автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка системы автоматизации процесса проектирования методики приработки двигателя

На правах рукописи

Байда Александр Сергеевич

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТОДИКИ ПРИРАБОТКИ ДВИГАТЕЛЯ

Специальность 05.13.12 — Системы автоматизации проектирования

(промышленность).

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск-2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Сибирской государственной автомобильно - дорожной академии (СибАДИ) на кафедре «Управление качеством и сертификация».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты

кандидат технических наук, доцент Лхтулова Людмила Николаевна

доктор технических наук, профессор Фроловский Владимир Дмитриевич,

кандидат технических наук, доцент Аистов Игорь Петрович

Ведущая организация

Федеральное государственное унитарное предприятие «Производственное объединение «Полет», г. Омск

Защита состоится 21 декабря 2006 г. в 1600 на заседании регионального диссертационного совета ДМ 212.250.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно — дорожная академия» по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно — дорожная академия»

Автореферат разослан 21 ноября 2006 г.

Ученый секретарь регионального диссертационного совета ДМ 212.250.03

Юрков В.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производство силовых агрегатов характеризуется частой сменной моделей и значительными материальными затратами. Обеспечение высоких темпов развития двигателестроения, конструирование новых модельных рядов двигателей невозможно без современной организации производства, базирующейся на использовании вычислительной техники. Организация производства, использующая вычислительную технику, требует разработки и применения систем автоматизации проектирования (САПР), которые способствуют сокращению времени изготовления, уменьшению материальных затрат и снижению трудоемкости технологических процессов.

Одним из ответственных технологических процессов при производстве силовых агрегатов является их приработка, проведение которой обусловлено необходимостью подготовки к восприятию силовым агрегатом эксплуатационных нагрузок, что повышает общий ресурс агрегата на 30%, и положительно сказывается на его надежности. Приработка необходима как новому силовому агрегату, так и агрегату, прошедшему ремонт.

От выбранной методики проведения приработки зависит качество поверхностей деталей силового агрегата, а ее разработка и апробация требует больших временных и материальных затрат. Поэтому разработка методики автоматизации проектирования. процесса приработки направлена на улучшение качества сборки силовых агрегатов, а, в конечном итоге повышает их надежность и долговечность, что является актуальным направлением в производстве силовых агрегатов, и в ремонтном производстве.

Целью диссертационной работы является создание системы автоматизации процесса проектирования приработки силового агрегата.

В соответствии с поставленной целью, были решены следующие задачи:

— создание системы автоматизации проектирования процесса приработки силового агрегата для сопряжений основных деталей, режим работы которых считается наиболее напряженным;

— разработка алгоритма процесса расчета режимов работы сопряжений ответственных деталей силового агрегата для дальнейшей его реализации с использованием вычислительных средств;

— проведение и проверка расчетов режимов работы сопряжений ответственных деталей с использованием автоматизированных систем конструкторского и функционального проектирования.

Методы исследований. В процессе выполнения работы использовались основные положения теории двигателей, современные достижения в области автоматизации проектирования производства, компьютерных технологий и методов оптимизации технологических процессов.

Научная новизна работы:

— получены аналитические выражения для определения условий работы сопряжений ответственных деталей силового агрегата, на основании проведенных исследований задач автоматизации процесса проектирования приработки;

— разработана модель взаимодействия конструкторского и функционального проектирования для создания системы автоматизации проектирования процесса приработки силового агрегата;

— предложен алгоритм автоматизации проектирования технологического процесса приработки силового агрегата, на основании полученных аналитических выражений.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

— созданное программное обеспечение позволяет автоматизировать процесс расчета критических режимов работы силового агрегата при проектировании методики приработки.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в сервисном центре ТК «Фаворит-авто» при проектировании методики приработки силового агрегата.

Разработанные методики и программное обеспечение используется в учебном процессе на кафедрах «Технология машиностроения и технического сервиса», «Тракторов, автомобилей и эксплуатации машино - тракторного парка» Омского государственного аграрного университета и на техническом отделении Омского государственного колледжа профессиональных технологий.

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано пять научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованных источников, включающего 110 наименований, и 2 приложений. Диссертация изложена на 130 страницах основного текста и содержит 68 рисунков, 3 таблицы.

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования.

Первая глава посвящена анализу систем автоматизации проектирования в различных отраслях производства.

