,_/, к- узлы),

= • ^ }-вектор температуры в узлах КЭ, Т-знак транспонирования Компоненты матрицы-строки [/V " ] для /-узла вычисляются (N |иN к аналогично)

И! = + )+ " ) г + (г* ~ О ) *] {9)

После подстановки (9) в (7) производится минимизация Ф для отдельных КЭ, вычисляют частные производные по температурам узлов Суммируя производные для различных КЭ по температуре одного узла и приравнивания их к нулю, получаем систему линейных алгебраических уравнений'

[*,]•{'}={*;}. (10)

где [АТ,] - глобальная матрица теплопроводности, {/} - вектор узловых значений температур, {/^} - глобальный вектор тепловых нагрузок.

Решение матричного уравнения (10) позволяет определять искомый вектор узловых значений температур КЭМ деталей Рассмотренный метод решения задачи теплопроводности позволяет учитывать произвольный характер изменения параметров теплообмена по поверхностям деталей в виде ГУ I, 2,3-го родов и их комбинаций

Методология построения осесимметричных КЭМ теплового состояния поршней и оребренных цилиндров автомобильных ДВС включает в себя обоснование выбора характерных сечений теплонагоуженных деталей двигателей и расчетных режимов для разработки осесимметричных КЭМ теплового состояний деталей по результатам термомет-рирования, определение ГУ 3-рода для деталей по разработанным расчетно-экспери-ментальным методикам, построение полей температур и деформаций базовых и перспективных конструкций деталей двигателей на расчетных режимах МКЭ

Из спектра формул определения величин коэффициентов теплоотдачи от газов к стенкам КС (ккач/м ч град) для данных двигателей наиболее применима формула Вошни

а =КХ -£И)'2|4-(А, С/-786 (Тг-*-525Щ), (11)

где К\ - постоянная для конкретного двигателя, £> -диаметр цилиндра, м, и 7", -

текущие значения давления (кГ/см2) и температуры (К) газов в цилиндре, Ст - средняя скорость поршня (м/с), В, =К2 Т/Гс (К2 - коэффициент, учитывающий вид сгорания, Т. и Те- температуры газов в цилиндре в конце горения и сжатия, К) Для двигателей с впрыском топлива не учитывается

В практике моделирования температурных полей деталей ДВС, однако, неизбежна корректировка ГУ на основе сравнения расчетных и экспериментальных температур в контрольных точках При определении величин коэффициентов а для участков теплообмена по поверхностям деталей ДВС (в частности, поршней) для ускорения процесса корректировки и повышения точности вычислений представляется целесообразным использование итерационных методов Предварительно произведено исследование влияния изменения величин коэффициентов а для различных участков на изменение расчетных значений температур поршня в контрольных точках. Из работ Г С Писаренко взят изученный объект - поршень с камерой сгорания ЦНИДИ, для которого известны ГУ 3-рода, показанный на рис 4 В качестве "условно" экспериментальных температур были приняты их значения в точках участков теплообмена по поверхностям КЭМ поршня Исходное температурное состояние поршня определяется набором начальных значений коэффициентов теплоотдачи и температур окружающих сред для участков теплообмена а ", Iк1 и, как следствие, температурой поверхности поршня в контрольной точке участка ' (табл 2). Из исходного состояния осуществлялись приращения коэффициентов а (на 100 Вт/(м2 град)) для каждого участка теплообмена и выполнялись расчеты МКЭ с набором коэффициентов теплоотдачи, которые можно записать в виде вектор-столбцов

а' = (<,<, ..,а" + ,,=1 18,^=1 18, (12)

где < - количество участков теплообмена, ] - конкретный участок

Рис. 4. Сетка конечных элементов и участки теплообмена поршня с камерой сгорания ЦНИДИ:

• - контрольные точки, N—' - участки теплообмена

Таблица 2

Начальные значения ГУ 3-го рода и результаты сходимости итерационного процесса

Номер участка ^ ОС) » °С Вт/м град '< 'л °с «Г- Вт/м град ^<(10) '"С Вт/м град

1 1040 500 245 600 1,001 245 539

2 880 610 245 600 1,000 245 607

9 200 20000 234 10000 1,001 235 19431

17 100 5000 164 1000 1,009 165 4244

18 90 600 236 1000 0,999 235 636

Для каждого вектор-столбца (12) определялось температурное состояние поршня, характеризуемое вектор-столбцом значений температур в точках участков

V .Л(г)Т 03)

В результате построена матрица Якоби J Элемент матрицы определяет изменение температуры А // в контрольной точке / - участка при изменении величины коэффициента теплоотдачи на ) — участке Установлено, что "локальное" изменение а на участке

приводит к превалирующему изменению I, в контрольной точке этого же участка

В математической формулировке задача определения коэффициентов теплоотдачи а , для N участков теплообмена поршня сводится к отысканию вектор-столбца варьируемых параметров а = {а1(Х2,...,се1,...,осы^ ,/ = 1 N, (14) являющегося решением системы нелинейных уравнений

/,(«) = '„ ИЛИ /:,'(<)-1, (15)

где введен коэффициент отклонения расчетной температуры t { (ос )ог экспериментальной в контрольной точке I - участка

к:(аГ)=ьк). (16)

здесь р - номер шага итерационного процесса

Итерационный процесс осуществляется по выражению

1±

,'=1 N1 (17)

до условия останова (задаваемой точности решения Е ) < £ (18)

Работоспособность итерационного подхода проверена на данном поршне Для первого шага итерации искусственно заданы отличные (до 5-х раз) от истинных (X1 значения коэффициентов «'"'для участков теплообмена После 10 шагов итераций получены прак-

тически равные с СХ1 значения коэффициентов теплоотдачи при разнице температур в контрольных точках не более 1 °С Этот алгоритм заложен в основу универсальной рас-четно-экспериментальной методики определения ГУ-З-рода для поршней ДВС (табл 3)

Таблица 3

Универсальная расчетно-экспериментальная (итерационная) методика определения _граничных условий 3-рода для поршней ДВС_

I. Построение расчетной схемы КЭМ доршия

ИСХОДНЫЕ 1 Геометрические размеры поршня,

ДАННЫЕ 2 Экспериментальные значения температур в точках поверхности (I >,) ОПЕРАЦИЙ ' 1 Построение сётки'КЭ.

2 Выделение участков теплообмена (Щ, 1=1 N

РЕЗУЛЬТАТ

КЗМ поршня с геометрическими размер^и, сеткой КЭ, участками теплообмена, значениями /э,.__

II. Определение температур окружающих сред для участков теплообмена

ИСХОДНЫЕ 1 Индикаторная диаграмма двигателя, 2 Объем КС (К#с),3 Радиус цилиндра (г,),

ДАННЫЕ 4 Радиус кривошипа (г) и длина шатуна (1ш), 5 Число цилиндров двигателя (О

6 Часовой расход топлива {От) и воздуха (Св),

7 Частота вращения коленчатого вала (я) на расчетном режиме,

ОПЕРАЦИИ 1 Построение диаграммы мгновенных значений температур газов в цилиндре по характеристическому уравнению состояния газа

ру=а1т

V =У +ЛГ1

(1-сов щ 0-сое 2?>)

+ С„)/(30 г,

2 Определение средней и средней результирующей температуры газов в цилиндре

I =Т -273

гср гср

/ =(1,6 1,8)/

грез ^ ' гср

для тепловоспринимающих участков /

оа грез

3 Определение для теплоотводящих участков измерения и аналоги

РЕЗУЛЬТАТ Значения / для участков теплообмена

III. Определение коэффициентов теплоотдачи для участков теплообмена

ИСХОДНЫЕ 1 Средняя скорость поршня на расчетном режиме (Ст), ДАННЫЕ 2 Экспериментальные значения температур в контрольных точках участков (О/),

3 Индикаторная диаграмма двигателя (рг),

4 Диаграмма мгновенных значений температур газов в цилиндре ((,)>

5 Коэффициенты теплопроводности (А) конструкционнь1х_материалов ОПЕРАЦИЙ 1 Расчет коэффициента теплоотдачи для тепловоспринимающей поверхности

2 Формирование набора исходных ГУ 3-го рода ОС® и ( ^ для участков,

3 Организация итерационного процесса определения ОС

(о - номер шага ите

\±4<*ы)

зационного процесса, г - параметр сходимости),

Достижение задаваемой точности (£)£

РЕЗУЛЬТАТ Набор искомых значений

Общий результат: Набор искомых ГУ 3-го рода (/^и ).

По данной методике определены ГУ 3-рода для базовых конструкций поршней исследуемых двигателей и построены КЭМ их температурного состояния Температуры окружающих сред для участков теплообмена определялись традиционным путем (со сто-

роны КС - на базе индикаторных диаграмм), начальные значения коэффициентов теплоотдачи для итерационного процесса - по формуле Вошни (со стороны КС) и по аналогам - для других участков На рис 5 представлена информация для поршня двигателя ГАЗ-542 10, на рис 6 - для поршня двигателя ЗМЗ-4052 10

Правильность определения ГУ 3-рода, а значит, однозначность сходимости итерационных процессов вычисления коэффициентов теплоотдачи ОС для участков теплообмена поршней двигателей, подтверждается расчетами тепловых балансов для поршней исследуемых в работе двигателей По известным алгоритмам вычислено общее количество теплоты, введенной в двигатели на расчетных режимах, и теплота, передаваемая окружающей среде Теплота, переданная поршню через теплоподводящие участки, вычисляется

Qnn = ï>, •('«,-О s„ дж/С) i = i. /V,

(19)

где or, — коэффициент теплоотдачи для участка теплообмена поршня, Вт/м2 град, количество тепловоспринимающих участков, /^-температура окружающей среды для участка теплообмена,"С, tx -средняя для участка температура поверхности поршня, "С, S, -площадь участка теплообмена, м2

Теплота, отводимая от Mтегаюотводящих участков поршня

м

Qno = Xа- • ('» - 'ос. ) •5. ' Дж/с (20)

При правильном определении -рода для поршней ДВС должно обеспечиваться условие Q„„ = Qm, что и получено для поршней исследуемых двигателей

Основой методологии построения осесимметричных КЭМ теплового состояния оребренных цилиндров является унифицированная для любого типоразмера ДВС с воздушным охлаждением методика определения ГУ 3-рода, которая базируется на аналитических зависимостях теплопередачи через ребристые поверхности Фурье и Ньютона Для локализации ГУ по периметру сечения цилиндра его поверхности разделены на участки равного теплообмена Условно введено понятие кольцевого пояса цилиндра, образованного перпендикулярными его оси сечениями по границам участков, где ; - поясу соответствует теплоподводящий / - участок и теплоотводящий (/ + т) - участок, при m - количестве кольцевых поясов (рис 7) Допущено, что теплообмен между поясами отсутствует Это может быть сглажено на этапе корректировки ГУ. Величины температур окружающих сред (/«,) для теплоподводящих участков (со стороны зеркала цилиндра) определяются на базе диаграммы мгновенных значений температур газов в КС При этом для верхних зон зеркала до места остановки ВКК поршня в ВМТ за tK, принимается средняя результирующая температура газов в КС (/ ) Для теп-

грез

лоподводящих участков, находящихся ниже положения ВКК в ВМТ, назначение 1Ж, производится с учетом отсутствия воздействия горячих газов, когда зоны перекрыты поршнем Температуры окружающих сред для теплоотводящих участков Гоф+я; назначаются на основе экспериментальной оценки температуры охлаждающего воздуха в межреберных каналах Коэффициент теплопередачи а, для i -пояса на теплоподводящем / - участке с площадью S, определяется с использованием допущения о равенстве количества тепла, подводимого к участку (Q) и отводимого от его поверхности теплопроводностью (Q*)

Q, = «,('<*. "'О5,'

где /1, и ¡2, - температуры, соответственно, в характерной точке ; - участка и в точке на глубине S, по нормали к поверхности, °С, Д - коэффициент теплопроводности материала цилиндра, Вт/(м град)

Учитывая равенство (Q) и (Q*), определяются величины коэффициентов теплоотдачи а, для теплоподводящих участков цилиндра

/+т

2+гг

(21) (22)

Рис. 7. Расчетная схема оребренного цилиндра:

/=1,2т-участки теплообмена; • -узлы сетки КЭ, соответствующие характерным точкам участков

Формула (22) является приближенным выражением закона теплопроводности Фурье Полное их соответствие наблюдается в случае одномерных, стационарных температурных полей с параллельными изотермическими поверхностями и в однородных средах Для достижения наибольшего соответствия следует минимизировать <5, Осуществление подобного термоэлектрического эксперимента не возможно, поэтому для получения значений температур следует проводить анализ температурного состояния цилиндров МКЭ с ГУ 1-рода, которые получают на базе экспериментальных значений температур в точках поверхностей цилиндров За следует принимать температуры в узлах сетки КЭ, соседних по нормали к поверхности с характерными точками тепловоспринимающих участков, а за 3, — расстояние между соответствующими узлами сетки

По аналогии с рядом работ, для исследований допустимо принимать постоянные значения коэффициентов теплоотдачи для теплоотводящих участков а,+„ по высоте ребер охлаждения цилиндров, что упрощает процессы расчетов при достаточной для практических целей точности В первом приближении для I - пояса цилиндра коэффициент а, ,т на оребренном (1+т)

— участке с площадью , т определяется из условия равенства количества подводимого к участку (£}*) и отводимого от него ) в охлаждающий

воздух тепла После экспериментального определения температуры 10ф >т) для теплоотво-дящего участка цилиндра и средней температуры поверхности вычисляется коли-

чество тепла

О =а и , -I , (24>

*--1+т ср(1+т) ос(!+т)' /+т

Учитывая равенство (22) и (24), получается выражение для приближенного определения значений коэффициентов а,+„ для теплоотводящих участков оребренных цилиндров ДВС с воздушным охлаждением

При использовании данного алгоритма определения ГУ на практике может возни-нуть необходимость в корректировке величин а,*„ для достижения требуемого соответствия расчетных и экспериментальных значений температур в контрольных точках участков теплообмена цилиндров Рекомендуется при этом проводить корректировку на теплоотводящих участках в силу большей приближенности их определения На этом этапе, к тому же, может быть задан любой закон распределения коэффициентов теплоотдачи по поверхностям ребер охлаждения

Данный алгоритм в работе представлен в виде универсальной методики определения ГУ 3-рода для цилиндров ДВС с воздушным охлаждением, оформленной аналогично итерационной методике для поршней

Практикой расчетно-экспериментальных исследований теплового состояния цилиндров дизельных двигателей ГАЗ подтверждена работоспособность методики Определены ГУ для характерного сечения цилиндра двигателя на расчётном режиме Сетка КЭ, участки теплообмена и экспериментальные значения температур в контрольных точках представлены на рис 8а

Сечение цилиндра разделено на семь кольцевых поясов Каждому ; - поясу соответствовал теплоподводящий / - участок и теплоотводящий (г+7) - участок Для анализа температурного состояния цилиндра МКЭ по экспериментальным значениям температур путем интерполирования были получены ГУ 1-рода и соответствующее поле температур со значениями ¡¡, и После подстановки всех требуемых величин в формулы (23) и (25) получены значения коэффициентов а, и а,+? для участков теплообмена цилиндра При решении задачи теплопроводности с определенным таким образом набором ГУ 3-рода получено ожидаемое достаточно большое расхождение расчетных и экспериментальных температур в характерных точках цилиндра (до 14%) После корректировки а,(7 методом подгонки и решения обратных задач теплопроводности МКЭ получены уточненные значения коэффициентов теплоотдачи для теплоотводящих участков Расхождение расчет-

ных и экспериментальных температур с окончательно определенным набором ГУ 3-го рода в характерных точках сечения базовой конструкции цилиндра не превышало 5% Полученное поле темпеоатуй (исходный пооект иилиндоа^ поедставлено на вис 86 а) 6)

-,-!

>

*

Рис. 8. Сетка конечных элементов, участки теплообмена и поле температур базовой модели цилиндра двигателя ГАЗ-542.10

а) сетка КЭ, участки теплообмена, б) поле температур, • - экспериментальные точки

В третьей главе представлены численные исследования теплового состояния перспективных конструкций деталей двигателей (для повышения их работоспособности) с экспериментальной апробацией поршней с противоизносной вставкой в канавке ВКК, с тепловой защитой зоны кромки КС и с различными видами принудительного масляного охлаждения (для ГАЗ-542 10), разработка конструкционных способов снижения температурного состояния оребренных цилиндров двигателей путем изменения характеристик оребрения и применения биметаллической конструкции цилиндра двигателя ГАЗ-542 10, разработка методики и профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ

Результаты экспериментальных исследований показали повышенный уровень температурного состояния деталей двигателей ГАЗ-542 10, близкий к критическому по работоспособности Наибольшее влияние на тепловое состояние ДВС оказывает конструкционное оформление его теплонагруженных деталей Опыт производства и эксплуатации высокооборотных автомобильных дизельных двигателей указывает на необходимость проведения специальных мероприятий по предотвращению повышенной разработки канавок поршневых колец Помимо высоких ЧВКВ на ускорение износа канавок существенно влияет повышенный уровень температур в зонах колец, снижающий механические характеристики металла поршня Для уменьшения темпа изнашивания сопряжения «поршень-кольцо» применяют способы наплавка или плазменный переплав материала поверхностей канавок с легированием, лазерное термоупрочнение металла в канавках и др Для двигателей ГАЗ наиболее приемлема технология установки в зоне канавок ВКК поршней вставок из жаропрочного износостойкого аустенитного чугуна с высоким содержанием никеля (нирезистового чугуна или "нирезиста") - на ГАЗе и ЗМЗ накоплен обширный опыт по его применению в двигате-лесгроении, материал поршня двигателя ГАЗ-542 10 алюминиевый сплав AK-I8 и нирези-

стовый чугун имеют близкие значения коэффициентов линейного расширения Актуальной проблемой является выбор оптимальных геометрических характеристик вставок

Выбор формы противоизносной вставки из нирезистового чугуна для поршня двигателя производился численным моделированием с использованием базовой (СЭМ температурного состояния поршня (рис 56) с различными вариантами вставок (рис 9)

При этом увеличение объема вставки (вариант С) приводит к уменьшению температуры в точке 2, но вызывает увеличение температуры в точке 1, в сравнении с цельнолитым поршнем Уменьшение размера вставки (вариант В) приводит к небольшому возрастанию температур в точке 2 и в точке 1 Существует критический размер вставки, при котором достигается равенство температур поршня со вставкой и без нее в контрольной точке 2 Встречающиеся в литературе различные эффекты по влиянию вставок на температуры поверхностей канавок объясняются именно тем, что в одних случаях их размеры были больше критических, в других - меньше Анализ численных исследований позволил