Исследованию в области разработки и применения систем автоматизации проектирования посвящены работы отечественных авторов И.П. Но-ренкова^В-П. Быкова, В.А. Гречишникова, Ю.В. Дементьева, М.Д. Суворова, A.JI. Ахтулова, A.C. Клинышкова; зарубежных авторов J.D. Collins, W.T. Thomson, S.B. Tuttie и многих других. Вопросам надежности и долго-

вечности силовых агрегатов посвящены работы И.А. Мишина, В.Г. Зарен-бина, М.Х. Нигматова и др.

На основе обзора литературы проведен анализ и показана важность проведения приработки по методике, соответствующей данной модели силового агрегата.

Проектирование методики приработки является сложной технологической разработкой (рис. 1).

Рис. 1. Процесс разработки методики приработки силового агрегата

Одними из трудоемких операций являются: определение и расчет параметров, влияющих на качество проведения приработки, а также проверка расчетов, поскольку требует учета множества показателей. Обычно этот процесс невозможен без громоздких вычислений, требующих определенных знаний и большого количества времени разработчика.

Для уменьшения трудоемкости вышеприведенных процессов, а также повышения точности расчетов предлагается автоматизировать процесс проектирования на данном этапе разработки методики. Разработать комплексную систему автоматизированного проектирования, которая автоматически проектировала методику проведения приработки силового агрегата, является чрезвычайно сложным, поскольку требуется учет множества показателей.

Во второй главе проведен анализ исследований параметров, влияющих на процесс проведения приработки силового агрегата. Проведен анализ динамических характеристик рабочего процесса сйловогб агрегата, видов износа и разрушений поверхностей сопрягаемых деталей, зависимости изнашивания металла взаимодействующих поверхностей от продолжительности контакта.

В результате анализа выявлены основные сопряжения силового агрегата: цилиндр — поршневое кольцо, шатунная шейка коленчатого вала - подшипник скольжения, коренная шейка коленчатого вала — подшипник и поршневой палец — бобышки поршня. Наиболее благоприятными условиями работы основных сопряжений являются условия жидкостного трения, при которых детали сопряжений разделены слоем смазки, толщиной в 1,5 -2 раза превышающей суммарную высоту микронеровностей трущихся поверхностей.

Приведен кинематический и динамический анализ, описывающий законы движения деталей силового агрегата, силы их взаимодействия и влияние внешних сил.

Параметры работы сопряжения цилиндр — поршневое кольцо рассчитываются согласно уравнениям гидродинамической теории смазки. Основным параметром, характеризующим нормальную работу сопряжения является угловая скорость вращения коленчатого вала.

Минимальное значение угловой скорости вращения коленчатого вала для данного сопряжения является критическим, при котором, взаимодействующие детали разделены слоем смазывающей жидкости, определяется из следующего выражения:

2 -Руд'Кр'Ькр3 ,|Ч

Ю*Г1=Т---- / , » (О

где руд — удельное давление на стенку цилиндра; кр - коэффициент, учитывающий влияние давления газов в замке поршневого кольца (первое поршневое кольцо кр] =1,8, второе кРп = 0,9); Кр — предельная толщина

масляной пленки; / — высота поршневого кольца; /л — вязкость смазывающей жидкости; /? — радиус кривошипа коленчатого вала; Ь — длина шатуна;

— поправочный коэффициент.

. Приработка силового агрегата с угловой скоростью вращения коленчатого вала меньше критической не рекомендуется, поскольку детали сопряжения работают в условиях полужидкостного или полусухого трения, что приводит к повышенному износу поверхностей деталей.

Характер влияния толщины масляного слоя и удельного давления поршневого кольца на значение критической скорости вращения коленчатого вала приводится на рис. 2 и 3.

Рис. 2. Зависимость критической скорости Рис. 3. Зависимость критической скорости вращения коленчатого вала от значения вращения коленчатого вала от удельного толщины масляного слоя давления на стенку цилиндра

Слой смазывающей жидкости между шатунной шейкой коленчатого вала и подшипником образуется при движении подвижной детали за счет смачивающего эффекта и сцепления моторного масла с поверхностью трения. При вращении вала в подшипнике масло на поверхности шейки увлекается в суживающуюся часть зазора сопряжения, в результате чего давление между шейкой и подшипником увеличивается настолько, что вал, нагруженный внешними силами, отрывается от поверхности подшипника и в процессе последующей работы силового агрегата вращается в жидкости (рис. 4). В сопряжении возможно установление жидкостного трения при условии работы сопряжения с угловой скоростью вращения коленчатого вала большей минимальной, которая является критической.

Определение критической скорости вращения производится из следующей аналитической зависимости:

П,36р-Ькр-с-А-Ьг _ "*>■>■—^-1 (2)

где р — удельная нагрузка на шейку вала; Ь2 — поправочный коэффициент; Икр — предельная толщина масляной пленки; ¡лр — вязкость смазывающей жидкости, с учетом давления в системе смазывания; с1— диаметр шейки вала; А — диаметральный зазор; с — безразмерный коэффициент.

Приработка силового агрегата со скоростью вращения коленчатого вала меньшей критической не допускается, поскольку в сопряжении шейка коленчатого вала - подшипник нарушаются условия жидкостного трения,

что приводит к увеличению износа деталей, а также повышению вероятности деформирования деталей.

Значительное влияние на величину критической угловой скорости вращения коленчатого вала оказывает удельная нагрузка на шейку коленчатого вала (рис. 5).

"V Е. |

----------- --------

•

................... "" Р

Рис. 4. Схема сопряжения шейка коленча- Рис. 5. Зависимость критической скорости того вала — подшипник скольжения . вращения коленчатого вала от удельной ... нагрузки на шейку коленчатого вала

Расчет режимов работы сопряжения коренная шейка - подшипник аналогичен расчету сопряжения шатунная шейка — подшипник (2).

В сопряжении поршневой палец — бобышки поршня скорость перемещения деталей, относительно друг друга, невелика и при перемене направления движения, уменьшается .до нуля, поэтому масляный слой не обладает достаточной толщиной и детали работают преимущественно в полусухой и граничной фазах трения. Нормальная работа сопряжения возможна только при наличии масляной пленки, оптимальная толщина которой, определяется из условия равенства сминающего напряжения удельному давлению пальца на бобышки поршня. Согласно теории упругости, из зависимости описывающей контакт сплошного цилиндра с цилиндрической канавкой, определяется наибольшее удельное давление.

Минимальная угловая скорость вращения коленчатого вала является критической, при которой нарушается условие образования масляной пленки, определяется следующей аналитической зависимостью:

где стс„ — сминающее напряжение материала поршня; тп — масса поршня с поршневыми кольцами; <1П — диаметр поршневого пальца (рис. 6); 1ь — дли-

на бобышки поршня; рг — максимальное давление газов в цилиндре; — площадь днища поршня;

Величина критической угловой скорости вращения коленчатого вала в значительной степени зависит от сминающего напряжения материала деталей сопряжения (рис. 7).

Рис. 6. Схема сопряжения поршневой палец Рис' 7" Зависимость критической угловой -бобышки поршня скорости вращения коленчатого вала от

значения сминающего напряжения

Приработка силового агрегата со скоростью вращения коленчатого вала меньшей критической не допускается, поскольку в сопряжении поршневой палец — бобышки поршня возникают напряжения, приводящие к деформированию деталей.

В третьей главе представлены результаты анализа автоматизации проектирования методики приработки, а также разработано программное приложение для расчета критических режимов работы сопряжений ответственных деталей силового агрегата.

Разработан алгоритм расчета режимов работы сопряжений ответственных деталей силового агрегата (рис. 8). Разработанный алгоритм учитывает геометрические параметры деталей силового агрегата, поскольку геометрические параметры большинства агрегатов имеют существенные отличия и для каждого необходим отдельный расчет показателей, характеризующих процесс приработки. Методика приработки для каждого силового агрегата как правило индивидуальна. Параметры, корректирующие методику приработки, так же требуют отдельного расчета.

На основе разработанного алгоритма создано программное обеспечение, позволяющее производить расчет критических параметров работы силового агрегата в автоматизированном режиме.

При моделировании процессов работы сопряжений были приняты следующие допущения: вязкость смазывающей жидкости постоянна, не учитывается температурное воздействие на смазывающую жидкость и матери-

ал деталей, предполагается, что геометрические параметры деталей остаются постоянными в течение длительного промежутка времени.