Рис. 9 Варианты вставок в канавке ВКК поршня

сделать вывод о том, что решающее влияние на температуры в зонах кромки КС и поверхности канавки ВКК оказывает количество материала вставки на пути градиента температур к точке 2 В результате смоделирована вставка, названная "каплевидной", с ассиммегричным размещением преобладающей части материала - вариант Д Поле температур поршня с "каплевидной" вставкой представлено на рис 10 К производству для дизельных двигателей ГАЗ, однако, принята нирезистовая вставка по варианту А (рис 9), имеющая традиционную форму Как показали численные исследования МКЭ, при установке вставки по варианту А происходит лишь незначительное увеличение температур поршня во всех контрольных точках, соответствующих термодатчикам, в сравнении с поршнем без вставки (в точке 1- на 6,2°С, в точке 2- на 4 1°С), что полностью доказало приемлемость данного конструкторского решения без дорогостоящих экспериментальных апробаций Расчетные линии уровней температур поршня со вставкой по варианту А представлены на рис 11 Для численных исследований по разработке конструкционных способов улучшения теплового состояния и обеспечения работоспособности поршней двигателей ГАЗ-542 10 КЭМ температурного состояния поршня со вставкой (рис.11) взята в качестве исходного проекта

Рис. 10. Поле температур поршня с"каплевидной" вставкой

Рис 11. Поле температур исходного проекта поршня

Проведено экспериментальное сравнение температурного состояния поршня двигателя ГАЗ-542 10 без вставки и со вставкой в канавке ВКК Эксперименты проводились в одинаковых условиях, на одной и той же (пятой) ЦПГ при одинаковых регулировках и комплектации, путем поочерёдного термометрирования поршней, прошедших обкатку по 15-ти часовому циклу Установлено, что на режиме номинальной мощности двигателя температура поршня со вставкой в точка 1 (зона кромки КС) выше на 10°С, чем у цельнометаллического его прототипа, в точка 2 (зона канавки ВКК) - на 6°С Полученные результаты хорошо согласуются с результатами моделирования МКЭ (расхождение не превысило 2%) Таким образом, в целом подтверждена правильность применяемого в работе методического подхода при разработке КЭМ поршней, что доказывает практическую ценность результатов моделирования

В настоящее время спорны вопросы эффективности применения в зоне кромок КС вставок, сегментов и "башмаков" из теплостойких материалов Положительный эффект при этом не всегда превалирует над преодолением возникающих технологических трудностей В силу удачного сочетания теплофизических характеристик поршневого сплава АК-18 и нирезистового чугуна на этапе доводки дизельных двигателей ГАЗ представлялось возможным и практичным применение для защиты зоны кромок КС поршней вставок из нирезистового чугуна На базе исходного проекта поршня (рис 11) произведены численные исследования по оценке влияния размеров вставки в зоне кромки КС и ориентации линии сопряжения нирезистового чугуна и алюминиевого сплава на температурное состояние поршня Основной задачей явилось обеспечение наибольшего снижения температур основного материала поршней за вставкой для обеспечения их работоспособности Поставленной цели отвечают конструкции, характеризуемые совпадением линии сопряжения нирезистового чугуна и материала поршня с той или иной линией уровня температур (изотермой) По одной из изотерм (330°С) ориентирована линия сопряжения вставки варианта С (рис 12) При этом за вставкой обеспечивается равномерное распределение температур основного материала поршня при снижении на 30°С. Изменение ориентации линии сопряжения металлов обеспечивает неравномерность распределения температур основного материала поршня за вставкой, снижая максимальный эффект При этом высокая температура "нирезиста" 396,5°С для него не опасна.

Одним из наиболее эффективных способов снижения максимальных температур поршней ДВС является принудительное охлаждение их маслом На двигателе ГАЗ-542 10 предусмотрена система масляного охлаждения внутренней поверхности поршня орошением из форсунки в нижней части цилиндра, сообщающейся с главной масляной магистралью Экспериментальным путем оценен эффект масляного охлаждения орошением на температурное состояние поршня по внешней скоростной и нагрузочной характеристикам двигателя, при строгом соблюдении идентичности условий экспериментов и регулировок двигателя Без охлаждения на режиме номинальной мощности получено возрастание температур в центре поверхности КС на 29°С, на кромке КС - на 27°С, в зоне канавки ВКК - на 18°С Значения температур поршня на кромке КС (382°С) и в канавке ВКК (261°С) при этом существенно превышают критический уровень

Больший эффект получен в результате применения циркуляционного полостного масляного охлаждения Наиболее рациональное месторасположение и геометрические параметры круговой полости по расчетному сечению найдены путем численных исследований МКЭ У экспериментально изготовленного поршня масло из форсунки в картере подавалось в кольцевую полость по каналу в зоне бобышки поршневого пальца и стекало

Рис. 12. Поле температур поршня со вставкой по изотерме

в поддон из подобного отверстия в другой бобышке Сравнение температурного состояния поршней стандартного (с охлаждением внутренней поверхности) и с циркуляционным масляным охлаждением, как и прочие сравнительные эксперименты, осуществлялось при идентичных условиях Циркуляционное охлаждение более эффективно с точки зрения снижения температур поршня Температура в зоне кромки КС на режиме номинальной мощности снизилась при этом на 28°С, в зоне канавки ВКК - на 22°С, в центре КС - на 5°С Расхождение расчетных и экспериментальных результатов не превысило 3% Данный проект обеспечивает достижение приемлемого температурного состояния и поршня, и двигателя в целом по обеспечению работоспособности Это конструкционное решение внедрено для модификаций двигателей с газотурбинным наддувом

Для улучшения температурного состояния цилиндров и двигателей с воздушным охлаждением наиболее очевидный путь - увеличение площади оребренной поверхности цилиндров Не говоря о сопряженных с этим неминуемых технологических трудностях, предварительный эффект с достижением оптимального результата необходимо оценить на физических или математических моделях Изменение геометрических характеристик оребрениых поверхностей цилиндров ДВС вызывает изменение условий теплообмена между ними и охлаждающим воздухом Этот теплообмен описывается критериальной зависимостью теплопередачи при движении воздуха внутри замкнутого канала (в межреберном канале), связывающей критерии Нуссельта и Рейнольдса При данных исследованиях не проводилась оценка и учет влияния изменения геометрических характеристик оребрения цилиндра на характеристики охлаждающего воздуха (Л, СО, V - соответственно, коэффициент теплопроводности, Вт/(м град), средняя по сечению канала скорость, м/с, коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с) Модель корректировки ограничилась изменением а в зависимости от характерного геометрического размера канала охлаждения е?э= 45/П ( в и П - площадь поперечного сечения (м2) и периметр канала (м)) При учете принятых допущений, после раскрытия критериев Ыи и Яе получена зависимость между параметрами исходных (а/ и «/,/) и измененных (а2 и ¿4?) сечений каналов охлаждения

Таким образом, моделирование высоты, толщины и количества ребер охлаждения проводилось с одновременной корректировкой величин коэффициентов теплоотдачи для теплоотводящих участков с использованием КЭМ исходного проекта цилиндра двигателя ГАЗ-542 10 (рис 8)

Численным экспериментом проведено сравнение пяти вариантов цилиндров с различной высотой и пяти вариантов с различной толщиной ребер охлаждения Получены аппроксимационные зависимости температур от высоты и толщины ребер охлаждения цилиндра для точек - конец 3-го ребра, основание 3-го ребра и находящаяся напротив точка зеркала цилиндра Этот пояс цилиндра соответствует месту остановки ВКК в ВМТ Установлено, что высота ребер исходного варианта цилиндра выбрана удачно Дальнейшее ее увеличение вызывает малый эффект по снижению температур цилиндра, а уменьшение высоты ребер приводит к увеличению температур во всех его точках, а значит к повышению без того практически критического теплового состояния двигателя по работоспособности Решать проблему повышенного температурного состояния цилиндра и теплового состояния двигателя в целом путем увеличения толщины ребер охлаждения также не рационально, в силу получаемого при этом незначительного эффекта по снижению температур цилиндра и других деталей ЦПГ, не соизмеримого с существенным усложнением технологии изготовления цилиндров и необходимостью увеличения энергетических затрат на привод вентилятора системы охлаждения

Проведены численные исследования температурного состояния цилиндров с различным количеством ребер охлаждения - от 20 до 27, КЭМ обозначены, соответственно, Ы2ц, . Базовый вариант (исходный проект) - N¡1 Интервал изменения количества ребер выбран из соображений технологичности изготовления цилиндров и эффективности по теплоотводу, на базе изучения аналогичных научных исследований Откорректи-

(26)

рованные значения коэффициентов теплоотдачи а, по соотношению (26) для теплоотво-дящих участков цилиндров с различным количеством ребер приведены в табл 4

Таблица 4

Корректировка а при изменении количества _ребер охлаждения цилиндра_

Участок тепло -обмена Исходный проект - а, Вт/м2 град N20 N2, N22 N24 N25 N26 N27

1 192 185,1 187,4 189,7 194,3 196,5 198,9 201,2

2 194 187,0 189,3 191,7 197,1 198,6 201,1 203,3

3 200 192,8 195,2 197,6 202,4 204,8 207,3 209,6

4 198 190,9 193,2 195,6 200,4 202,7 205,1 207,5

5 196 188,9 191,3 193,6 199,4 200,7 203,0 205,4

6 194 187,0 189,3 191,7 196,3 198,0 200,9 203,3

7 192 185,1 187,4 189,7 194,3 196,6 198,9 201,2

Численный эксперимент позволил установить существенное изменение температурного состояния цилиндров ДВС с воздушным охлаждением при варьировании количества ребер охлаждения - с уменьшением их количества температуры во всех точках цилиндра весьма ощутимо увеличиваются, с увеличением числа ребер - снижаются (рис 13)

t"C 220

260 t"C

Рис. 13. Распределение температур цилиндров с различным количеством ребер охлаждения: • Э С О 0.ААП - варианты N2o, N2i, N22, N23, N24, N25, N26, N27

Аппроксимационные зависимости температур для узлов сетки КЭ, соответствующих точкам конца ребра (к), основания ребра (d) и зеркала цилиндра (с) в поясе остановки ВКК в ВМТ, от количества ребер имеют вид

/ = 180,0 - 4,20 N + 0,043W \ - узел к,

t = 372,3 - 7,93'N + 0,082W;

(27)

- узел <1,

Г = 360,6 - 9,20'ЛГ + 0,099-ЛГ' - узел с

Из анализа рис 13 следует, что в случае использования в комплектации исследуемых дизельных двигателей ГАЗ цилиндров с 27 ребрами охлаждения, вместо «штатных» (23 ребра), температуры практически всех точек поверхности зеркала цилиндра на режиме номинальной мощности снижаются на 18 20°С Таким образом, получены количественные характеристики по влиянию высоты, толщины и количества ребер охлаждения цилиндра на его температурное состояние, которые могут быть использованы при оптимизации характеристик оребрения цилиндров двигателей с воздушным охлаждением для обеспечения их работоспособности

Для двигателей ГАЗ с воздушным охлаждением принят к производству оребренный цилиндр с 27 ребрами Это лишь незначительно усложняет технологию изготовления цилиндров, что не сравнимо с эффектом по снижению температур не только цилиндров, но и поршней, и температурного состояния двигателей Проведены сравнительные термоэлектрические эксперименты (рис 14) по термодатчикам 6 -конец 3-го ребра, 8 - его основание, 9 - соответствующая точка зеркала цилиндра Сравнение полученных МКЭ и экспериментальных значений температур в контрольных точках цилиндров показало высокое их соответствие (до 6%), что представлено на рис. 15

Рис. 14. Изменение температур цилиндров двигателя ГАЗ-542.10 по внешней скоростной характеристике с различным количеством ребер. -О-- 23 ребра, •-- 27 ребер

® ©

*—

Г 1 1 /

м Г 1 1 1 1 —4 Н

® ®

©

ГС 200 180 160 140 160 180 200 220 240 1 "С

Рис. 15. Сравнение расчетных и экспериментальных значений температуру характерном сечении цилиндра (27 ребер):

О- — расчетные значения,

— ■ О — - экспериментальные значения

Существенно интенсифицировать теплоотвод у ДВС с воздушным охлаждением можно за счет применения цилиндров с рубашкой охлаждения из алюминиевых сплавов, по примеру дизелей "Лайкоминг", "Континенталь", "Энфильд" и др Однако, из-за существенного различия величин коэффициентов линейного расширения чугуна и алюминиевого сплава по мере наработки двигателя происходит отслаивание металлов с потерей расчетной теплопроводности цилиндров На примере двигателя ГАЗ-542 10 разработана конструкция биметаллического цилиндра с высокой надежностью контакта поверхности чугунной гильзы и алюминиевой рубашки охлаждения Предложено линию сопряжения металлов в верхних, наиболее "горячих", поясах цилиндра выполнять под углом, соответствующим разности линейного расширения чугуна и алюминиевого сплава по диаметру и высоте цилиндра, при котором обеспечивается взаимное перемещение металлов без потери контакта На базе исходного проекта цилиндра (рис 8) проведен численный эксперимент МКЭ Анализировались несколько вариантов биметаллических цилиндров, отличающихся количеством КЭ со свойствами сплава АЛ-4 Разработана КЭМ и рассчитано поле температур биметаллического цилиндра с линией сопряжения металлов, эквидистантной линии оснований ребер, и толщиной слоя алюминиевого сплава в стенке 2,5 мм Значения температур его зеркала, в сравнении с цельнолитым чугунным вариантом, в расчетном сечении по длине образующей снижаются при этом на 20-27°С

Отслаивание алюминиевого сплава и чугуна можно предотвратить, если произвести профилирование линии контакта металлов с учетом разности коэффициентов их линейного расширения (А с №1686205А1) На рис 16 схематично представлена данная линия сопряжения (А-В-С) Особое внимание при профилировании уделено контакту по линии (А-В) - в зоне наибольших температур Если конструктивно обеспечить опору алюминиевой рубашки по линии (С-Д) на площадку картера двигателя, то при нагреве алюминиевый сплав будет расширяться по радиусу (точка В =ВР.П переместится в точку В\ )

AJI AJI

и вверх (5' —»В\п),точка чугуна В =В®Т переместится в точку В1 по радиусу Пере-

АЛ АЛ Ч Ч

мещение этой точки вверх незначительно - оно ограничивается стальными шпильками, стягивающими цилиндр и его головку к картеру, величины коэффициентов линейного расширения применяемых алюминиевых сплавов в 2 раза и более превышают коэффициенты линейного расширения чугуна а 'ч - Непрерывный контакт металлов на расчетном режиме гарантируется, если линия ( В^—В^ ) будет параллельна линии (А-В)

D с

Рис. 16. Схема расчета рациональной линии сопряжения металлов

Величина требуемого угла наклона у линии (А-В) к вертикальной оси цилиндра рассчитывается по отношению разности расширения алюминиевого сплава и чугуна по радиусу к расширению алюминиевого сплава по высоте

y=arctgaAJI Jt(

К1АЛ\~а'ч Rt<

í,

(28)

аАЛ'Н^АЛ2

где Я и Я-расстояния, соответственно, от оси цилицдра и от опорной поверхности (С-Д) до точки В, м, /лл! и /ч - средние температуры стенки алюминиевой рубашки и чугуна в зоне высоких температур,°С, 1АЛ2 - средняя температура стенки алюминиевой рубашки ниже прямой линии, проходящей через точки #о к В1 , °С

АЛ АЛ

Разработана конструкция биметаллического цилиндра для двигателя ГАЗ-542.10 Величина у = 12 град Изготовлена их опытная партия (200 шт) Чугунные гильзы для

цилиндров из СЧ 24-44 получены способом центробежного литья, а алюминиевые рубашки - заливкой сплава АЛ-4 в кокиль под низким давлением Из анализа температур сравниваемых цилиндров в ряде точек на режиме номинальной мощности следует, что температуры зеркала и точек в основании рёбер у биметаллического цилиндра существенно ниже (в точке зеркала на 31°С, в точке основания 3-го ребра - на 22°С) Это конструкторское решение внедрено на ГАЗе для разработки форсированных модификаций двигателей

Результаты исследований показали, что наибольшие значения температур по боковой поверхности поршней двигателей наблюдаются в крайних точках периметра донышка поршня вблизи выпускных клапанов головок цилиндров Это приводит к тому, что верхние зоны головок поршней имеют большие деформации, чем нижние В районе межкольцевых перемычек на рабочих режимах образуется неоправданно большой зазор с поверхностью зеркала цилиндра Здесь скапливается моторное масло, которое, не успевая пройти через маслосъемное кольцо, попадает в КС, что приводит к увеличению расхода масла «на угар»

Разработана расчетно-экспериментальная методика профилирования головок поршней ДВС с использованием МКЭ Задача термоупругости, при этом, решается на одной и той же сетке КЭ моделей поршней, совместно с задачей теплопроводности, что является одним из существенных преимуществ МКЭ Суть методики состоит в обеспечении такой формы профиля головок поршней в «холодном» состоянии, который на режимах максимального теплового нагружения будет строго параллелен поверхности зеркала цилиндра и соответствовать деформации точки донышка исходного проекта поршня Последнее обстоятельство гарантирует работоспособность сопряжения «поршень-цилиндр» Методика апробирована для поршней двигателей ЗМЗ. Далее представлено профилирование головок поршней двигателя ЗМЗ-4052 10 На рис 17 приводятся геометрические размеры исходной (базовой) конструкции головки поршня двигателя в «холодном» состоянии На первом этапе решалась задача теплопроводности для данного объекта Поле температур головки поршня на режиме номинальной мощности двигателя представлено на рис 6в Одновременно были определены температурные деформации узлов сетки КЭ поршня без действия силы давления газов и их суммарная деформации с учетом максимальной газовой силы Рг Значения газовой силы взято из индикаторной диаграммы двигателя, снятой одновременно с термоэлектрическим экспериментом (Рг = 60 бар) Учет газовой силы лишь на 8 мкм увеличил максимальную температурную деформацию головки поршня Для анализа деформаций поршня данного двигателя газовую силу можно не принимать в расчет Это, однако, не означает, что при профилировании головок поршней других ДВС действие Рг не должно учитываться На рис 18 штриховой линией условно показан увеличенный размер головки поршня

По полученным деформациям в радиальном направлении строилась новая модель с измененными геометрическими размерами относительно базовой КЭМ термоупругого состояния исходного проекта поршня в «горячем» состоянии При этом обеспечивалась параллельность боковой поверхности головки поршня и зеркала цилиндра (рис 19) Следующий этап профилирования включает в себя решение повторной задачи теплопроводности для измененной конструкции головки поршня У данного двигателя изменения геометрических размеров поршня незначительны, как оказались несущественны и расхождения температур новой и базовой КЭМ поршня Для следующего шага процесса профилирования за основу было взято температурное состояние базовой КЭМ поршня двигателя (рис 6в) В дальнейшем, к узлам сетки КЭ прикладывалась температура

1,хал = 2 (Г~1'ГР, (29)

где / ,хо' - «комнатная» температура поршня в ; - узле (21,85 °С) I "агр — температура поршня в г - узле в нагретом состоянии

Рис. 17. Геометрические размеры головки поршня в «холодном» состоянии

По данной формуле получаются отрицательные температуры, которые и прикладываются к увеличенному по размерам поршню. В результате приложения этой температуры и решения задачи термоупругости получают обратные деформации видоизмененного поршня и новые размеры, которые будут у спрофилированной головки поршня в «холодном» состоянии (рис 20)

В настоящее время в ОАО «ЗМЗ» проводятся испытания двигателей ЗМЗ-4052 10 с поршнями, спрофилированными по данной методике, которая представлена в работе в виде последовательного поэтапного алгоритма, подобно итерационной методике определения ГУ 3-рода для Поршней ДВС (табл 3).