Рис. 8. Блок-схема алгоритма расчета ответственных сопряжений силового агрегата

В соответствии с алгоритмом, представленным на рис. 8, разработан программный модуль в программной среде Visual Basic, на основе которого создано программное приложение для Microsoft Excel.

Приложение позволяет в простой и удобной форме производить исследования режимов работы сопряжений ответственных деталей силового агрегата. Интерфейс приложения включает в свой состав главное меню, вид которого типичен для \У1ш1о\¥8-пршюжений. (рис. 9). - .

Работа приложения начинается с ввода значений основных показателей исследуемого силового агрегата. Производится расчет четырех сопряжений основных деталей силового агрегата в соответствии с разработанным алгоритмом. Для удобства разработчика результаты представляются в табличном виде и в виде графических зависимостей.

Результаты расчетов обрабатываются, производится поиск значений параметров работы силового агрегата, при которых все исследуемые сопряжения работают в услор:*.«х жидкостного трения. Разработчику результаты представляются в форме, представленной на рис. 10.

Рис. 9. Главное меню разработанного при- Рис. 10. Итоговые результаты расчета соложения пряжений в разработанном приложении

В главе также приведен порядок проведения расчетов в разработанном программном приложении на йримере расчета критических режимов работы автомобильного двигателя ВАЗ 2111.

Оценка адекватности полученных данных проведена с использованием автоматизированных систем конструкторского и функционального проектирования.

Модуляция системы автоматизации проектирования производится путем создания алгоритма взаимодействия автоматизированных систем конструкторского и функционального проектирования с целью проведения проверки расчетов, проведенных в разработанном приложении. Алгоритм взаимодействия систем конструкторского и функционального проектирования представлен на рис. 11.

Применение данного алгоритма позволяет сократить сроки экспериментальных исследований сопряжений ответственных деталей силового агрегата, что достигается за счет наиболее полного использования функциональных возможностей комплексов автоматизированного проектирования.

Рис. 11. Блок-схема алгоритма взаимодействия систем конструкторского и функционального проектирования ..... ..... ■,..»...

Четвертая глава посвящена описанию машинного эксперимента, который проводился с целью оценки точности расчетов, выполненных в разработанном программном приложении на примере автомобильного двигателя ВАЗ 2111.

Экспериментальные исследования условий работы сопряжений ответственных деталей на электронно-вычислительной машине проводились в соответствии с представленным выше, алгоритмом.

. Построение трехмерной твердотелой модели производилось в комплексе конструкторского проектирования. Создание модели начинается с описания каркаса, т.е указания ключевых точек, граней и ребер. После чего производится описание плоскостей и поверхностей, ограничивающих внутренний объем детали. Указывается тип заполнения внутреннего объема - непрерывное (рис, 12).

Следующим этапом проверки расчетов режимов -работы, сопряжений деталей является подготовка и загрузка трехмерных моделей в систему функционального проектирования. На данном этапе создается сборка исследуемого сопряжения деталей.

Расчет в системе функционального проектирования проводится в соответствии с методикой «мгновенной заморозки» с указанием силы тяжести и сил инерции. Детали сопряжения разбиваются на конечные элементы (рис. 13).

Рис. 12. Разработанная трехмерная твердо- Рис. 13. Сетка конечных элементов сопря-телая модель поршня гаемых деталей цилиндр - первое компрес-

сионное кольцо

Вводится описание сил, действующих со стороны соседних деталей, указывается зона контакта деталей, а также задаются нагрузки на сопряже-, ние, имитирующие работу силового агрегата.

Результатами эксперимента являются значения контактных напряжений в исследуемых сопряжениях деталей. Величины контактных напряжении на поверхности детали отображаются цветовыми схемами с разными цветовыми оттенками (рис. 14).

Сравнение значений полученных напряжений со значениями несущей способности масляной пленки, рассчитанной на основе уравнений гидродинамической теории смазки, позволяет определить условия смазывания в сопряжениях деталей.

В качестве примера приведена зависимость несущей способности масляной пленки от скорости вращения коленчатого вала и значение наибольшего контактного напряжения для сопряжения шатунная шейка коленчатого вала - подшипник. Анализ рис. 15 показывает, что, жидкостное трение в-сопряжении деталей шатунная шейка коленчатого вала — подшипник при максимальной нагрузке на силовой агрегат возникает при скорости вращения коленчатого вала 344 рад/с, в разработанном лрограммном приложении получено значение 356 рад/с.