Рис.18. Размеры КЭМ деформированного состояния головкн поршня

<7т

13.713

ТЩГ

¡768!

ат

и 8 75

чт

Рис. 19. Головка поршня двигателя с обеспечением параллельности боковой поверхности относительно зеркала цилиндра

Рис. 20.

поршня двигателя

Геометрические размеры спрофилированной шя двигателя ЗМЗ-4052.10 в «холодном» сосп

головки «холодном» состоянии

В четвертой главе представлены исследования теплового состояния и надежности автомобильных двигателей в эксплуатации методическое обеспечение для статистического моделирования безотказности и долговечности автомобильных двигателей» анализ эксплуатационной надежности разработанных на этапе доводки конструкций поршней и цилиндров, анализ процессов образования отложений на поверхностях деталей двигателей и влияние отложений на температурное состояние деталей, построение статистических моделей надежности городских автобусов и их двигателей, разработка эксплуатационных способов поддержания удовлетворительного теплового состояния и обеспечения работоспособности двигателей городских автобусов,

Для построения адекватных статистических моделей безотказности и долговечности выпускаемых технических объектов необходима информация о резуль'гатах их испытаний при подконтрольной эксплуатации В работе сбор первичной информации по эксплуатационной надежности дизельных двигателей ГАЗ при подконтрольной эксплуатации автомобилей ГАЭ-4301, организованной заводом, осуществлялся по методике УКЭР ГАЗ В число подконтрольных входили автомобили с поршнями без нирезистовой вставки в канавке ВКК и с поршнями со вставкой Оказалось, что деталью, лимитирующей ресурс двигателей, является поршень без вставки в канавке ВКК Определено, что их отказы (разработка канавки) подчиняются нормальному закону распределения Средняя наработка до отказа (66.89 тыс км) Построения статистических моделей отказов поршней двигателей с принятой к производству нирезистовой вставкой в канавке ВКК не потребовалось, так как их отказов при подконтрольной эксплуатации не обнаружено

Долговечность работы биметаллических цилиндров также проверена при подконтрольной эксплуатации в составе двигателей ГАЗ-542 10 Испытания проходили 32 автомобиля, оснащенные двигателями с биметаллическими цилиндрами Под отказом цилиндра при испытаниях понималось расслоение составляющих его металлов, сопровождающееся резким ухудшением теплопроводящей способности цилиндра и возрастанием температуры моторного масла до 115-120°С. Отказ хотя бы у одного цилиндра из шести сразу приводил к существенному увеличению температуры масла По этому признаку фиксировался отказ всего комплекта цилиндров двигателя Таким образом, обрабатывалась выборка из 28 двигателей, а реально она составила 168 объектов (цилиндров) Определено, что отказы подчиняются закону Вейбулла Средняя наработка до отказа 176 35 тыс км превышает нормативный ресурс двигателя до капитального ремонта для III категории условий эксплуатации (160 тыс км) Минимальное значение наработки до отказа 156 36 тыс км лишь незначительно меньше нормативного ресурса, т е всего 6 цилиндров из 168 отказали до пробега автомобиля 160 тыс км Вероятность отказа для этого случая намного меньше допустимой величины риска 10 15% Таким образом, биметаллические цилиндры имеют соизмеримый с нормативным до ремонта двигателя ресурс

Задача поддержания удовлетворительного теплового состояния двигателей и обеспечения работоспособности их теплонагруженных деталей на эксплуатационном этапе жизненного цикла автомобилей не менее актуальна Здесь неизбежны нарушения предписанных условий эксплуатации и необходим учет образования отложений на деталях двигателей Проблема образования нагаров на поверхностях деталей КС, лаков и осадков - на деталях, контактирующих с моторным маслом, тесно связана с тепловым состоянием ДВС Произведен анализ взаимосвязи температур деталей двигателей ЗМЗ и процессов образования отложений (рис 21) Для исследований использовалась методика 344-Т (США), аналогичная отечественной методике оценки отложений ВНИИ НП (10-ти балльная шкала) Эксперименты проводились совместно с лабораториями испытаний легковых и грузовых автомобилей УКЭР ГАЗ на стендах по нагрузочным характеристикам двигателей, поочередно, в течение 3,5 часов - 100% нагрузки, 70% нагрузки, 50% нагрузки, 40% нагрузки, 25% нагрузки и без нагрузки Результаты были аппроксимированы методом наименьших квадратов и получены математические модели образования отложений на деталях двигателей ЗМЗ

Нагарообразование на днищах поршней

- толщина нагара у = 90,011224

- твердость нагара у = 0,8е 0008/ Лакообразование на поверхностях поршней

- боковые поверхности у = 0,0211 - 1.53

- внутренние поверхности .»= _ п пши »г л. п

у = - 0,0003/ ' + 0,104 / - 5,6

(30)

(31)

(32)

(33)

Р 3.5 * ..

| 25 <о

I 2'

с

х 15 Й

| ^ ? 0,5

у=0 8еом 81 /

/ 7

/ V

)

А

/

2 5

3 1 5 С

а

э

1 1

г

г

?05

—

/

/ к

/

" "I у--0 00031*+ 0,1041-5 6

а)

50 100 150 200 250 300 температура, град

120

б)

140 160 180 200 температура, град

Ряс. 21. Зависимости отложений нагаров и лаков на поверхностях поршней двигателей ЗМЗ-524Э.10 от их температур

а) - нагары на днище, б) - лаки на внутренних поверхностях

Установлено, что в свою очередь отложения приводят к перераспределению тепловых потоков, проходящих через поршни, и повышению температур поршней в критических точках — в центре огневой поверхности днища поршня и в канавке ВКК Температурное поле поршня двигателя ЗМЭ-5234 10 с учетом отложений нагаров и лаков на его поверхностях представлено на рис 22 Задача теплопроводности МКЭ решалась с ГУ 1-рода, полученными при термометрировании поршня на режиме номинальной мощности при стендовых испытаниях двигателя Термоэлектрические эксперименты проводились с тем же поршнем, для которого ранее выполнены исследования температурного состояния Предварительно двигатель работал на стенде более 80 часов, после чего (по литературным источникам) наступает стабилизация нагаров и лаков В результате, температура в центре днища поршня повысилась на 24°С, в зоне канавки ВКК - на 26°С (близка к критической по залеганию поршневых колец) Это в должной мере не учитывается на этапе проектирования и доводки двигателей, что, однако, в совокупности с их эксплуатацией в составе АТС при повышенных тепловых нагрузках повышает вероятность отказов - прогары поршней, закоксовывание поршневых колец и т д

Исследования надежности в зависимости от теплового состояния автомобильных двигателей в эксплуатации проводились на примере городских автобусов Сбор и комплектование информации для статистического моделирования с применением классификаторов для подконтрольной эксплуатации при этом трудно осуществимы Разработан специальный классификатор отказов и неисправностей двигателей автобусов, отличающийся удобной их кодировкой, который способствовал формированию и внедрению в

1 1 -------Л • 192 195 ,\\

Рис. 22. Поле температур поршня двигателя ЗМЗ-5234.10 с нагарами и лаками

практику работы П1 НО «Щшегородпассажиравтотранс» ели кой базы данных. Вся информация хранится на центральном сервере информационной системы, объединяющем производственно-технические и эксплуатационные службы авто предприятий. Используя классификатор, легко производится формирование выборки об отказах двигателей. Для этого при автоматизированном поиске достаточно ввести код отказа.

Анализ проводился по автобусам IIA3-3205, ¡ A3-322I23 и ЛиАЗ-677, которые составляют около 70% пассажирского парка области. Исходя из общепринятого алгоритма определения минимальных объемов выборки, для испытаний достаточно по 20 автобусов 11АЗ-3205, ГАЗ-322123 и 30 - ЛиАЗ-677. Первые этап исследований - эксплуатация на равнинных маршрутах. Произведено статистическое моделирование показателей эксплуатационной надежности двигателей автобусов с разработкой соответствующих моделей. «Лимитируют» надежность двигатели и его системы; их надежность «лимитируют» детали криво-шнпно-шагунного механизма (KL1IM), в первую очередь относящиеся к ЦПГ.

Второй этап исследований - анализ безотказности и долговечности двигателей для автобусных маршрутов с затяжными подъемами. Происходит существенное увеличение количества отказов деталей КШМ и системы охлаждения в жаркое время года при температурах окружающего воздуха выше +15 °С и величине подъема 7% и более (рис. 23), Это залегания поршневых колец, прогар поршней, прогары прокладок головок блоков цилиндров, коробление головок и т.д., что связано с тепловым состоянием двигателей.

60 40 30 20 10 Н

40%

22%

ОТКАЗЫ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ АВТОБУСОВ flA3J205 (маршруты с подъемами, без УТО)

I II Iii IV V

l'iic. 23. Диаграмма распределении отказов систем двигателей автобусов ПАЗ-Э205:

l-fiüJM с ЦПГ; I¡--система охлаждения; [II- система зажигания; [V- ГРМ; V-система питания

Производительность системы охлаждения ДВС существенно увеличивается при повышении частоты вращения вентилятора охлаждения радиатора («„). Разработана и внедрена система взаимозаменяемости шкивов (из комплекта автобусов) для увеличения >ts у двигателей 3M3-5234.10 на 44% л ЗИЛ-375ЯТ - на 42%, Это решение не оптимально -увеличивается мощность на привод вентиляторов и время прогрева двигателей, происходит их переохлаждение при движении на равнинных маршрутах. У двигателей ЗМЗ-402.10 микроавтобусов ГАЭ-322123 проблема обеспечения работоспособности теплона-груженнЫХ деталей решена путем увеличения высоты радиаторов.

Наиболее эффективное решение для обеспечения работоспособности тс пл онагру жен-пых деталей двигателей автобусов 11АЗ и ЛиАЗ, работающих на маршрутах с подъемами - корректирование периодичности и структуры ТО. Произведено статистическое моделирование надежности двигателей с выбором и проверкой (по критерию Пирсона) законов распределения отказов. Для двигателей автобусов ПАЗ-3205 получено:

пх)=

i

' 2-0-2

Ö"'V2 '71

Таким образом, опытное распределение выравнивается законом I я усе а (рис. 24):

\ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТКАЗОВ BËÎ ПРОВЕДЕНИЯ 70-2

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 01ÏAJÛB ПОСЛЕ ВНЕСЕНИЯ /ПРЕЖДЧОЩЕГО ТО

123» 16000 18100 20000 Пробег, км

Рис. 24. Функция плотности распределения отказов двигателей автобусов ПАЗ-3205 при работе на маршрутах с подъемами:

12350-рационал1,ная периодичность ТО; 1 б ООО-нормативная периодичность ТО-2;

18100, 20000- средняя наработка до отказа двигателей бет ТО,,,,, и с ТО^р

Вероятность отказов у двигателей автобусов до времени проведения ТО-2 (16000 км) превышает 35%, что много больше допустимой вероятности отказов Гл. = 10... 15%. Предложено введение упреждающее ТО (ТОу|ф), которое включает в себя операции, от выполнения которых зависит тепловое состояние двигателя: подтяжка крепления головки блока цилиндров, проверка и регулировка натяжения ремня привода вентилятора, начального угла установки зажигания, проверка исправности работы термостата, ггромывка н очистка радиатора, замена моторного масла и т.д.

Рациональные периодичности ТОумр определялись по допустимому уровню безотказности при величине риска рд = ¡0% . Получено: ТОу„р для двигателей автобусов ПАЗ

12350 км, для двигателей автобусов ЛиАЗ - 9800 км. Дня уменьшения простоев автобусов периодичности ТОуг1р двигателей скорректированы в соответствии с кратностью ТО-! автобусов: ПАЗ - 12000 км, ЛиАЗ 9600 км. Каждое четвертое ТОу„р совпадает с ТО-2 автобуса в целом. Распределение отказов двигателей по системам изменилось (рис, 25).

Рис. 25. Диаграмма распределения откатов систем двигателей автобусов DA3-3205, работающих на маршрутах с подъемами, при проведен ни упреждающего ТО:

Т-КШМ с ЦПГ; 11-система зажигания; Ш-ГРМ; (V-система охлаждения; V-система питания

Полученные результаты актуальны для городов, расположенных на холмистых берегах рек и морей, в горной и пересеченной местности. Для городски* автобусов необходимо введение ТОу|,р при температуре окружающего воздуха более +15°С, наличии на маршруте хотя бы одною подъема величиной более 7%, времени движения на подъеме более 3,5 мин, при преодолении которого температура охлаждающей жидкости превышает mot. После введения упреждающего ТО двигателей автобусов в автопредприятиях ГП НО «Нижегородпассажиравтотранс» получен экономический эффект в размере 4400 руб. в год на один автобус. Результаты рекомендованы к включению в «Положение о т ехническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1 Разработан экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей с использованием термоэлектрических измерений, планирования экспериментов и регрессионного моделирования температур деталей ДВС в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и степени открытия топливорегулирующего органа Произведена термоэлектрическая оценка температур поршней и цилиндров двигателей Регрессионные модели в виде полиномов 3-ей степени позволяют с высокой точностью (до 8,5%) получать значения температур в экспериментальных точках деталей для всего спектра режимов работы двигателей

2 Разработана методология построения конечно-элементных моделей теплового состояния поршней и оребренных цилиндров ДВС с универсальными расчетно-экспериментальными методиками определения ГУ 3-го рода итерационной - для поршней и с использованием законов теплопередачи Фурье и Ньютона - для цилиндров Определены ГУ и построены поля температур базовых конструкций головок поршней двигателей ЗМЗ, ГАЗ и цилиндров двигателей ГАЗ при их максимальном тепловом нагруже-нии Расхождение расчетных и экспериментальных температур в контрольных точках поршней не превышает 1,9%, цилиндров - 5%

3 Расчетно-экспериментальные исследования перспективных конструкций поршней и цилиндров двигателей МКЭ для улучшения их температурного состояния и обеспечения работоспособности показали

3 1 Вставки из нирезистового чугуна в канавках ВКК поршней дизельных двигателей ГАЗ существенно увеличивают долговечность их работы Расхождение расчетных (численные исследования МКЭ) и экспериментальных температур в контрольных точках поршней с принятой к производству вставкой и без нее не превышает 3% По результатам статистических исследований долговечности внедренные в производство поршни со вставками полностью обеспечивают ресурс двигателей до капитального ремонта, штатные поршни имеют среднюю наработку до отказа 66,89 т км,

3 2 Для снижения температурного состояния поршней двигателей целесообразно применение теплозащитных вставок из нирезистового чугуна в зоне кромки КС (подтверждено численным экспериментом) Максимальный эффект достигается при ориентации линии сопряжения металлов вставки и поршня по одной из линий уровня температур Предложена вставка, обеспечивающая снижение максимальной температуры основного материала поршня на 30°С,

3 3 Наибольшее снижение температур в контрольных точках поршней дизельных двигателей наблюдается при организации циркуляционного масляного охлаждения в круговой полости (в зоне кромки КС - на 26°С, в области канавки ВКК - на 22°С), по сравнению с применяемым способом масляного охлаждения орошением внутренней поверхности поршня Конструкция поршня внедрена в производство для форсированных двигателей ГАЗ,

3 4 Увеличение количества ребер охлаждения с 23 до 27, согласно моделированию МКЭ, на 18 20°С снижает температуры точек зеркала цилиндра, по результатам экспериментальных исследований температуры снижаются на 16 19°С (расхождение расчетных и экспериментальных значений не превышает 6%) Построены модели температур характерных точек оребренных цилиндров двигателей в виде полиномов 2-ой степени от высоты, толщины и количества ребер охлаждения Рекомендовано применение полученных закономерностей при оптимизации геометрических характеристик оребрения цилиндров ДВС с воздушным охлаждением,

3 5 У биметаллического цилиндра двигателя ГАЗ (чугунная гильза - алюминиевая рубашка охлаждения) обеспечивается снижение температур зеркала на 20 31 °С Защищено авторским свидетельством решение по форме сопряжения металлов с постоянным контактом при их температурных деформациях Средняя наработка до отказа биметаллических цилиндров (176,35 ткм) превышает ресурс двигателей до капитального ремонта (160 т км), величина «риска» отказа до ресурсного пробега гарантированно входит в 10%-ый допустимый интервал Конструкция цилиндра внедрена в производство для форсированных двигателей

4 Разработана, внедрена в ОАО «ЗМЗ» методика и произведено профилирование головок поршней бензиновых двигателей ЗМЗ На режиме максимального теплового нагру-жения их поверхность параллельна поверхности зеркала цилиндра, а в «холодном» состоянии принимает форму усеченного конуса

5 В результате расчетно-экспериментальных исследований по улучшению теплового состояния и обеспечению работоспособности теплонагруженных деталей двигателей в эксплуатации-

5 1 Построены статистические модели отказов городских автобусов и их двигателей Из всех систем и механизмов лимитирующим по надежности является КШМ (29 32% от суммарного количества отказов двигателей) Наибольшее количество отказов КШМ (до 55%) приходится на детали ЦПГ, характер которых, в наибольшей степени, обусловлен температурным состоянием деталей,

5 2 Построены статистические модели отказов двигателей автобусов ПАЗ и ЛиАЗ на маршрутах с крутыми подъемами величиной более 7% и временем движения более 3,5 минут Вероятность отказов при температурах окружающего воздуха выше+15 °С превышает 35% к моменту проведения ТО-2, что больше допустимой величины «риска» =10% Для автобусов определены периодичности упреждающих ТО, операции которых направлены на устранение отказов, связанных с повышенным тепловым состоянием двигателей для ПАЗ-12000 км, ЛиАЗ-9600 км Результаты предложены к включению в «Положение о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта»

6 Результаты исследований внедрены в ОАО «ГАЗ» (экономический эффект от внедрения методик - 3580 руб , от внедрения конструкторских решений -168 руб на один автомобиль в год, в ценах 1989-1991 г г ), в ОАО "ЗМЗ", где используются при оптимизации теплового состояния вновь создаваемых и совершенствовании существующих конструкций ДВС, в автопредприятиях ГП НО "Нижегородпассажиравтотранс" для корректирования нормативов технической эксплуатации городских автобусов (экономический эффект - 4400 руб /год на один автобус), используются при подготовке инженеров автомобильных специальностей в учебном процессе НГТУ и НГСХА