Рис. 14. Напряжения в зоне контакта шатунной шейки коленчатого вала с подшипником скольжения при максимальном давлении в цилиндре

Рис. 15. Зависимость несущей способности масляной пленки от скорости вращения коленчатого вала для сопряжения шатунная шейка коленчатого вала -подшипник

В таблице 1 представлены результаты экспериментальных исследований сопряжений деталей на ЭВМ, а также результаты расчетов, выполненных в разработанном программном приложении.

Таблица 1

Сравнительный анализ полученных расчетных значений с результатами машинного эксперимента

№ п/п Исследуемый параметр Аналитическое значение о)кг,, рад/с Результаты машинного эксперимента ю/ср, рад/с Относительное отклонение, %

1. Критическая скорость вращения коленчатого вала для сопряжения цилиндр — первое поршневое кольцо 414 420 2

2. Критическая скорость вращения коленчатого вала для сопряжения цилиндр — второе поршневое кольцо 94 86 9

3. Минимальная скорость вращения коленчатого вала для сопряжения шатунная шейка коленчатого вала - подшипник при максимальной нагрузке на силовой агрегат 356 344 4

4. Минимальная скорость вращения коленчатого вала для сопряжения поршневой палец—бобышки поршня 121 116 126 4

Анализ результатов показывает, что наибольшее относительное отклонение расчетных значений параметров не превышает 9%. Машинный эксперимент подтверждает адекватность расчетов, проведенных в разработанном программном приложении.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведено исследование режимов работы сопряжений силового агрегата. Расчеты критических режимов работы силового агрегата производятся относительно сопряжений ответственных деталей на основании приведенных аналитических зависимостей.

2. На основе существующих математических моделей предложен алгоритм расчета сопряжений ответственных деталей силового агрегата. Алгоритм реализован в программном модуле, позволяющем выполнять расчетные операции в автоматизированном режиме.

3. Разработан алгоритм, в соответствии с которым проводилось экспериментальное исследование ответственных сопряжений деталей на ЭВМ с целью проверки результатов расчетов критических режимов работы силового агрегата. Исследование позволило подтвердить адекватность расчетов, проведенных в разработанном программном приложении.

4. Создано программное обеспечение для определения критических режимов работы силового агрегата, из условия возникновения жидкостного трения в сопряжениях основных деталей. Проведен расчет в разработанном приложении, получены расчетные значения.

5. Решена задача совершенствования методики приработки силового агрегата, определены основные направления и алгоритмы решения, в соответствии с особенностями поставленной задачи.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1.Байда A.C. Автоматизация процесса проектирования приработки деталей двигателя / A.C. Байда // Омский научный вестник. — Омск: ОмГТУ, 2006. - № 7 (43) (0,5 п.л.)

2. Байда A.C. Методика создания системы автоматизации проектирования в оценке качества приработки ДВС [Электрон, ресурс] / J1.H. Ахтуло-ва, A.C. Байда // Управление качеством. Электронный журнал для местной промышленности. - Кубанский Государственный технологический ун-т, 2006. - Выпуск 4. — Режим доступа: http://kubstu.ru/fh/juk (0,2/0,1 пл.)

3.Байда A.C. Создание систем автоматизации для улучшения качества проектирования в промышленности [Электрон, ресурс] / Л.Н. Ахтулова, A.C. Байда // Управление качеством. Электронный журнал для местной промышленности. - Кубанский Государственный технологический ун-т, 2006. - Выпуск 4. — Режим доступа: http://kubstu.ru/fh/juk (0,2/0,1 п.л.)

4. Байда A.C. Параметры, контролируемые при проведении приработки двигателей/ JI.H. Ахтулова, A.C. Байда, И.И. Матяш// Дорожно-транспортный комплекс как основа рационального природопользования. Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию.со дня рождения доктора технических наук, профессора К.А. Артемьева. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. - С.72-74 (0,2/0,1 п.л.)

5. Байда A.C. Методика проведения процесса приработки двигателя/ A.JI. Ахтулов, A.C. Байда //Ресурсосберегающие технологии в машиностроении. Материалы 4-ой Всероссийской юбилейной' научно-практической конференции 23-24 сентября 2004 года. - Бийск: Алт. гос. техн. ун-т БТИ, 2004. - С.142-145 (0,25/0,1 п.л.) .

Подписано к печати 20.11.2006 Формат 60x90 1/16. Бумага писчая Отпечатано на дупликаторе Усл. п. л. 0,93. Уч.-изд. 0,88 Тираж 110 экз. Заказ 226

ПО УМУ СибАДИ 644080, г. Омск, пр. Мира, 5

Введение.

1. Автоматизация процесса проектирования технических объектов.

1.1. Общие понятия о системах автоматизации проектирования.

1.2. Системы автоматизированного проектирования в промышленности.

1.3. Программное обеспечение САПР в промышленности.

1.4. Необходимость автоматизации проектирования при разработке методики проведения приработки силового агрегата.

2. Основные параметры, влияющие на процесс проведения приработки силового агрегата.

2.1. Исследование параметров, влияющих на величину износа деталей силового агрегата.

2.1.1. Анализ динамических характеристик рабочего процесса силового агрегата.

2.1.2. Виды износа и разрушений поверхностей сопрягаемых деталей.

2.1.3. Зависимость изнашивания металла взаимодействующих поверхностей от продолжительности контакта.

2.1.4. Влияние геометрических параметров качества поверхности на изнашивание металла.

2.2. Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма.

2.2.1. Кинематика поршня.

2.2.2. Кинематика шатуна.

2.3. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма.

2.3.1. Силы инерции кривошипно-шатунного механизма.

2.3.2. Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме.

2.4. Расчет сил давления газов на поршень.

2.5. Расчет сопряжений ответственных деталей силового агрегата.

2.5.1. Сопряжение цилиндр - поршневое кольцо.

2.5.2. Сопряжение коленчатый вал - подшипник.

2.5.3. Сопряжения поршневой палец - бобышки поршня.

3. Исследование методов совершенствования процессов приработки силового агрегата.

3.1. Анализ основных параметров, влияющих на качество приработки

3.2. Автоматизация проектирования при разработке методики приработки силового агрегата.

3.3. Методика проектирования процесса приработки силового агрегата с использованием разработанного программного модуля.

4. Экспериментальные исследования критических режимов работы силового агрегата в системе автоматизированного проектирования.

4.1. Оборудование и программное обеспечение для проведения экспериментальных исследований.

4.2. Подготовка машинного эксперимента.

4.3. Формирование исходных данных для экспериментального исследования.

4.3.1. Расчет сил, действующих в сопряжении цилиндр - поршневое кольцо.

4.3.2. Расчет сил, действующих в сопряжении коленчатый вал -подшипник.

4.3.3. Расчет сил, действующих в сопряжении поршневой палец -бобышки поршня.

4.4. Проведение эксперимента на электронно-вычислительной машине

4.4.1. Исследование напряжений в сопряжении цилиндр - поршневое кольцо.

4.4.2. Исследование напряжений в сопряжении шатунная шейка коленчатого вала - подшипник.

4.4.3. Исследование напряжений в сопряжении поршневой палец бобышки поршня.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведено исследование режимов работы сопряжений силового агрегата. Расчеты критических режимов работы силового агрегата производятся относительно сопряжений ответственных деталей на основании приведенных аналитических зависимостей.

2. На основе существующих математических моделей предложен алгоритм расчета сопряжений ответственных деталей силового агрегата. Алгоритм реализован в программном модуле, позволяющем выполнять расчетные операции в автоматизированном режиме.

3. Разработан алгоритм, в соответствии с которым проводилось экспериментальное исследование ответственных сопряжений деталей на ЭВМ с целью проверки результатов расчетов критических режимов работы силового агрегата. Исследование позволило подтвердить адекватность расчетов, проведенных в разработанном программном приложении.

4. Создано программное обеспечение для определения критических режимов работы силового агрегата, из условия возникновения жидкостного трения в сопряжениях основных деталей. Проведен расчет в разработанном приложении, получены расчетные значения.

5. Решена задача совершенствования методики приработки силового агрегата, определены основные направления и алгоритмы решения, в соответствии с особенностями поставленной задачи.