Основные положения диссертационной работы опубликованы: Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК России для публикаций научных результатов докторских диссертаций:

1 Гурвич, И Б Перспективы применения тепловизора ТВ-03 для теплотехнических исследований ДВС / И Б Гурвич, НА Кузьмин II Двигателестроение -1986 - №2 - С 61 -62

2 Повеликин, В П Численные исследования влияния величин коэффициентов теплообмена на тепловое состояние поршня ДВС / В П Повеликин, Н А Кузьмин II Изв вузов Машиностроение - 1987,- №6 - С 72-77

3 Кузьмин, Н А Разработка регрессионных моделей температур дизелей ГАЗ-542 10 / Н А Кузьмин // Вестник МГТУ им Н Э Баумана Сер Машиностроение -2004 -№3(56) -С 84-92

4 Кузьмин, Н А Совершенствование системы корректирования нормативов технической эксплуатации двигателей автобусов /НА Кузьмин, М Г Корчажкин // Автомобильный транспорт - 2004 -№5 - С 49-51

5 Кузьмин, Н А Алгоритм определения граничных условий 3-рода для' оребренных цилиндров ДВС / Н А Кузьмин// Изв вузов Машиностроение-2005-№12-С 28-34

6 Кузьмин, Н А Особенности эксплуатации городских автобусов на маршрутах с подъемами /Н А Кузьмин// Грузовое и пассажирское автохозяйство -2005 -№12 -С 28-31

7 Кузьмин, Н А Профилирование головок поршней ДВС /НА Кузьмин // Изв вузов Машиностроение - 2006 - №9 -С 41-46

Учебные пособия:

8 Кузьмин, Н А Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации учебное пособие /НА Кузьмин - Н Новгород НГТУ, 2002 -142с

9 Кузьмин, Н А Нормативы и основные показатели технической эксплуатации автомобилей учебное пособие / Н А Кузьмин - Н.Новгород НГТУ, 2004 - 101с

10 Корчажкин, М Г Основы теории надежности и диагностики учебно-методическое пособие/М Г Корчажкин, НА Кузьмин - Н Новгород НГТУ, 2006 - 74с

11 Кузьмин, Н А Техническая эксплуатация автомобилей, часть 1 учебно-методическое пособие /НА Кузьмин, Г В Борисов, М Г Корчажкин - Н Новгород НГТУ, 2006 - 80с

Основные научные статьи:

12 Кузьмин, Н А. Классификация параметров теплонапряженности ДВС /НА Кузьмин, И Б Гурвич // Сб науч трудов "Улучшение эксплуатационных свойств тракторов и автомобилей"/ ГСХИ - Горький, 1983 - С 27-32

13 Кузьмин, Н А Выбор граничных условий для анализа температурного состояния цилиндра дизеля ГАЗ-Э542 методом конечных элементов /Н А Кузьмин, В П Повели-кин, Э Э Рамс // Сб науч трудов "Улучшение эксплуатационных свойств тракторов и автомобилей"/ ГСХИ - Горький, 1985 - С 14-18

14 Кузьмин, НА Анализ термоупругого состояния поршней и цилиндров дизеля ГАЗ-542 методом конечных элементов /Н А Кузьмин, И Б Гурвич, В П Повеликин// Тез докл Всесоюзн конф "Теория и расчет мобильных машин и ДВС" - Тбилиси, 1985 - С 40

15 Кузьмин, Н А Влияние изменения граничных условий на тепловое состояние поршня ДВС /НА Кузьмин, В П Повеликин // Материалы науч -техн конф. "Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей"/ ГПИ - Горький, 1986 - С 19-24

16 Кузьмин, Н А Исследование эксплуатационных режимов работы дизелей ГАЗ / Н А Кузьмин // Сб науч трудов "Механизация процессов сельскохозяйственного производства"/ ГСХИ - Горький, 1987 - С 36-42

17 Кузьмин, Н А Исследование теплонапряженности деталей ЦПГ дизелей ГАЗ / Н А Кузьмин, И Б Гурвич, В П Повеликин // Тез докл Всесоюзн науч -техн конф "Перспективы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания и двигателей новых схем и на новых топливах"/ МВТУ.- Москва, 1987 - С 11

18 Кузьмин, Н А Расчет характеристик оребрения на базе конечно-элементных моделей цилиндра дизеля ГАЗ-542 10 /Н А Кузьмин, И Б Гурвич, В П Повеликин // Сб науч трудов науч -техн конф "Повышение эффективности проектирования, испытаний, эксплуатации автомобилей и строительно-дорожных машин"/ГПИ -Горький, 1988 - С 17-22

19 Ас 1686205А1 РФ Биметаллический цилиндр для двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением / Б П Платонов, Н А Кузьмин, С Г Пургин, А Б Платонов -Заявл 23 10 1991, Бюл №39

20 Кузьмин, Н А Применение МКЭ при исследовании температурных полей поршней ДВС /НА Кузьмин, И Б Гурвич // Сб науч трудов регион конф "Механизация процессов сельскохозяйственного производства в условиях его структурной перестройки"/ НГСХА - Н Новгород, 1996 - С 33-36

21 Кузьмин, НА Актуальные проблемы теплонапряженности ДВС / Н.А Кузьмин, В В Крупа, В А Курочкин // Материалы Междунар науч -практ конф / НГТУ -Н Новгород, 1997 - С 194-196

22 Кузьмин, Н А Тепловое состояние, изнашивание и отложения в ДВС /НА Кузьмин, В В Зеленцов, В В Крупа//Изв ТулГУ /ТулГУ - Тула, 2001 - Вып 5-С 58-61

23 Кузьмин, Н А Исследование и повышение эксплуатационной надежности двигателей автобусов /НА Кузьмин, М Г Корчажкин, О П Голубев // Изв ТулГУ / ТулГУ -Тула, 2001 - Вып 5 - С 61-63

24 Кузьмин, Н А Анализ показателей эксплуатационной надежности двигателей автобусов ПАЭ-3205 /НА Кузьмин, М Г Корчажкин // Материалы VIII Междунар науч -практ конф "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" / ВлГУ - Владимир, 2001 - С 192-193

25 Кузьмин, Н А Моделирование температурных полей поршней рядных двигателей ЗМЗ /НА Кузьмин, В В Крупа // Материалы VIII Междунар науч -практич конф "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС"/ ВлГУ - Владимир, 2001 - С 193-196

26 Кузьмин, Н А Разработка методик анализа теплового состояния автомобильных двигателей /НА Кузьмин, В В Крупа // Материалы Междунар науч -техн конф "Проблемы транспортных и технологических комплексов"/ НГТУ - Н Новгород, 2002 - С 285-287

27. Кузьмин, Н А Анализ показателей эксплуатационной надежности двигателей нового семейства ЗМЗ-406 /НА Кузьмин, О П Голубев, В Б Пичугин // Материалы науч -практич конф "Проблемы повышения эффективности функционирования и развития транспорта Поволжья"/ ВГАВТ - Н Новгород, 2003 - С 7-9.

28 Кузьмин, Н А Разработка регрессионных моделей температур поршней двигателя ЗМЗ-402 10 / Н А Кузьмин // Материалы 13-й науч -практ кон® вузов Поволжья и Прс-дуралья / НГСХА - Н Новгород, 2003 - С 152-156

29 Кузьмин, Н А Автомобильный транспорт в экономике страны /НА Кузьмин, Л Г Лавров, Д Н Прошин // Сб науч статей Междунар науч -техн конф "Автомобильный транспорт в XXI веке"/ НГТУ - Н Новгород, 2003 - С 8-15

30 Кузьмин, НА Профилирование головок поршней карбюраторных двигателей "ЗМЗ" / Н А Кузьмин, О П Голубев, О А Пищаев // Сб трудов Всеросс науч -техн конф "Современные тенденции автомобилестроения в России" / ТГУ.- Тольятти, 2004 -Т.1 - С 100-102

31 Корчажкин, М Г. Особенности эксплуатации городских автобусов на маршрутах с подъемами / М Г Корчажкин, Н А Кузьмин // Сб материалов Междунар науч -техн конф "ТТМНН04 Транспортно-технологическиемашины"/НГТУ -ННовгород,2004 -С51-53

32 Кузьмин, Н А Методика корректирования периодичности ТО-2 городских автобусов /Н А Кузьмин, М Г Корчажкин //Сб материалов Междунар науч -техн конф "ТТМ НН 04 Транспортно-технологические машины"/ НГТУ - Н.Новгород, 2004 - С 65-67

33 Кузьмин, Н А Критические значения температур деталей ЦПГ двигателей /НА Кузьмин, О П Голубев // Сб материалов Междунар науч -техн конф "Проектировние, испытания, эксплуатация транспортных машин и транспортно-технологических комплексов" / НГТУ.- Н Новгород, 2005.- С.258-260.

34 Кузьмин, Н А Улучшение температурного состояния двигателей городских автобусов / Н.А Кузьмин, А М Пудеев // Сб материалов Междунар науч -техн конф "Проектировние, испытания, эксплуатация транспортных машин и транспортно-технологических комплексов" / НГТУ - Н Новгород, 2005, - С 264-267

35 Кузьмин, Н А Методика термометрирования поршней с импульсно-аналоговыми преобразователями /НА Кузьмин, Ю.С Уткин, Г.В Борисов // Материалы XI Междунар науч -практ конф «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств» / ВлГУ - Владимир, 2006 - С 260-262

Подписано в печать 07 02 07 Формат 60 х 84 '/16 Бумага офсетная Печать офсетная Уч -изд л 2,0 Тираж 120 экз Заказ 79

Нижегородский государственный технический университет Типография НГТУ 603950, Нижний Новгород, ул Минина, 24

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ДВС.

1.1. ПРОБЛЕМА ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

1.2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ДВС ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ДОВОДКЕ.

1.2.1. Анализ существующих методов оценки температурного состояния и теплонапряженности деталей ДВС.

1.2.2. Состояние вопроса определения граничных условий для моделирования теплового состояния поршней и оребренных цилиндров автомобильных двигателей.

1.3. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТИ ДЕТАЛЕЙ ДВС.

1.4. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЗОТКАЗНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.

1.5. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.

1.6. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 2. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

И ПОСТРОЕНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ БАЗОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ.

2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА ТОЧЕЧНОЙ ОЦЕНКИ ТЕМПЕРАТУР ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

2.2.1. Особенности базы для термоэлектрических экспериментов. Методика термометрирования поршней ДВС с контактным токосъемом и им-пульсно-аналоговым преобразователем.

2.2.2. Разработка регрессионных моделей температур теплонагружен-ных деталей двигателей.

2.3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ХАРАКТЕРНЫХ СЕЧЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ И РАСЧЁТНЫХ РЕЖИМОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ.

2.4. ОСОБЕННОСТИ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ МОДЕЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРНОГО И ТЕРМОУПРУГОГО СОСТОЯНИЙ ИССЛЕДУЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ.

2.5. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ (ИТЕРАЦИОННОЙ) МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ 3-РОДА ДЛЯ ПОРШНЕЙ ДВС.

2.6. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ 3-РОДА ДЛЯ ЦИЛИНДРОВ ДВС С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ.

2.7. ПОСТРОЕНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ БАЗОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОРШНЕЙ И ОРЕБРЕННЫХ

ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ.

2.7.1. Определение граничных условий 3-рода и анализ методом конечных элементов температурного состояния поршней.

2.7.2. Тепловой баланс поршней с определенными ГУ 3-рода.

2.7.3. Построение моделей термоупругого состояния поршней двигателей ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-4052.10.

2.7.4. Определение граничных условий 3-рода и построение моделей температурного состояния цилиндров двигателей ГАЗ-542.10.

2.8. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ.

3.1. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ГАЗ

3.1.1. Исследования температурного состояния поршня с противоизнос-ной вставкой в канавке верхнего компрессионного кольца.

3.1.2. Численные исследования температурного состояния поршня с тепловой защитой зоны кромки камеры сгорания.

3.1.3. Анализ температурного состояния поршней с различными видами принудительного масляного охлаждения.

3.2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ОРЕБРЕННЫХ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОРЕБРЕНИЯ.

3.2.1. Численные исследования влияния высоты, толщины и количества ребер охлаждения цилиндра на его температурное состояние.

3.2.2. Температурное состояние цилиндров дизельных двигателей с принятым к производству количеством ребер охлаждения.

3.3. РАЗРАБОТКА БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ ОРЕБРЕННОГО ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ГАЗ.

3.3.1. Теоретический анализ целесообразности применения алюминиевого оребрения цилиндра для улучшения его температурного состояния.

3.3.2. Обеспечение надежности контакта чугуна и алюминиевого сплава по линии сопряжения.

3.3.3. Экспериментальное подтверждение работоспособности биметаллических цилиндров.

3.4. ИССЛЕДОВАНИЯ НА МОДЕЛЯХ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗМЗ-402.10.

3.5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПРОФИЛИРОВАНИЕ ГОЛОВОК ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗМЗ.

3.5.1. Обоснование необходимости и последовательность профилирования головок поршней ДВС.

3.5.2. Профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ-402.10.

3.5.3. Профилирование головок поршней двигателей ЗМЗ-4052.10.

3.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. УЛУЧШЕНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В ЭКСПЛУАТАЦИИ.

4.1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НА ДЕТАЛЯХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗМЗ.

4.1.1. Процессы старения моторных масел при работе ДВС.

4.1.2. Взаимосвязь температур поверхностей деталей двигателей ЗМЗ и процессов образования отложений.

4.1.3. Управление тепловым состоянием и повышение работоспособности двигателей ЗМЗ-402.10 в эксплуатации.

4.2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

4.2.1. Организация сбора информации по эксплуатационной надежности автотранспортных средств.

4.2.2. Разработка классификатора отказов и неисправностей двигателей автобусов.

4.2.3. Программный комплекс для построения статистических моделей показателей надежности машин.

4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ГАЗ С НИРЕЗИСТОВЫМИ ВСТАВКА.

4.4. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОРЕБРЁННЫХ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ГАЗ

4.5. ПОСТРОЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АВТОБУСОВ ПАЗ, ЛИАЗ, ГАЗЕЛЬ И ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ДВИЖЕНИИ НА РАВНИННЫХ МАРШРУТАХ.

4.5.1. Обоснование объема испытаний.

4.5.2. Анализ надежности городских автобусов и двигателей при эксплуатации на равнинных маршрутах.

4.6. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ ГОРОДСКИХ АВТОБУСОВ.

4.6.1. Особенности эксплуатации городских автобусов на маршрутах с подъемами.

4.6.2. Улучшение температурного состояния двигателей автобусов в эксплуатации конструкционными способами.

4.6.3. Корректирование периодичности технических воздействий на двигатели автобусов в зависимости от подъемов на маршруте.

4.7. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

Актуальность темы. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и в начале третьего тысячелетия сохраняют лидирующее положение среди других типов тепловых двигателей, как наиболее эффективные динамические преобразователи энергии для средств автомобильного, наземного, водного транспорта и малой стационарной энергетики.

Проблема оптимизации теплового состояния ДВС, обеспечения работоспособности их теплонагруженных деталей находится в центре внимания ученых в России и за рубежом.

Определяющее влияние на тепловое состояние ДВС, обеспечение работоспособности наиболее теплонагруженных деталей (поршней, цилиндров) оказывают их конструкции. В настоящее время при разработке и доводке деталей двигателей не достаточно изучены вопросы применения высокоэффективных конструкторских и технологических решений. Например, введение в конструкции теплонагруженных деталей вставок из жаростойких, износостойких материалов позволяет необходимым образом перераспределять тепловые потоки и температурные деформации деталей, что во многих случаях практически снимает проблемы безотказности, долговечности работы деталей и двигателей в целом. Высокоэффективным конструкторским решением по улучшению теплового состояния поршней автомобильных дизельных двигателей является их принудительное масляное охлаждения. Изучение и совершенствование этих процессов для конкретных двигателей - отдельный актуальный вопрос.

Проблема, как правило, завышенного теплового состояния деталей цилинд-ропоршневой группы (ЦПГ) ДВС с воздушным охлаждением и обеспечения их работоспособности практически полностью может быть решена путем использования для изготовления рубашки охлаждения оребренных цилиндров металлов с высокой теплопроводностью. Однако остается не решенным вопрос долговечной работы контакта металлов подобных цилиндров. Достаточно большой эффект в этом отношении также может быть достигнут путем управления характеристиками оребрения цилиндров - количеством, толщиной и высотой ребер охлаждения. Данный вопрос также остается открытым в виду практического отсутствия работ в этом направлении с использованием методов моделирования.

От теплонапряженности деталей ЦПГ ДВС напрямую зависят величины зазоров между поршнями и зеркалами цилиндров, в первую очередь, между головками поршней и цилиндрами. Задача оптимизации указанных зазоров весьма актуальна. При неоправданно больших их значениях наблюдается высокий расход моторных масел, заниженная компрессия (следовательно, эффективная мощность) и долговечность работы двигателей. При опасно малых значениях - могут происходить задиры сопряженных деталей ЦПГ, полная потеря их подвижности. В настоящее время эффективная методология по выбору зазоров между головками поршней и цилиндрами автомобильных ДВС отсутствует.

Сроки проектирования и доводки ДВС существенно ускоряются при внедрении в практику их конструирования математических методов и использования ЭВМ. Это позволяет решать задачи оптимизации теплового состояния деталей и двигателей путем численных исследований на математических моделях.

В настоящее время накоплен богатый опыт и достигнуты значительные успехи в области анализа теплового состояния деталей ДВС и, прежде всего, деталей ЦПГ, испытывающих наибольшие тепловые нагрузки. Однако преобладающая часть исследований проведена на примере судовых двигателей и силовых установок тяжелых транспортных средств. Вместе с тем, в связи с бурным развитием техники, необходимостью производства ДВС различного назначения, обнаруживается недостаточное обобщение полученных результатов, не универсальность имеющихся теоретических разработок и методических подходов. Они требуют значительных дополнений и корректировок при исследованиях деталей быстроходных автомобильных двигателей. Прежде всего, речь идет о состоянии вопроса определения научно-обоснованных граничных условий (ГУ) для моделирования температурного состояния и теплонапряженности деталей автомобильных ДВС. Изложенное определяет актуальность теоретических и экспериментальных работ в этом направлении.

С тепловым состоянием ДВС тесно связана проблема образования нагаров на поверхностях деталей камеры сгорания (КС), лаков и осадков - на деталях, контактирующих с моторным маслом. Отложения существенно нарушают нормальную работу двигателей. Анализ существующих исследований процессов их образования на поверхностях деталей ДВС и продолжение этих работ на примере автомобильных двигателей, обобщение и систематизация результатов - весьма актуальная задача.

Правильность конструкторских и технологических решений при разработке и производстве ДВС должна оцениваться по результатам подконтрольной и реальной их эксплуатации в составе автотранспортных средств (АТС). В этой связи эффект по улучшению теплового состояния деталей двигателей, полученный на этапах моделирования и при стендовых испытаниях, может с пробегом АТС исчезнуть или даже привести к отрицательному результату.

Зачастую АТС эксплуатируются при условиях, когда тепловое состояние деталей двигателей становится выше критического уровня, что также приводит к их отказам и потере работоспособности. Например, это происходит при перегрузке АТС и движении их на маршрутах с крутыми затяжными подъемами. Безусловно, такие случаи представляют собой нарушения расчетных условий эксплуатации, но, однако, бывают неизбежными. Ярким примером этого являются городские перевозки в переполненных автобусах на маршрутах с крутыми подъемами в жаркое время года. Подобные явления должны быть учтены при разработке двигателей АТС по рекомендациям автотранспортных предприятий (АТП). Это, к сожалению, не всегда берется в расчет. В результате в двигателях происходит закоксовы-вание поршневых колец, прогары прокладок головок цилиндров и прочие отказы, связанные с тепловым состоянием двигателей. Актуальность указанной проблемы не вызывает сомнений.

Данная работа выполнялась в соответствии с Тематическим планом госбюджетных НИР НГТУ с Минобразованием РФ и хозяйственными договорами с ОАО «Заволжский моторный завод», ОАО «Горьковский автомобильный завод» и предприятиями автомобильного транспорта Нижегородского региона.

Цель работы - разработка экспериментально-теоретической методологии оценки и улучшения теплового состояния теплонагруженных деталей автомобильных двигателей на этапе доводки и повышение показателей их надежности в составе автотранспортных средств.

Объекты исследования - на разных стадиях работы в качестве объектов исследований использовались: бензиновые карбюраторные двигатели ЗМЗ-402.10, 3M3-5234.10, бензиновые с впрыском топлива ЗМЗ-4052.10 и дизельные двигатели ГАЗ-542.10 с воздушным охлаждением.

Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы методы математического моделирования, численные методы решения систем дифференциальных уравнений и нелинейных алгебраических уравнений (пакеты программ I-DEAS, COSMOS/M расчета методом конечных элементов(МКЭ)), методы теории оптимизации, теории упругости и пластичности, методы теории планирования эксперимента и регрессионного моделирования, методы математической статистики, теории надежности, теории вероятности и стохастического программирования, прикладного анализа случайных данных.

Экспериментальные исследования проводились на натурных образцах двигателей с базовыми и измененными конструкциями деталей на стендах УКЭР ОАО «ГАЗ», НТЦ ОАО «ЗМЗ» с использованием термоэлектрического метода оценки температур деталей ДВС, применением специально изготовленного испытательного оборудования и сертифицированных измерительных приборов; на натурных образцах двигателей при дорожных испытаниях в составе автотранспортных средств на автополигоне ОАО «ГАЗ» и в автопредприятиях г. Н.Новгорода.

Научную новизну составляют:

• Экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей с использованием термоэлектрических измерений, планирования экспериментов и регрессионного моделирования;

• Методология разработки осесимметричных конечно-элементных моделей теплового состояния поршней и оребренных цилиндров автомобильных ДВС с универсальными методиками определения ГУ 3-го рода;

• Конечно-элементные модели теплового состояния базовых и перспективных конструкций поршней двигателей ЗМЗ, ГАЗ и цилиндров двигателей ГАЗ с воздушным охлаждением;

• Универсальная расчетно-экспериментальная методика профилирования головок поршней ДВС на основе метода конечных элементов;

• Методика профилирования линии сопряжения металлов в биметаллическом цилиндре ДВС с воздушным охлаждением;

• Методологический подход по введению упреждающего технического обслуживания двигателей АТС, работающих на повышенных тепловых режимах.

Основные положения, выносимые на защиту.

Из теоретических разработок - методология разработки конечно-элементных моделей теплового состояния деталей автомобильных двигателей с универсальными расчетно-экспериментальными методиками определения ГУ 3-рода: для поршней - на базе итерационных принципов, для цилиндров - с использованием законов теплопередачи Фурье и Ньютона; методология разработки регрессионных моделей температур для деталей ДВС в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и степени открытия топливорегулирующего органа; методика профилирования головок поршней ДВС; методика профилирования линии сопряжения металлов в биметаллических оребренных цилиндрах ДВС.

Из научно-методических разработок - методологические основы совершенствования конструкций деталей ЦПГ автомобильных двигателей с применением системного подхода в использовании расчетных и экспериментальных методов оценки теплового состояния моделей и образцов на этапах доводки и эксплуатации двигателей; методологический подход по корректированию технических воздействий на двигатели АТС, работающих на повышенных тепловых режимах.

Из научно-технических разработок - результаты исследований теплового состояния теплонагруженных деталей автомобильных ДВС, новых конструкций поршней и цилиндров двигателей; практические рекомендации, направленные на улучшение теплового состояния автомобильных двигателей при их доводке и эксплуатации.

Достоверность результатов. Проведенный комплекс экспериментальных исследований температурного состояния деталей ДВС на стендах и оценка их надежности при подконтрольных испытаниях подтвердили основные теоретические положения, методы и средства совершенствования конструкций поршней и оребренных цилиндров ДВС; методологические подходы по улучшению теплового состояния двигателей в эксплуатации подтверждены повышением их работоспособности в составе АТС.

Практическая ценность работы заключается в разработке и совершенствовании методологии полномасштабного анализа теплового состояния деталей ДВС, начиная от экспериментальной оценки температур в отдельных точках и заканчивая построением полей температур в объемах деталей на базе МКЭ с высоким соответствием расчетных и экспериментальных значений. Регрессионные модели при минимизации эксперимента позволяют рассчитывать температуры в точках деталей во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы двигателей. Предложен и внедрен в производство (после апробации на стендах и подконтрольных испытаний) комплекс конструкторских решений по улучшению теплового состояния, повышению показателей надежности поршней и цилиндров двигателей ГАЗ с воздушным охлаждением (поршни со вставками в канавке ВКК, с циркуляционным масляным охлаждением; цилиндры с измененным количеством ребер, с рубашкой охлаждения из алюминиевых сплавов). Произведено профилирование боковых поверхностей головок поршней двигателей ЗМЗ для снижения расходов масел «на угар» и повышения эффективных показателей двигателей. Получены зависимости отложений нагаров и лаков на поршнях, а также осадков на других деталях бензиновых двигателей ЗМЗ от их температурного состояния. С использованием статистического моделирования выполнен анализ эксплуатационной надежности бензиновых двигателей городских автобусов ПАЗ, ЛиАЗ, ГАЗ в реальной эксплуатации при различном тепловом нагружении. Произведена корректировка технических обслуживаний (ТО) бензиновых двигателей автобусов ПАЗ и ЛиАЗ ГП НО «Нижегородпассажиравтотранс», работающих на маршрутах с крутыми подъемами, для минимизации отказов, обусловленных завышенным тепловым состоянием двигателей.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены:

- в ОАО «Горьковский автомобильный завод» при экономическом эффекте от внедрения методик конструкторской доводки - 3580 руб., от внедрения конструкторских решений - 168 руб. на один автомобиль в год (в ценах 1989-1991 г.г.);

- в ОАО "Заволжский моторный завод", где используются при оптимизации теплового состояния вновь создаваемых и совершенствовании существующих конструкций ДВС;

- в автопредприятиях ГП НО "Нижегородпассажиравтотранс" для корректирования нормативов технической эксплуатации городских автобусов (экономический эффект - 4400 руб./год на один автобус);

- в Департаменте транспорта и дорожного хозяйства Нижегородской области для разработки руководящих документов по организации и контролю качества технических обслуживаний, ремонтов и эксплуатации автобусов юридических лиц.

- используются при подготовке инженеров автомобильных специальностей на кафедрах «Автомобильный транспорт», «Энергетические установки и тепловые двигатели», «Строительные и дорожные машины» НГТУ, на кафедре «Тракторы и автомобили» НГСХА;

- включены в учебные пособия под авторством диссертанта - «Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации» (2002 г.); «Нормативы и основные показатели технической эксплуатации автомобилей» (2004 г.); «Основы теории надежности и диагностики» (2006 г.); «Техническая эксплуатация автомобилей. Часть 1» (2006 г.).

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на Всесоюзных научно-технических конференциях: «Проблемы снижения материалоемкости силовых конструкций» (г. Горький, ГГУ, 1984 г.); «Теория и расчет мобильных машин и ДВС» (г. Тбилиси, 1985 г.); «Перспективы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания и двигателей новых схем и на новых топливах» (г. Москва, МВТУ, 1987 г.); «Повышение эффективности сельскохозяйственного производства» (г. Казань, КСХИ, 1987 г.); «Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей» (г. Горький, ННПИ, 1990 г.); Всесоюзных семинарах: «Тепловыделение, теплообмен в ДВС и теплонапряженность их деталей» (г. Ленинград, ЛПИ, 1983-85 гг.); «Исследование двигателей сельскохозяйственных машин в динамических (неустановившихся) режимах» (г. Казань, КСХИ, 1983 г.); на Международных научно-технических конференциях НГТУ по автомобильной тематике (г. Н. Новгород, 1994, 1997, 1998, 2000, 2002, 2003, 2004, 2005 г.г.); «Совершенствование мощно-стных, экономических и экологических показателей ДВС» (г. Владимир, ВлГУ, 2001 г.); «Улучшение технико-эксплуатационных показателей мобильной техники» (г. Н. Новгород, НГСХА, 2003 г.); «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств» (г. Владимир, ВлГУ,

2006 г.); на Российских научно-технических конференциях: «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, ОГУ, 2002 г.); «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (г. Тольятти, ТГУ, 2004 г.); «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (г. Екатеринбург, УГТИ-УПИ, 2005 г.); на региональных научно-технических конференциях (г. Горький, ГПИ, ГГПИ, ГСХА, 1982-88 гг., 1996 г., 2003 г.). Все положения, вошедшие в работу, рассматривались на заседаниях кафедр "Двигатели внутреннего сгорания" и "Автомобильный транспорт" НГТУ (1979-2006 г.г).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в 80 научных публикациях, в их числе 7 статей в центральных журналах (рекомендованных ВАК РФ), 4 учебных пособия, 67 статей в сборниках материалов (трудов) Международных, Всесоюзных, Российских и региональных научных конференций и т.д.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и результатов, списка использованных источников из 412 наименований и 14 приложений. Общий объем диссертационной работы составляет 335 страниц текста. Основной текст работы без приложений изложен на 258 страницах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработан экспериментально-теоретический метод точечной оценки температур деталей автомобильных двигателей с использованием термоэлектрических измерений, планирования экспериментов и регрессионного моделирования температур деталей ДВС в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и степени открытия топливорегулирующего органа. Произведена термоэлектрическая оценка температур поршней и цилиндров двигателей. Регрессионные модели в виде полиномов 3-ей степени позволяют с высокой точностью (до 8,5%) получать значения температур в экспериментальных точках деталей для всего спектра режимов работы двигателей.

2. Разработана методология построения конечно-элементных моделей теплового состояния поршней и оребренных цилиндров ДВС с универсальными расчетно-экспериментальными методиками определения ГУ 3-го рода: итерационной - для поршней и с использованием законов теплопередачи Фурье и Ньютона - для цилиндров. Определены ГУ и построены поля температур базовых конструкций головок поршней двигателей ЗМЗ, ГАЗ и цилиндров двигателей ГАЗ при их максимальном тепловом нагружении. Расхождение расчетных и экспериментальных температур в контрольных точках поршней не превышает 1,9%, цилиндров - 5%.

3. Расчетно-экспериментальные исследования перспективных конструкций поршней и цилиндров двигателей МКЭ для улучшения их температурного состояния и обеспечения работоспособности показали:

3.1. Вставки из нирезистового чугуна в канавках ВКК поршней дизельных двигателей ГАЗ существенно увеличивают долговечность их работы. Расхождение расчетных (численные исследования МКЭ) и экспериментальных температур в контрольных точках поршней с принятой к производству вставкой и без нее не превышает 3%. По результатам статистических исследований внедренные в производство поршни со вставками полностью обеспечивают ресурс двигателей до капитального ремонта; штатные поршни имеют среднюю наработку до отказа 66,89 т.км;

3.2. Для снижения температурного состояния поршней двигателей целесообразно применение теплозащитных вставок из нирезистового чугуна в зоне кромки КС (подтверждено численным экспериментом). Максимальный эффект достигается при ориентации линии сопряжения металлов вставки и поршня по одной из линий уровня температур. Предложена вставка, обеспечивающая снижение максимальной температуры основного материала поршня на 30°С;

3.3. Наибольшее снижение температур в контрольных точках поршней дизельных двигателей наблюдается при организации циркуляционного масляного охлаждения в круговой полости поршня (в зоне кромки КС - на 26°С, в области канавки ВКК - на 22°С), по сравнению с применяемым способом масляного охлаждения орошением внутренней поверхности поршня. Конструкция поршня внедрена в производство для форсированных двигателей ГАЗ;

3.4. Увеличение количества ребер охлаждения с 23 до 27, согласно моделированию МКЭ, на 18.20°С снижает температуры точек зеркала цилиндра; по результатам экспериментальных исследований температуры снижаются на 16.19°С (расхождение расчетных и экспериментальных значений не превышает 6%). Построены модели температур характерных точек оребренных цилиндров двигателей в виде полиномов 2-ой степени от высоты, толщины и количества ребер охлаждения. Рекомендовано применение полученных закономерностей при оптимизации геометрических характеристик оребрения цилиндров ДВС с воздушным охлаждением;

3.5. У биметаллического цилиндра двигателя ГАЗ (чугунная гильза-алюминиевая рубашка охлаждения) обеспечивается снижение температур зеркала на 20.31 °С. Защищено авторским свидетельством решение по форме сопряжения металлов с постоянным контактом при их температурных деформациях. Средняя наработка до отказа биметаллических цилиндров (176,35 т. км) превышает ресурс двигателей до капитального ремонта (160 т.км); величина риска отказа до ресурсного пробега гарантированно входит в 10%-ый допустимый интервал. Конструкция цилиндра внедрена в производство для форсированных двигателей.

4. Разработана, внедрена в ОАО «ЗМЗ» методика и произведено профилирование головок поршней бензиновых двигателей ЗМЗ. На режиме максимального теплового нагружения их поверхность параллельна поверхности зеркала цилиндра, а в «холодном» состоянии принимает форму усеченного конуса.

5. В результате расчетно-экспериментальных исследований по улучшению теплового состояния и обеспечению работоспособности теплонагруженных деталей двигателей в эксплуатации:

5.1. Построены статистические модели отказов городских автобусов и их двигателей. Из всех систем и механизмов лимитирующим по надежности является КШМ (29.32% от суммарного количества отказов двигателей). Наибольшее количество отказов КШМ (до 55%) приходится на детали ЦПГ, характер которых, в наибольшей степени, обусловлен температурным состоянием деталей;

5.2. Построены статистические модели отказов двигателей автобусов ПАЗ и ЛиАЗ на маршрутах с крутыми подъемами величиной более 7% и временем движения более 3,5 минут. Вероятность отказов при температурах окружающего воздуха выше + 15 °С превышает 35% к моменту проведения ТО-2, что больше допустимой величины «риска» =10%. Для автобусов определены периодичности упреждающих ТО, операции которых направлены на устранение отказов, связанных с повышенным тепловым состоянием двигателей: для ПАЗ - 12000 км, ЛиАЗ - 9600 км. Результаты предложены к включению в «Положение о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта».

6. Результаты исследований внедрены в ОАО «ГАЗ» (экономический эффект от внедрения методик - 3580 руб., от внедрения конструкторских решений -168 руб. на один автомобиль в год, в ценах 1989-1991 г.г.); в ОАО «ЗМЗ", где используются при оптимизации теплового состояния вновь создаваемых и совершенствовании существующих конструкций ДВС; в автопредприятиях ГП НО "Нижегородпасса-жиравтотранс" для корректирования нормативов технической эксплуатации городских автобусов (экономический эффект - 4400 руб./год на один автобус); используются при подготовке инженеров автомобильных специальностей в учебном процессе НГТУ и НГСХА.

1. A.c. 1693422 СССР, МКИ5 G 01 М 13/00. Стенд для исследования тепловых процессов цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания / П.А. Лощаков.- № 4739466/06; заявл. 14.08.89, опубл. 23.11.91, Бюл. № 43.

2. A.c. 1686205А1 РФ. Биметаллический цилиндр для двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением / Б.П. Платонов, H.A. Кузьмин, С.Г. Пургин, А.Б. Платонов. Заявл. 23.10.1991, Бюл. №39.

3. Абакумов, Г.В. Влияние сезонных условий на надежность автомобилей / Г.В. Абакумов, Н.С. Захаров // Нефть и газ Зап. Сибири: тез. докл. Международ, науч.-техн. конф.- Тюмень, 1996. Т.2. - С. 140 - 141.

4. Авдонькин, Ф.Н. Повышение срока службы автомобильных двигателей / Ф.Н. Авдонькин. Саратов: Приволж. кн. изд-во., 1969. - 280 с.

5. Авдонькин, Ф.Н. Влияние переменного режима работы ДВС на долговечность двигателей / Ф.Н. Авдонькин // Пути интенсификации работы автомобильного транспорта. Саратов, 1989. - С. 4 - 13.

6. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя: учебник для вузов / В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, A.A. Юрчевский,- М.: Издательский центр "Академия", 2005. 816 с.

7. Автомобильные двигатели / В.М. Архангельский, М.М. Вихерт, А.Н. Воинов и др.; под ред. М.С. Ховаха. 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987.- 591 е.: ил.

8. Агапов, Д.С. Улучшение топливно-экономических и энергетических показателей дизеля оптимизацией температурного режима: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Агапов Дмитрий Станиславович .- СПб., 2004.

9. Адлер, Ю.П. Опыт планирования эксперимента при получении интерполяционных моделей мощностных, экономических и токсических показателей бензинового двигателя / Ю.П. Адлер // Труды МАДИ. М., 1978. -Вып. 162.-С. 81-91.

10. П.Алифанов, О.М. Об эффективности применения предварительной информации при прогнозировании в ремонте и эксплуатации автомобилей / О.М. Алифанов // Изв. вузов. Горный журн. 2000. - № 1.- С. 63 - 67.

11. Алифанов, О.М. Обратные задачи теплообмена / О.М.Алифанов. М.: Машиностроение, 1988. - 280 с.

12. П.Алифанов, О.М. Численное решение нелинейной обратной задачи теплопроводности / О.М. Алифанов // Инж. физич. журн.- 1974.- Т.24, №4,-С. 682 689.

13. Анализ и повышение эксплуатационной надежности двигателей ЗМЗ-5112.10 городских автобусов ПАЗ-3205: отчет о НИР / НГТУ; рук. Кузьмин Н.А.- код ОКПО 02068137; РК 01200300996. Инв. №02200303941.- 78 с.

14. Анализ теплового и напряженно деформированного состояния деталей ЦПГ двигателя / И.В. Демьянушко, И.Н. Белова, C.B. Папонов, C.B. Сидоров // Прочность машин и трансп. сооруж. / Моск. автомоб.- дор. ин-т,- М.,1988.-С. 4- 12.

15. Анатычук, Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: справочник / Л.И. Анатычук. Киев: Наукова думка, 1979.- 768 с.

16. Аникеев, В.В. Влияние температуры воздуха на изменение технического состояния двигателей / В.В.Аникеев // Сервис, техническая эксплуатация транспортных и технологических машин: межвуз. сб. науч. тр. / ТюмГНГУ.-Тюмень, 2001.-С. 25-27.

17. Андрончев, И.К. Разработка научных основ анализа и обеспечения эффективности дизелей тепловозов на эксплуатационном этапе жизненного цикла: дис. . д-ра техн. наук: 05.04.02 / Андрончев Иван Константинович.-Самара, 2002.

18. Антропов, Б.С. Критерий оценки загруженности автомобильного двигателя в эксплуатации / Б.С. Антропов, С.Г. Кондаков // Двигателестроение. 2000. -№2. - С. 35 - 36.

19. Антропов, Б.С. Об использовании ресурса автомобильных дизельных двигателей / Б.С. Антропов, М.В. Цепеида // Двигателестроение. 1999. - №4. -С. 40-41.

20. Антропов, Б.С. Полнее использовать ресурс дизельных двигателей / Б.С. Антропов, В.Н. Королев, В.И. Баранов // Автомобильный транспорт 1998. -№5.-С. 41 -43.

21. Артамонов, М.Д. Основы теории и конструирования автотракторных двигателей / М.Д. Артамонов, М.М. Морин, Г.А. Скворцов.- М.: Высшая школа, 1976. 133 с.

22. Бажан, П.И. Расчет и конструирование охладителей дизелей. М.: Машиностроение, 1981. - 168 с.

23. Бажан, П.И. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И. Бажан, Г.Е. Каневец, В.М. Селиверстов. М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.

24. Басаргин, В.Д. Разработка методологии исследования и технического обеспечения для анализа и улучшения работы дизеля на неустановившихся режимах: дис. . д-ра техн. наук: 05.04.02 / Басаргин Владимир Данилович.-Хабаровск, 2000.

25. Белобоков, Б. Г. Повышение надежности коренных подшипников дизеля // Б.Г. Белобоков, А.Н. Гоц, В.В. Эфрос // Тракторы и с.-х. машины. 2000. -№ 1.-С. 34-35.

26. Белов, П.М. Двигатели армейских машин / П.М. Белов, В.Р. Бурячко, E.H. Акатов. М.: Военное издательство МО СССР, 1971.-186 с.

27. Беляев, Н.М. Методы теории теплопроводности / Н.М. Беляев, A.A. Рядно. -М.: Высшая школа, 1982. 304 с.

28. Бенерджи, П. Метод граничных элементов в прикладных науках / П. Бенерджи; пер. А.Ф. Зозовского и др.; под ред. Р.В. Гольдштейна. М.: Баттерфилд Мир, 1984. - 494 с.

29. Биктимиров, P.JI. Унифицированное математическое и программное обеспечение автоматизированной системы испытаний двигателей внутреннего сгорания: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Биктимиров Радик Ленарович.- Набережные Челны, 2001.

30. Богданов, Б.И. Экспериментальное исследование механических и температурных напряжений в поршнях судовых дизелей / Б.И. Богданов // Тр. ЦНИДИ. 1972. - Вып.64. - С.7-12.

31. Бойков, Д.В. Взаимосвязь конструкции транспортных дизелей с качеством моторного масла и сроком его замены: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Бойков Дмитрий Викторович.- М., 2002.

32. Будзинский, В.В. Воспроизводимость и статистический анализ результатов термометрирования деталей камеры сгорания // Двигателестроение,- 1991.-№12.-С. 24-26.

33. Бурдастов, H.H. Проектирование теплообменных аппаратов двигателей внутреннего сгорания на основе использования комплексного показателя совершенства: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Бурдастов Николай Николаевич.- Н. Новгород, 2001.

34. Бурин, М.М. О контактном теплообмене поршня с втулкой при работе двигателя с номинальной нагрузкой / М.М. Бурин // Труды ЛПИ. Л., 1964.-№237.-С. 11-16.

35. Бурин, М.М. Определение нестационарных температурных полей в поршнях двигателей / М.М. Бурин // Труды ЛПИ. Л., 1966. - №264. - С. 162-167.

36. Ваничев, А.П. Приближенный метод решения задач теплопроводности в твердых телах // Известия АН СССР.- 1946.- №12.- С. 1767-1774.

37. Ваншейдт, В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания / В.А. Ваншейдт,-JL: Судостроение, 1977. 392 е.: ил.

38. Васильев, М.А. Улучшение температурно-динамических показателей систем охлаждения тракторов и автомобилей путем совершенствования тепло-рассеивающих поверхностей: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Васильев Максим Алексеевич.- СПб., 1998.

39. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / C.B. Венцель. М.: Изд. физико-математической литературы, 1962. - 563 с.

40. Венцель, C.B. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания / C.B. Венцель.- М.: Химия, 1979.

41. Во, Минь Туан. Исследование тепловой напряженности поршня двигателя методом конечных элементов: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Во Минь Туан.- М., 1994.

42. Вознесенский, В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В.А. Вознесенский.- М.: Финансы и статистика, 1981,- 262 с.

43. Воробьев, Б.Н. Оценка температурного состояния деталей ЦПГ ДВС с ограниченным отводом теплоты / Б.Н. Воробьев, П.П. Кича // Совершенствование быстроходных дизелей: тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф., Барнаул, 25-28 мая, 1993. С. 51-53 .

44. Воронова, Т.И. Исследование температурного состояния экспериментальных поршней дизеля ЧН 21/21 / Т.И. Воронова // Труды ЦНИДИ. Л., 1975. -Вып. 69.-С. 16-19.

45. Вырубов, Д.Н. Физические основы процессов в камерах сгорания поршневых ДВС / Д.Н. Вырубов, В.Н. Алексеев. М.: МВТУ, 1977. - 84 с.

46. Геращенко, O.A. Основы теплометрии / O.A. Геращенко.- Киев: Наукова думка, 1971.- 192 с.

47. Геращенко, O.A. Температурные измерения: справочник / O.A. Геращенко, А.Н. Гордов, В.И. Лах.- Киев: Наукова думка, 1984.- 494 с.

48. Гнеденко, В.В. Математические методы в теории надежности / В.В. Гнеденко, В.В. Беляев, А.Д. Соловьев. М.: Наука, 1975. - 524 с.

49. Голинкевич, Т.А. Прикладная теория надежности / Т.А. Голинкевич. М.: Высш.школа, 1977. - 160 с.

50. Горбунов, В.П. Тенденции развития конструкций поршней ДВС / В.П. Горбунов // Автомобильная промышленность США. 1984. - №8. - С. 30-34.

51. Горшков, С.А. Выявление параметров износа конструктивных элементов двигателей внутреннего сгорания в условиях подконтрольной эксплуатации / С. А. Горшков; Моск. автомоб.-дор. ин-т. М., 1992. - 7с.

52. ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. -Введ. 01.01.82. М.: Издательство стандартов, 1981. - 53 с.

53. Григорьев, М.А. Качество моторного масла и надежность двигателей / М.А. Григорьев, Б.М. Бурнаков, В.А. Долецкий. М.: Изд-во стандартов, 1981. -231 с.

54. Григорьев, М.А. Отечественный и зарубежный опыт повышения надежности и долговечности автомобильных двигателей / М.А.Григорьев, В.А Долецкий. М.: Науч.-исслед. ин-т информации автомоб. пром-сти., 1973. - 177 с.

55. Гурвич, И.Б. Износ и долговечность двигателей / И.Б. Гурвич. Горький: Волго-Вятское кн. изд., 1970. - 175 с.

56. Гурвич, И.Б. Перпективы применения тепловизора ТВ-03 для теплотехнических исследований ДВС / И.Б. Гурвич, H.A. Кузьмин // Двигателестроение. -1986. №2. - С. 61-62.

57. Гурвич, И.Б. Повышение долговечности двигателей автомобилей ГАЗ (обзор) / И.Б. Гурвич, А.П. Егорова // Двигателестроение. 1991. - №10/11 -С. 75 -78.

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

59. Гуреев, A.A. Автомобильные эксплуатационные материалы / A.A. Гуреев, Р.В. Иванова, Н. Щеголев.- М.: Транспорт, 1974.- 278 с.

60. Гуреев, A.A. Химмотология / A.A. Гуреев, И.Г. Фукс, B.JI. Лашхи,- М.: Химия, 1986.-289с.

61. Гуськов, В.Ф. Температура стенки цилиндра и параметры дизеля /

62. B.Ф.Гуськов, O.A. Свирин // Автомобильная промышленность. 1995. - №2.1. C.9-10.

63. Гуськов, В.Ф. Теплонапряженность поршня двигателя мотоцикла / В.Ф. Гуськов, В.Б. Петров, Ки Ке // Автомобильная промышленность.- 1996.- №3.-С. 15-16.

64. Двали, Д.Ю. Разработка и создание высокоэффективных вентиляторных устройств систем охлаждения автотракторных ДВС : дис. канд. техн. наук : 05.04.02 / Двали Денис Юрьевич.- М., 1999.

65. Двигатели внутреннего сгорания: учеб. для вузов / A.C. Хачиян, К.А. Морозов, В.И. Трусов и др.- М.: Высш. шк., 1978. 280 с.

66. Двигатели внутреннего сгорания: учеб. для вузов / A.C. Хачиян, К.А. Морозов, В.Н. Луканин и др.; под ред. В.Н. Луканина.- М., 1992. 472 с.

67. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Теория рабочих процессов: учебник для вузов. Кн. 1. / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, A.C. Хачиян и др.; под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2005.-479 е.: ил.

68. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Динамика и конструирование: учебник для вузов. Кн. 2. В.Н. Луканин, И.В. Алексеев, М.Г. Шатров и др.; под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2005,- 400 е.: ил.

69. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 456 е.: ил.

70. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др. -4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1983. - 374 е.: ил.

71. Джабраилов, А.Д. Разработка и исследование конструкторско-технологи-ческих и эксплуатационных параметров камеры сгорания в поршне : дис. . канд. техн. наук : 05.04.02 / Джабраилов Алексей Джабраилович.- Махачкала, 1998.

72. Дзугоева, О.Б. Перспективы развития материалов и технологии изготовления поршней форсированных дизелей / О.Б. Дзугоева, Т.Н. Рыжова, М.Д. Никитин // Энергомашиностроение. 1976. -№8. -С.24-26.

73. Долгих, В.Д. Эксплуатационная надежность автомобильной техники / В.Д. Долгих, B.C. Устименко, H.A. Титов // Грузовик &. 1998. - № 3. - С. 15 - 17.

74. Долецкий, В.А. Конструкторско-технологические методы обеспечения надежности двигателей. (Опыт Ярославского моторного завода) / В.А. Долецкий, М.А. Григорьев. М.: Изд-во стандартов, 1973. - 60 с.

75. Дорохов, А.Ф. Анализ теплопередачи через стенку цилиндра судового малоразмерного дизеля // Двигателестроение. 1987. - №6.- С. 6-7.

76. Дружинин, Н.К. Математическая статистика в экономике / Н.К. Дружинин. -М.: Статистика, 1971. 235 с.

77. Дубовкин, Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам / Н.Ф. Дубов-кин.- М.:ГЭИ, 1962.- 184 с.

78. Дьяков, И.Ф. Оценка эксплуатационного ресурса деталей автомобиля / И.Ф. Дьяков // Вестн. Ульянов, техн. ун-та. 1999. - №3. - С. 4 - 8.

79. Дьяченко, Н.Х. К определению граничных условий при моделировании температурных полей в поршнях ДВС / Н.Х. Дьяченко, А.К. Костин, М.М. Бурин // Энергомашиностроение. 1967. - №4. - С. 18-21.

80. Дьяченко, Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания / Н.Х. Дьяченко, А.К. Костин.- Л.: Машиностроение, 1974.- 425 е.: ил.

81. Дюмин, И.Е. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей / И.Е. Дюмин. М.: Транспрорт, 1987. - 175 с.

82. Ермаков, В.Ф. Методы определения локальных значений удельных тепловых потоков и средних за цикл коэффициентов теплоотдачи в цилиндрах ДВС/ В.Ф. Ермаков // Двигателестроение. 1979.- №7.- С. 13-15, 64.

83. Залознов, И.П. Анализ отказов и неисправностей двигателя ЗМЗ-4062.10 и его систем / И.П. Залознов, В.И. Рудских // Тр. СибАДИ. 1998. - №2. - С. 72 - 77, 272.

84. Заренбин, В.Г. Теория и тепловые расчеты на заедание в деталях цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания : дис. . д-ра техн. наук : 05.04.02 / Заренбин Владимир Георгиевич. М.,1995.

85. Зарубин, B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности / B.C. Зарубин. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 326 с.

86. Захаров, J1.A. Повышение технико-экономических показателей бензиновых двигателей внутреннего сгорания : дис. д-ра техн. наук : 05.04.02 / Захаров Лев Анатольевич.- Н. Новгород, 2000.

87. Захаров, Н.С. Моделирование закономерностей случайных процессов изменения качества автомобилей TP-распределением / Н.С. Захаров // Вестн. Рос. акад. транспор., Урал, межрегион, отд-ние. 1999. - №2. - С. 35 - 37.

88. Заявка 2269882 Великобритания, МКИ5 F 02 F 3/04 Internal combustion engine pistons / Sale Timothy; Ford Motor Co. Ltd.- № 9217565.2; заявл. 19.08.92; опубл. 23.02.94. Поршень с усиленной головкой.

89. Заявка 3931949 ФРГ, МКИ5 F 02 F 3/02. Kolben fur einen Verbrennungsmotor / Böhm Gerhard, Kofahl Klaus; Alean Deutschland GmbH. № 3931949.0; заявл. 25.09.89; опубл. 04.04.91. Поршень.

90. Заявка 4416120 ФРГ, МКИ6 F 16 J 1/01 Zweiteiliger Kolben / Franz Holger; Mahle GmbH. -№ 4416120; заявл. 06.05.94; опубл. 09.11.95. Составной поршень.

91. Зеленцов, В.В. Осадкообразование в автомобильных двигателях: учеб. пособие / В.В. Зеленцов,- Горький: ГГУ им. Н.И. Лобачевского, 1978. 40 с.

92. Зеленцов, В.В. Увеличение ресурса силового агрегата автомобиля при ремонте / В.В. Зеленцов.- Горький: ГПИ им. A.A. Жданова, 1983. 64 с.

93. Зеленцов, В.В. Эксплуатационные свойства и тепловые режимы поршневых автомобильных двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие / В.В. Зеленцов, В.В. Крупа; Нижегород. гос. техн. ун-т.- Н.Новгород, 2002. 72с.

94. Зензин, Ю.А. Корректирование параметров оребрения цилиндра двигателя воздушного охлаждения с помощью метода электрического моделирования / Ю.А. Зензин // Автомобильная промышленность.- 1965.- №4.- С. 22-24.

95. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. М.: Мир, 1975.-546 с.

96. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. -М.: Мир, 1979.-541 с.

97. Зильберг, Ю.Я. Алюминиевые сплавы в тракторостроении / Ю.Я. Зильберг, K.M. Хрущев, Г.Б. Гершман. М.: Машиностроение, 1971. - 157 с.

98. Иванов, JI.A. Теплонапряженность и эксплуатационная надежность цилиндропоршневой группы судового дизеля / JI.A. Иванов. Мурманск: Машиностроение, 1969. - 162 с.

99. Иванов, JI.A. Цикловые температурные колебания в стенках камеры сгорания судового дизеля / Л.А.Иванов, Г.С. Недвига, С.Б. Пашенцев // Энергомашиностроение.- 1975.-№5. -С.25-27.

100. Иванченко, А.Б. Безмоторный стенд для моделирования теплового состояния поршней дизелей / А.Б. Иванченко // Автомобильная промышленность. 1995. - №2. - С.27-28.

101. Иванченко, А.Б. Машинно-ориентированные методы расчета комбинированных двигателей / А.Б. Иванченко. М.: Машиностроение, 1978.- 168 с.

102. Иващенко, H.A. Исследование тепловой и механической напряженности форсированных дизелей: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Иващенко Николай Антонович М., 1974.

103. Иващенко, H.A. Метод получения и обработки системных опытных данных для идентификации математических моделей рабочего процесса дизеля / H.A. Иващенко, H.A. Горбунов // Изв. вузов. Машиностроение. -1986.-№12.- С.61-65.

104. Иващенко, H.A. Методика совместного моделирования рабочего процесса и теплового состояния ЦПГ "адиабатного двигателя"/ H.A. Иващенко, Н.В. Петрухин // Изв. вузов. Машиностроение.- 1987.- №2. С.61-65.

105. Иващенко, H.A. Определение стационарных температурных полей в деталях двигателей внутреннего сгорания методом конечного элемента / Н.А.Иващенко, Г.Н. Мизернюк // Изв. вузов. Машиностроение.- 1973.- №6. -С.112-116.

106. Иващенко, H.A. Применение трехмерных, двумерных конечных элементов для расчета температурных полей деталей ДВС / Н.А.Иващенко, М.Н. Гаврилов // Тр. МВТУ. Комбинированные двигатели внутреннего сгорания / МВТУ. М., 1981. - №351. - С.54-77.

107. Иващенко, H.A. Расчет термоупругого состояния составных поршней дизелей методом конечных элементов // Н.А.Иващенко, A.B. Тимохин // Двигателестроение. -1981. -№7. С. 7-10.

108. Иващенко, H.A. Расчеты теплового и напряженно-деформированного состояния поршней ДВС методом конечных элементов / H.A. Иващенко, P.A. Насыров, A.B. Тимохин // Проблемы прочности. -1980.- №2.- С.32-35 .

109. Иващенко, H.A. Тепловое и напряженное состояние поршней дизелей типа Д-100 / Н.А.Иващенко, P.A. Насыров, A.B. Тимохин // Двига-телестроение. -1979. №5.- С.24-26 .

110. Иващенко, H.A. Тепловой статический стенд с радиационным нагревом для испытания поршней и цилиндровых крышек дизелей / H.A. Иващенко, P.A. Насыров, A.B. Тимохин // Двигатели внутреннего сгорания / НИИИнформтяжмаш,- М.,1978.- С. 16-17.

111. Игнатов, М.С. Исследование и совершенствование рабочего процесса малоразмерного дизеля с неразделенной камерой сгорания : дис. . канд. техн. наук : 05.04.02 / Игнатов Михаил Сергеевич.- Владимир, 2001.

112. Извеков, Б.С. Современный автомобиль. Автомобильные термины / Б.С. Извеков, H.A. Кузьмин.- Н.Новгород: ООО "РИГ АТИС", 2001. 320 с.

113. Извеков, Б.С. Современный автомобиль. Автомобильные термины и сленг / Б.С. Извеков Н.Новгород: ООО"АТИС".- 2004.- 368с.

114. Исаев, Е.В. Некоторые вопросы высокотемпературной тензометрии при исследовании напряжений в деталях двигателей / Е.В. Исаев, А.Е. Яковишин // Тракторы и сельхозмашины. 1975.- № 1.-С. 17-20.

115. Испытания двигателя внутреннего сгорания / Б.С. Стефановский, Е.А. Скобцов, Е.К. Кореи и др. М.: Машиностроение, 1972. - 368 с.

116. Иссерлис, Ю.Э. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания / Ю.Э. Иссерлис, В.В. Мирошников. JI.: Машиностроение, 1981.255 с.

117. Исследование теплового состояния поршня форсированного дизеля типа СМД-60 / Ю.В. Лушицкий, A.A. Бондарев, И.С. Соловьев и др.// Двигатели внутреннего сгорания: сб. науч. трудов.- Харьков, 1979.- Вып.ЗО.- С. 40-44.

118. Итинская, Н.И. Топлива, масла и технические жидкости / Н.И. Итинская, H.A. Кузнецов: справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989.-304с.

119. Кавтарадзе, Р.З. Решение краевых задач теплопроводности для деталей сложной конфигурации методом контрольных объемов / Р.З. Кавтарадзе // Изв. вузов. Машиностроение. -1988.- №5.- С. 73-78.

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

121. Канишев, А. В. Методика оценки испарения масла с нагретой поверхности трения / A.B. Канишев, P.M. Петриченко, А.Ю. Шабанов. 1984. - 15 е.- Деп. в НИИИНавтопром, № 1089 ан- 34.

122. Карагодин, В.И. Организация и технология централизованного ремонта автомобильных двигателей по техническому состоянию / В.И. Карагодин // Груз, и легк. автох-во. 2000. - №2. - С. 44 - 47.

123. Карташов, Э.М. Аналитические методы теплопроводности твердых тел / Э.М. Карташов.- М., 1979.

124. Ке Ки. Исследование влияния отдельных факторов на тепловое состояние и показатели мотоциклетных двигателей : дис. канд. техн. наук : 05.04.02 / Ке Ки.- Владимир, 1995.

125. Кириленко, Ю.А. Оценка эксплуатационной надежности пригородных автобусов JIA3-42021 / Ю.А. Кириленко // Науч.-техн. прогресс в техн. эксплуат. и ремонте автомобилей / Гос. НИИ автомоб. трансп. (НИИАТ). -1990.-С. 99- 106.

126. Киселев, И.Г. Расчет температурных полей узлов энергетических установок / И.Г. Киселев. JI.: Машиностроение, 1978. -190 с.

127. Кича, Г.П. Имитационное моделирование старения моторного масла и изнашивания ДВС / Г.П. Кича, A.B. Надежкин, Н.М. Свистунов // Соверш. быстрох. дизелей: тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф., Барнаул, 25-28 мая, 1993. Барнаул, 1993. - С. 93-94.

128. Коздоба, JI.A. Методы решения обратных задач теплопроводности / JI.A. Коздоба, П.Г. Круковский.- Киев: Наукова думка, 1982. 360 с.

129. Козлов, A.B. Теоретические основы оценки показателей силовых установок автомобилей в полном жизненном цикле : дис. . д-ра техн. наук : 05.04.02 / Козлов Андрей Викторович М., 2004.

130. Колбенев, И.Ф. Справочник литейщика / И.Ф. Колбенев, В.В. Крылов,

131. A.B. Мельников.- М.: Машиностроение, 1974.- 298 с.

132. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А.И. Кол-чин, В.П. Демидов.- М.: Высшая школа, 1980. 400с.

133. Конин, И.В. Оценка эксплуатационных свойств автобуса ЛиАЗ-525625 с силовым агрегатом СATERPILLAR 3116 в условиях г. Москвы / И. В. Конин,

134. B. А. Зенченко ; Моск. гос. автомоб.-дор. ин-т (Техн. ун-т).- М., 1999. 31 с.

135. Конин, И.В. Результаты первых эксплуатационных испытаний в г. Москве автобуса большого класса "ВОЛЖАНИН" с двигателем MAN D0826L0H07 / И. В. Конин, В. А. Зенченко ; Моск. гос. автомоб.-дор. ин-т (Техн. ун-т). М., 1999.-37 с.

136. Коротеев, C.B. Особенности задания граничных условий при оптимизации зазоров в сопряжении поршень-цилиндр / С. В. Коротеев // Автомоб. и тракт, двигатели .- 1992 .-№11 .- С. 43-48.

137. Корчажкин, М.Г. Особенности эксплуатации городских автобусов на маршрутах с подъемами / М.Г. Корчажкин, H.A. Кузьмин // Сб. материалов Всеросс. науч.-техн. конф. "ТТМ НН 04. Транспортно-технологические машины" / НГТУ. Н.Новгород, 2004.- С. 51-53.

138. Костин, А.К. Температурное состояние деталей и параметры рабочего процесса быстроходного дизеля при высокотемпературном охлаждении // Тр. Ленинградского политехи, ин-та. -1973. Вып.323. - С.97-100.

139. Костин, А.К. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания: справочное пособие / А.К. Костин, В.В. Ларионов, Л.Н. Михайлов. Л.: Машиностроение, 1979.- 222 с.

140. Костров, A.B. Теплопередача в охлаждающую среду от трения поршня и поршневых колец / A.B. Костров, А.Р. Макаров // Автомобильная промышленность. 1975. - №6. - С. 7-9.

141. Кравченко, В.И.,. Оценка надежности поршней с камерой сгорания ЦНИДИ / В.И. Кравченко, А.Л. Квитка, А.Н. Шалай // Двигателестроение. -1991.-№5.-С. 15-18,62,64.

142. Кривошеина, JI.B. Влияние особенностей рабочего процесса и элементов камеры сгорания на тепловое состояние и экономичность тракторного дизеля: автореф. дис. .канд. техн. наук : 05.04.02 / Л.Д. Кривошеина.- Л., 1987.- 16с.: граф.- В надзаг.: ЦНИДИ.

143. Крупа, В.В. Основы выбора расчетных зависимостей для оценки теплопередачи при эксплуатации поршневых автомобильных двигателей /

144. B.В. Крупа, В.В. Зеленцов // Материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 30-летию кафедры "Строительные и дорожные машины",- Н. Новгород, 2002.- С.309.

145. Крупа, В.В. Тепловое состояние, изнашивание и отложения в ДВС/ В.В. Крупа, H.A. Кузьмин, В.В. Зеленцов // Изв. ТулГУ. 2001.- Вып. 5. - С. 58-61.

146. Кубарев, А.И. Надёжность в машиностроение /А.И. Кубарев. М.: Изд. стандартов, 1977. - 262 с.

147. Кузьмин, H.A. Автомобильный транспорт в экономике страны / H.A. Кузьмин, Л.Г. Лавров, Д.Н. Прошин // Сб. науч. статей Междунар. науч.-техн. конф. "Автомобильный транспорт в XXI веке"/ НГТУ. Н.Новгород, 2003.-С. 8-15.

148. Кузьмин, H.A. Актуальные проблемы теплонапряженности ДВС / H.A. Кузьмин, В.В. Крупа, В.А. Курочкин // Материалы Междунар. науч.-практ. конф./ НГТУ. Н.Новгород, 1997. - С. 194-196.

149. Кузьмин, H.A. Алгоритм определения граничных условий 3-рода для оребренных цилиндров ДВС // Изв. вузов. Машиностроение. -2005.- №12.1. C.28-34.

150. Кузьмин, H.A. Анализ некоторых показателей эксплуатационной надежности дизелей ГАЗ-542 / H.A. Кузьмин // Сб. науч. трудов "Улучшение эксплуатационных свойств тракторов и автомобилей.- Горький, 1985. С. 18-21.

151. Кузьмин, H.A. Анализ показателей безотказности рядных двигателей ЗМЗ / H.A. Кузьмин, О.П. Голубев // Тез. докл. регион, молодежи, науч.-техн. форума "Будущее технической науки Нижегородского региона"/ НГТУ.-Н.Новгород, 2002.- С. 274.

152. Кузьмин, H.A. Анализ процессов изнашивания автомобилей / H.A. Кузьмин, Е.Г. Денисенко, Д.Е. Шапкин // Тез. докл. IV Междун. науч.-техн. конф. "Будущее технической науки"/НГТУ.- Н.Новгород, 2005.- С. 165-166.

153. Кузьмин, H.A. Анализ термоупругого состояния поршней и цилиндров дизеля ГАЗ-542 методом конечных элементов / H.A. Кузьмин, И.Б. Гурвич, В.П. Повеликин // Тез. докл. Всесоюзн. конф. "Теория и расчет мобильных машин и ДВС". Тбилиси, 1985. - С. 40.

154. Кузьмин, H.A. Влияние изменения граничных условий на тепловое состояние поршня ДВС / H.A. Кузьмин, В.П. Повеликин // Тез. докл. науч.-техн. конф. "Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей". Горький, 1986. - С. 19.

155. Кузьмин, H.A. Исследование и повышение эксплуатационной надежности двигателей автобусов / H.A. Кузьмин, М.Г. Корчажкин, О.П. Голубев // Изв. ТулГУ / ТулГУ.- Тула, 2001.- Вып. 5.- С. 61-63.

156. Кузьмин, H.A. Исследование надежности V-образных двигателей ЗМЗ и ЗИЛ / H.A. Кузьмин, М.Г. Корчажкин // Тез. докл. регион, молодежи, науч.-техн. форума "Будущее технической науки нижегородского региона"/ НГТУ.-Н.Новгород, 2002.- С. 272.

157. Кузьмин, H.A. Исследование температурного состояния цилиндра дизеля ГАЗ-Э542 / H.A. Кузьмин // Тез. докл. науч.-техн. конф. молодых ученых Горьковской обл., посвященной 150-летию со дня рождения Д.Н. Менделеева. Горький, 1984. - С. 184-185.

158. Кузьмин, H.A. Исследование эксплуатационных режимов работы двигателей ЗМЗ / H.A. Кузьмин // Сб. науч. тр. / ВолгПИ. -Волгоград, 1989.- С. 39-47.

159. Кузьмин, H.A. Исследование эксплуатационных режимов работы дизелей ГАЗ / H.A. Кузьмин // Сб. науч. трудов "Механизация процессов сельскохозяйственного производства"/ ГСХИ. Горький, 1987.- С. 36-42.

160. Кузьмин, H.A. Каталитическая обработка топлив перед сгоранием в ДВС / H.A. Кузьмин // Сб. докл. V Российской науч.- техн. конф. "Прогрессивные технологии в транспортных системах"/ ОГУ. Оренбург, 2002,- С.84-88.

161. Кузьмин, H.A. Классификация параметров теплонапряженности ДВС / H.A. Кузьмин, И.Б. Гурвич // Сб. науч. трудов "Улучшение эксплуатационных свойств тракторов и автомобилей"/ ГСХИ. Горький, 1983. - С.27-32.

162. Кузьмин, H.A. Методика корректирования периодичности ТО-2 городских автобусов / H.A. Кузьмин, М.Г. Корчажкин // Сб. материалов Всеросс. науч.-техн. конф. "ТТМ НН 04. Транспортно-технологические машины"/ НГТУ. -Н.Новгород, 2004.- С.65-67.

163. Кузьмин, H.A. Нормативы и основные показатели технической эксплуатации автомобилей: учебное пособие/ H.A. Кузьмин.- Н.Новгород: НГТУ, 2004.- 101с.

164. Кузьмин, H.A. Особенности эксплуатации городских автобусов на маршрутах с подъемами // Грузовое и пассажирское автохозяйство.- 2005,-№12.- С.28-31.

165. Кузьмин, H.A. Оценка надежности двигателей ЗМЗ / H.A. Кузьмин, О.П. Голубев // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. "Проблемы транспортных и технологических комплексов"/ НГТУ. Н.Новгород, 2002.- С. 316-317.

166. Кузьмин, H.A. Предварительные результаты измерения толщины смазочного слоя ЦПГ автомобильного двигателя / H.A. Кузьмин, А.Г.

167. Лебедев, В.И. Стадников // Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. конф. "Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей". Горький, 1990. -С. 34.

168. Кузьмин, H.A. Приближенная оценка температур деталей ДВС / H.A. Кузьмин, И.Б. Гурвич, Э.Э. Рамс, М.Б. Линденбаум // Тез. докл. науч.-техн. конф. "Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобиля"- Горький, 1985, -С.9-10.

169. Кузьмин, H.A. Профилирование головок поршней ДВС/ H.A. Кузьмин // Изв. вузов. Машиностроение.- 2006,- №12.- С. 41-46

170. Кузьмин, H.A. Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации: учебное пособие / H.A. Кузьмин.-Н.Новгород: НГТУ, 2002. 142 с.

171. Кузьмин, H.A. Разработка методик анализа теплового состояния автомобильных двигателей / H.A. Кузьмин, В.В. Крупа // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. "Проблемы транспортных и технологических комплексов",- Н. Новгород, 2002.- С. 312.

172. Кузьмин, H.A. Разработка регрессионных моделей температур дизелей ГАЗ-542.10 / H.A. Кузьмин // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение.- 2004. -№3(56).- С. 84-92.

173. Кузьмин, H.A. Разработка регрессионных моделей температур поршней двигателя ЗМЗ-402.10 / H.A. Кузьмин // Материалы 13-й науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья / НГСХА. Н.Новгород, 2003.- С. 152-156.

174. Кузьмин, H.A. Снижение расхода топлива и улучшение экологических показателей автомобилей / H.A. Кузьмин, A.C. Единархов // Энергоэффективность.- Н.Новгород, 2001.- С. 68-70.

175. Кузьмин, H.A. Снижение теплонапряженности поршней и цилиндров дизелей с воздушным охлаждением: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Кузьмин Николай Александрович Волгоград, 1988.

176. Кузьмин, Н. А. Совершенствование системы корректирования нормативов технической эксплуатации двигателей автобусов / H.A. Кузьмин, М.Г. Корчажкин // Автомобильный транспорт.- 2004. -№5.- С. 49-51.

177. Кузьмин H.A. Тепловое состояние, изнашивание и отложения в ДВС / H.A. Кузьмин, В.В. Зеленцов, В.В. Крупа // Изв. ТулГУ. / ТулГУ. Тула,2001.- Вып. 5.-С. 58-61.

178. Кузьмин, H.A. Теплонапряженность как одна из характеристик надежности автомобильных двигателей / H.A. Кузьмин // Тез. докл. науч.-техн. конф. молодых ученых Горьковской области. Горький, 1982.-С.98-100.

179. Кузьмин, H.A. Термоупругое состояние поршней дизеля / H.A. Кузьмин, В.П. Повеликин // Тез. докл. науч.-техн. конф. "Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей". Горький, 1985. - С. 9.

180. Кузьмин, H.A. Улучшение теплового состояния двигателей автобусов / H.A. Кузьмин, A.M. Пудеев // Тез. докл. IV Междун. науч.-техн. конф. "Будущее технической науки"/ НГТУ.- Н.Новгород, 2005.- С. 161.

181. Лазарев, Е.А. Анализ характеристик полостей охлаждения поршня различных форм и расположения поперечного сечения / Е.А.Лазарев, М.Л. Перлов // Двигателестроение. 1986. - №6. - С. 9-11.

182. Лазарев, Е.А. Оценка эффективности формы и расположения поперечного сечения полости охлаждения в поршнях форсированных дизелей / Е.А. Лазарев, М.Л. Перлов // Двигателестроение.- 1980.- №12.- С. 20-23.

183. Ламм, А.Б. Применения уравнения движения автомобиля для решения некоторых задач надежности / А.Б. Ламм // Моск. гос. автомоб.-дор. ин-т (Техн. ун-т). М., 1999.-5 с.

184. Лебедев, Б.О. Теплофизические основы процесса угара масла в дизелях и разработка эксплуатационных мероприятий по его сокращению: дис. . д-ра техн. наук : 05.04.02 / Лебедев Борис Олегович.- М.-1999.

185. Лощаков, П.А. Конструктивные мероприятия по снижению температуры в зоне первого поршневого кольца дизелей ЯМЗ / П.А. Лощаков // Двигателестроение.- 1990.-№1.-С. 16-17,62,63.

186. Лощаков, П.А Результаты расчетно-экспериментальных исследований влияния оребрения охлаждаемой поверхности гильзы цилиндров на температурное состояние гильз и поршней дизелей ЯМЗ / П.А. Лощаков // Двигателестроение. 2000. - № 1. - С. 3-4.

187. Лощаков, П.А. Результаты расчетно-экспериментальных исследований температурного состояния гильзы цилиндра двигателя 8413/14 / П.А. Лощаков // Двигателестроение. -1991. № 1. - С. 49-51.

188. Лощаков, П.А. Чтобы снизить температуру дизелей ЯМЗ / П.А. Лощаков // Автомобильная промышленность. 1998. - №8. - С. 12-14.

189. Лукинский, B.C. Долговечность деталей шасси автомобиля / B.C. Лукинский. М.: Машиностроение., 1984. - 229 с.

190. Лыков, A.B. Теория теплопроводности / A.B. Лыков.- М.: Высшая школа, 1967.-600 с.

191. Майоров, A.B. Разработка методики расчета согласованных температурных полей деталей цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания : дис. канд. техн. наук: 05.04.02 / Майоров Алексей Валерьевич.-М., 2002.

192. Маликов, H.H. Тепловая эффективность прямых оребренных каналов / H.H. Маликов // Двигателестроение. 1981.- №1.- С. 17-20.

193. Малинин, H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести / Н.Н.Малинин. М.: Машиностроение, 1968. - 400 с.

194. Малков, В.П. Оптимизация упругих систем / В.П. Малков, А.Г. Угодчиков.- М.: Наука, 1981. 216 с.

195. Маслов, А.П. Повышение технического уровня дизелей оптимизацией геометрических параметров поршней: дис. . канд. техн. наук : 05.04.02 / Маслов Андрей Петрович.- Челябинск, 1999.

196. Математическая модель угара смазки в цилиндре двигателя внутреннего сгорания / Р. М. Петриченко, А.Б. Канищев, Ю.М. Мелешкин, А. Ю. Шабанов // Рабочие процессы компрессоров и установок ДВС: межвуз. сб. / ЛПИ-Л., 1987.-С. 40-41.

197. Махов, В.З. Процессы сгорания в двигателях (с воспламенением от сжатия): учеб. пособие / В.З. Махов; МАДИ. М., 1980. - 72 с.

198. Махров, В.Л. Экспериментальный стенд для термоусталостных испытаний конструкций / В.Л. Махров // Двигателестроение.- 1980.- №9,- С. 59-60.

199. Мац, 3.3. Аналитическое описание зависимостей тепловыделения / 3.3. Мац, Г.М. Киселева // Двигателестроение. 1991. - №6. - С. 16 19.

200. Машинно-ориентированные методы расчета комбинированных двигателей / В.И. Иванченко, В.И. Каплан, К.Б. Цыреторов и др.- М.: Машиностроение, 1978. 168 с.

201. Меньшенин, Г.Г. Повышение эффективности и надежности дизелей воздушного охлаждения для тяжелых промышленных тракторов : дис. . канд. техн. наук в форме науч. докл.: 05.04.02 / Меньшенин Геннадий Григорьевич.- Волгоград, 1997.

202. Методика и критерии оценки надежности топливной аппаратуры дизелей / В.Г. Кислов, В.Я. Попов, В.А. Павлов, P.M. Баширов // Тракторы и с.-х. машины. 1993. - № 7. - С. 24 - 28.

203. Мизернюк, Г.Н. Определение стационарных температурных полей в деталях двигателей внутреннего сгорания / Г.Н. Мизернюк, H.A. Иващенко // Изв. вузов. Машиностроение. 1973. - №6. - С. 24-27.

204. Минак, А.Ф. Экспериментальное исследование теплопередачи от газа в алюминиевый поршень и тепловых потоков в нем / А.Ф. Минак // Двигатели внутреннего сгорания: Республиканский межвед. тематич. науч.-техн. сб.-М., 1971.- Вып. 13.- С. 76-80.

205. Митропольский, А.К. Техника статистических вычислений / А.К. Митропольский. М.: Изд. физико-математической литературы, 1971. - 575 с.

206. Михайлов, А. С. Исследование влияния тепловой изоляции днища поршня на его температурное состояние и рабочий процесс при высоком наддуве / A.C. Михайлов // Тр. ЦНИДИ. -1961. Вып. 57.

207. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева.- М.: Энергия, 1973. 320 е.: ил.

208. Мишин, И.А. Долговечность двигателей / И.А. Мишин. Л.: Машиностроение, 1978. - 260 с.

209. Мунро, Р. Конструирование поршней дизелей и расчет их характеристик / Р. Мунро, В.Д. Грифитс // Форсированные дизели: доклады на XI Междунар. конгрессе по двигателям (СИМАК): пер. с англ. и франц. М., 1978. - С. 127151.

210. Муравкина, Е.В. Работа двигателей грузовых автомобилей / Е.В. Мурав-кина; Моск. автомоб.-дор. ин-т. М., 1993. - 9 с.

211. Муравкина, E.B. Работоспособность двигателей автомобилей-такси / Е.В. Муравкина, М.А. Хорами, В.П. Воронов; Моск. автомоб.-дор. ин-т. М., 1993.-5с.

212. Надежность и эффективность работы двигателей и автомобилей : сб. науч. тр./ под ред. А. М. Дроконова; Брянск, гос. техн. ун-т. Брянск: Изд-во БГТУ, 1999.- 132 с.

213. Назаров, А.Д. Расчет оптимальных монтажных зазоров между гильзой цилиндра и головкой поршня автотракторных ДВС / А.Д. Назаров // Способы повыш. долговеч. тракторов и сельхозмашин / Моск. ин-т инж. е.- х. пр-ва.-М., 1988.-С. 3-7.

214. Назаров, В.П. Основы прикладной газодинамики / В.П. Назаров; МАДИ. -М., 1985.-42 с.

215. Назаров, Н.И. Основы инженерных исследований и испытания двигателей. Автоматизация исследовательских испытаний ДВС: учеб. пособие / Н.И. Назаров, Б .Я. Черняк; МАДИ. М., 1988. - 75 с.

216. Насыров, P.A. Тепловое и напряженное состояние поршней дизелей типа Д100 / P.A. Насыров, H.A. Иващенко, A.B. Тимохин // Двигателестроение.-1979.-№5.-С. 27-30.

217. Непогодьев, А.Б. Допустимый предел понижения температуры поршня в дизелях / А.Б. Непогодьев, И.В. Мишин, А.Н. Тиняков // Двигателестроение. -1987.-№8.-С. 9-11.

218. Несполовский, О.Г. Улучшение показателей экономичности автомобильного дизеля за счет регулирования его теплового состояния: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Несполовский Олег Георгиевич.- Ярославль, 1995.

219. Нефедов, В.И. Улучшение параметров форсированных дизелей воздушного охлаждения изменением глубины охлаждения наддувочного воздуха: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Нефедов Владимир Иванович.-Челябинск, 1998.

220. Никитин, М.Д. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизеля / М.Д. Никитин, А.Я. Кулик, H.H. Захаров,- JL: Машиностроение, 1977.- 168 с.

221. Новиков, В.Г. Экспериментально-расчетное прогнозирование теплового нагружения головки цилиндра транспортного дизеля: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Новиков Виктор Григорьевич. М., 2004.

222. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. де Фриз: пер. с англ. М.: Мир, 1981. - 304 е.: ил.

223. Овсянников, Н.К. Тепловая напряженность судовых дизелей / Н.К. Овсянников, Г.А Давыдов.- JL: Судостроение, 1975.- 246 с.

224. Онищенко, Д.О. Исследование теплового состояния деталей дизеля в трехмерной постановке с применением экспериментальных граничных условий: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Онищенко Дмитрий Олегович.-М., 2002.

225. Оперативное корректирование нормативов технического обслуживания и ремонта автомобилей / Н.С. Захаров, В.В. Майер, В.В. Аникеев и др. //

226. Комплексное обеспечение качества транспортных и технологических машин: сб. статей VI междунар. науч.-техн. конф. / ПГУ Пенза, 2000. - С. 49 - 50.

227. Определение трехмерного температурного поля сферической части поршня быстроходного карбюраторного ДВС / М.В. Страдомский, В.А. Ас-мальвский, О.Н. Важенин и др. // Пром. теплотехн.- 1990.- №2.- С. 43-49.

228. Оптимизация конструкций теплонагруженных деталей дизелей / С.М. Шелков, В.В. Мирошников, H.A. Иващенко и др. М.: Машиностроение, 1983.-112 е.: ил.

229. Орлин, A.C. Тепловое состояние поршней дизелей / A.C. Орлин, H.A. Иващенко, A.B. Тимохин // Изв. вузов. Машиностроение. 1976. - №5. -С.109-113.

230. Панов, В.В. Повышение эффективности двухтактных бензиновых двигателей внутреннего сгорания: дис. . д-ра техн. наук: 05.04.02 / Панов Виктор Васильевич,- Владимир, 1995.

231. Папок, К.К. Нагары, лаковые отложения и осадки в автомобильных двигателях / К.К. Папок, А.Б. Виппер.- М.: Машгиз, 1966. 200 с.

232. Пасконов, В.М. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена / В.М. Пасконов, В.И. Полежаев, J1. А. Чудов.- М.: Наука, 1984.- 286 с.

233. Пат. 2024772 Россия, МКИ5 F 01 Р 3/20 Двигатель внутреннего сгорания / Ч.Б. Дробышевский, В.Ф. Боровиков. №4888085/06; заявл. 19.09.90; опубл. 15.12.94; Бюл. № 23.

234. Пат. 2162594 Россия, МПК 7 G 01 M 15/00. Устройство для климатических испытаний двигателя внутреннего сгорания / В.Н. Карнаухов № 99109785/06; заявл. 05.05.1999; опубл. 27.01.2001.

235. Пат. 2166111 Россия, МПК 7 F 02 В 77/04. Способ очистки деталей двигателя внутреннего сгорания от отложений / И.В. Мухортов, A.A. Лаврик.- № 99123569/06; заявл. 10.11.1999; опубл. 27.04.2001.

236. Пат. 5435872 США, МКИ6 F 02 F 3/00. Sized coated pistons / Thomas I. Penrice.- № 151423; заявл. 12.11.93; опубл. 25.07.95; НКИ 156/240. Способ установки зазора между поршнем и цилиндром.

237. Патанкар, С. Численные методы решений задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар.- М.: Энергоиздат, 1984. -148 с.

238. Пахомов, Ю. А. Формула расчета температур деталей ЦПГ с учетом влияния конструктивных и эксплуатационных факторов / Ю.А. Пахомов // Двигателестроение. 1991. - №10-11. - С. 24- 25.

239. Пахомов, Ю.А. Расчет температур деталей цилиндропоршневой группы с учетом влияния конструктивных и эксплуатационных факторов / Ю.А. Пахомов // Повыш. надеж, энерг. машин / Брян. техн. ун-т.- Брянск, 1996.- С. 128-135.

240. Песенко, A.B. Изучение технического ресурса двигателей в эксплуатационных условиях / A.B. Песенко, А.П. Карпенко // Надеж, и технол. всстанов. деталей строит, и трансп. машин / Рост, ин-т инж. ж.-д. трансп. -Ростов, 1990.-С. 6-7.

241. Петренко, В.А. Влияние теплового состояния на показатели двигателя с искровым зажиганием / В.А. Петренко, В.П. Сонкин, В.Ф. Воон // Исследование, конструирование и расчет тепловых ДВС / Центр, автомоб. и автомотор, ин-т (НАМИ). М., 1991.- С. 3-10.

242. Петриченко, P.M. Интенсивность теплоотдачи при масляном охлаждении поршней / P.M. Петриченко // Двигателестроение. 1980. - № 12. - С. 16-18.

243. Петриченко, P.M. Конвективный теплообмен в поршневых машинах / P.M. Петриченко, М.Р. Петриченко.- Л.: Машиностроение, 1979. 195 с.

244. Петриченко, P.M. Системы жидкостного охлаждения быстроходных двигателей внутреннего сгорания / P.M. Петриченко.- Л.: Машиностроение, 1975.- 224 с.

245. Петриченко, P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в ДВС / P.M. Петриченко.- Л.: ЛГУ, 1983. 244 с.

246. Петриченко, P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в ДВС / P.M. Петриченко.- Л.: ЛГУ, 1988. 133 с.

247. Петриченко, P.M. Формирование эпюры тепловой нагрузки зеркала цилиндра / P.M. Петриченко, Е.Е. Квасов // Двигателестроение.- 1981. №4,-С. 16-18.

248. Плешанов, A.A. Разработка, исследования и совершенствование малоразмерного дизеля многоцелевого назначения: дис. . канд. техн. наук вформе науч. докл.: 05.04.02 / Плешанов Альберт Александрович.- Владимир, 2000.

249. Плиев, И.А. Методика оценки технического уровня АТС многоцелевого назначения / И.А. Плиев, А.Н. Вержбицкий // Автомобильная промышленность. 1999. - №11. - С. 34 - 36.

250. Повеликин, В.П. Уточнение вариационной подстановки осесимметричной задачи теплопроводности / В.П. Повеликин // Двигателестроение. 1986. -№7. -С. 11-12.

251. Повеликин, В.П. Численные исследования влияния величин коэффициентов теплообмена на тепловое состояние поршня ДВС / В.П. Повеликин, H.A. Кузьмин // Изв. вузов. Машиностроение. 1987. - №6. - С. 72-77.

252. Повышение эксплуатационной надежности автомобилей / НИИАТ. М.: Транспорт, 1976. - 176 с.

253. Половинкин, В.Н. Комплексный анализ отказов и направлений повышения эксплуатационной надежности судовых и корабельных дизелей /

254. B.Н. Половинкин, В.Б. Ляпной // Двигателестроение. 1996 - №3-4. - С. 54 -57, 82, 84.

255. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта / Минавтотранс РСФСР. М.: Транспорт, 1988. -78 с.

256. Попык, К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей / К.Г. Попык.- М.: Высшая школа, 1968. 386 с.

257. Поршневые и газотурбинные двигатели: ЭИ / ВИНИТИ.- М., 1988.- №1.1. C. 8-16.

258. Поспелов, Д.Р. Двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением / Д.Р. Поспелов. М.: Машиностроение, 1971. - 535 е.: ил.

259. Поспелов, Д.Р. Конструкция двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением / Д.Р. Поспелов. М.: Машиностроение, 1973.-352с.

260. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский. М.: Энергия, 1978. - 704 с.

261. Приближенная оценка температур деталей ДВС / H.A. Кузьмин, И.Б. Гур-вич, Э.Э. Рамс, М.Б. Линденбаум // Тез. докл. науч.-техн. конф. "Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей". Горький, 1985. -С. 9-10.

262. Проблема зимней эксплуатации автобусов разрешена / В.В. Шульгин, С.Д. Гуслин, С.А. Яковлев и др. // Автомобильная промышленность. 1998. - №1. -С. 21-23.

263. Прочность материалов и элементов конструкций в экстремальных условиях. Т.2. /Г.С. Писаренко, А.Л. Квитко, И.А. Козлов и др.: под ред. Г.С. Писаренко. Киев: Наукова Думка, 1980. - 740 е.: ил.

264. Разак, Дахир Обеспечение надежности бортовых компьютерных систем автомобилей // Д. Разак, В.А. Васильев; Моск. гос. автомоб.-дор. ин-т . -1999.- 17 с.

265. Райков, И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания / И.Я. Райков. -М.: Высшая школа, 1975. 320 с.

266. Ракитин, А.Н. Влияние сезонных условий на надежность автомобилей / А.Н. Ракитин // Приспособленность машин к суровым условиям: межвуз. сб. науч. тр. ТюмГНГУ. Тюмень, 2001. - С. 42-44.

267. Ракитин, А.Н. Оценка сезонных факторов, влияющих на поток отказов автомобилей / А.Н. Ракитин, Т.А. Григорьян, Н.С. Захаров // Проблемы адаптации техники к суровым условиям: докл. междунар. науч.-техн. конф. / ТюмГУ. Тюмень, 1999. - С. 205-207.

268. Рамазанов, М.И. Гидродинамика и локальный теплообмен в полостях охлаждения двигателей внутреннего сгорания: дис. . канд. техн. наук: 05.04.02 / Рамазанов Махмут Ильсурович.- М., 2002.

269. Расчетно-экспериментальное исследование напряженности клапанов двигателя / H.A. Иващенко, А. И. Ермолаев, В.Е. Щурков и др. // Автомобильная промышленность. -1977. N в.- С. 45-60.

270. Расчетно-экспериментальные исследования температурного напряжения цилиндровых втулок четырехтактного дизеля / В.Г. Байботкин, М.А. Салтыков, Ли Ден Ун, Г.Н. Маслов // Двигателестроение. 1981. - №3. - С. 50-52.

271. Расчетные исследования поршней КамАЗ / Ю.К. Яркин, И.Я. Райков, К.С. Руновский // Автомоб. и тракт, двигатели.- 1992.- №11.- С. 9-14.

272. Репин, А. А. Теплофизические проблемы совершенствования моторно-трансмиссионных и установок наземной транспортной техники / A.A. Репин, А.Н. Гаврилов // Трансп.: Наука, техн., упр. / ВИНИТИ. 1997. - N 12. - С. 17-25.

273. Решетов, В.И. Тепловая напряженность быстроходных дизелей / В.И. Решетов, C.B. Лебедев // Двигателестроение.- 1980.- №10.- С. 11-13.

274. Решетов, Д.М. Надежность машин / Д.М. Решетов, A.C. Иванов, В.З. Фадеев. М.: Высш. шк., 1988. - 238 с.

275. Розенблит, Г.Б. Тепловое состояние ЦПГ тепловозных дизелей при повышенных температурах окружающего воздуха // Г.Б. Розенблит, В.В Литвинчук // Двигателестроение. 1990. - №9. - С. 5-8.

276. Розенблит, Г.Б. Теплопередача в дизелях / Г.Б. Розенблит. М.: Машиностроение, 1977. - 216 с.

277. Розенблит, Г.Б. Экспериментальное определение нестационарного теплового потока в стенках камеры сгорания дизелей / Г.Б. Розенблит, ЯМ. Горелик // Энергомашиностроение. 1970. - №6. - С. 46-48.

278. РТМ 44-62. Методика статистической обработки эмпирических данных. -М.: Изд. Стандартов, 1966. 99 с.

279. Руднев, Б.И. Процессы локального радиационно-конвективного теплообмена в камерах сгорания судовых дизелей: дис. д-ра техн. наук: 05.08.05, 05.04.02 / Руднев Борис Иванович.- Владивосток, 1998.

280. Самарский, A.A. Введение в теорию разностных схем / A.A. Самарский.-М.: Наука,1971. -552 с.

281. Сгибнев, Ю.Е. Разработка методики расчета локального теплообмена в цилиндре двигателя искрового зажигания : дис. канд. техн. наук : 05.04.02 / Сгибнев Юрий Евгеньевич.- СПб., 1995.

282. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л Сегерлинд: пер. с англ. М.: Мир, 1979. - 389 е.: ил.

283. Семенов, B.C. Теплонапряженность и долговечность цилиндропоршневой группы судовых дизелей / B.C. Семенов. М.: Транспорт, 1977. - 182 с.

284. Синицын, В.А. Физические условия и математическое моделирование локального теплообмена в ДВС: дис. . д-ра техн. наук: 05.04.02 / Синицын Владимир Александрович.- Барнаул, 1995.

285. Справочник по надёжности. Т.1.- М.: Мир, 1969.- 339 с.

286. Спэрроу, Э.М. Теплообмен излучением / Э.М. Спэрроу, Р.Д. Сесс.- Л.: Энергия, 1974.-294 с.

287. Статический стенд для моделирования теплового состояния поршней форсированных двигателей / Н.Д. Чайнов, В.Б. Петров, И.Ю. Ходенко // Изв. вузов. Машиностроение. М., 1988. - №1. - С. 81-84.

288. Стефановский, Б.С. Критические условия теплоотдачи для гильз цилиндров при воздушном охлаждении / Б.С. Стефановский // Двига-телестроение.- 1981.- №5.- С. 13-14.

289. Стефановский, Б.С. Теплонапряженность деталей быстроходных поршневых двигателей / Б.С. Стефановский. М.: Машиностроение, 1978. -128 е.: ил.

290. Стечкин, Б.С. Теория тепловых двигателей: Избранные труды / B.C. Стечкин.- М.: Наука, 1977. 410 с.

291. Страдомский, М.В. Оптимизация температурного состояния деталей дизельных двигателей / М.В. Страдомский, Е.А Максимов.- Киев: Наукова думка, 1987.- 168 с.

292. Стрельцов, В.В. Ресурсосберегающая ускоренная обкатка отремонтированных двигателей / В.В. Стрельцов, В.Н. Попов, В.Ф. Карпенков. М.: Колос, 1995. - 175 с.