1. Автомобили ВАЗ-2110. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту/ К.Б. Пятков, А.П. Игнатов, С.Н. Косарев и др. М.: За рулем, 1997.- 168 с

2. Автомобиль ВАЗ-2110. Устройство и ремонт/ А.П. Игнатов, С.Н. Косарев, К.В. Новокшонов, К.Б. Пятков. М.: Транспорт, 2003. - 216 с

3. Артамонов М.Д. Основы теории и конструирования автотракторных двигателей. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей/ М.Д. Артамонов, М.М. Морин, Г.А. Скворцов. М.: Высшая школа, 1978. - 134 с

4. Атопов В.И. Моделирование контактных напряжений / В.И. Атопов, Ю.П. Сердобинцев, O.K. Славин. -М.: Машиностроение, 1988. -271с

5. Афинеевский С.А. Особенности конструкций поршневых колец современных автомобильных двигателей/ С.А. Афинеевский, Ю.А. Коган, М.Н. Сильницкая. М.: НИИНавтопром, 1987. - 72 с

6. Ахтулов A.JI. Применение метода подконструкций для расчета вибрационного состояния сложных механических систем/ A.J1. Ахтулов, В.Я. За-харченко. Омск, политех, ин-т, Омск, 1993. - 19 с.

7. Балмасова Е.В. Моделирование объектов машиностроения в отечественных САПР/ Е.В. Балмасова, Н.М. Лазариди. Омск: ОмГТУ, 2004. - 112 с

8. Баловнев В.И. Системы автоматизированного проектирования в строительном и дорожном машиностроении/ В.И. Баловнев, С.И. Павлов. -М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1983. 54 с

9. Басов К. А. ANS YS в примерах и задачах: научное издание / К. А. Басов. М.: Компьютер Пресс, 2002. - 224 с

10. П.Бегларян В.Х. Механические испытания приборов и аппаратов/ В.Х. Бегларян. М.: Машиностроение, 1980. -223 с

11. Беляев В.В. Основы оптимизационного синтеза при проектировании земле-ройно транспортных машин/ В.В. Беляев. - Омск: Изд-во ОТИИ, 2005. -133 с

12. Боговис В.Е. Проект ЛИРА. Интернет онлайн технологии на службе САПР/ В.Е. Боговис // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века: Информ. науч.-техн. журн. - 2003. - N1. - С. 34-38

13. Браун Э.Д. Моделирование трения и изнашивания в машинах/ Э.Д. Браун, Ю.А. Евдокимов. -М.: Машиностроение, 1982. 191 с

14. Быков В.П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении: научное издание/ В.П. Быков. Л.: Машиностроение, 1989. - 255 с

15. Вейц В.Л. Динамика машинных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания / В.Л. Вейц. Ленинград: Машиностроение, 1976. - 384с

16. Вейц В.Л. Расчет и проектирование электромеханических стендов для испытаний транспортных машин с ДВС/ В.Л. Вейц, А.Е. Кочура, Б.Н. Куценко, K.M. Рагульскис. Л.: Машиностроение, 1985. - 94 с

17. Волков В.П. Испытательные стенды.- Киев: Техника, 1980.-25с.

18. Воскресенский В.А. Расчет и проектирование опор скольжения (жидкостная смазка): Справочник/ В.А. Воскресенский, В.И. Дьяков. М.: Машиностроение, 1980. - 224с

19. Гельмерих Р. Введение в автоматизированное проектирование / Р. Гельмерих, П. Швиндт. М.: Машиностроение, 1990. - 174с

20. Гречишников В.А. Инструментальное обеспечение автоматизированного производства/ В.А. Гречишников, А.Р. Маслов, Ю.М. Соломенцев,

21. A.Г. Схиртладзе. М.: Высшая школа, 2001. - 271 с

22. Григорьев М.А. Обеспечение надежности двигателей/ М.А. Григорьев,

23. B.А. Долецкий. М.: Издательство стандартов, 1978. - 324 с

24. Григорьев М.А. Очистка масла в двигателях внутреннего сгорания/ М.А. Григорьев. М.: Машиностроение, 1983. - 148 с

25. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей/ Д.Н. Вырубов, С.И. Ефимов, H.A. Иващенко и др. М.: Машиностроение, 1984. - 383 с

26. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей/ Д.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин, и др. М. : Машиностроение, 1983. - 375 с

27. Двигатели внутреннего сгорания/ Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995. - Т. 3: Конструкция и расчет поршневых и комбинированных двигателей/ A.C. Орлин, Д.Н. Вырубов, М.Г. Круглов и др. -1972.-464 с

28. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания/ В.М. Конд-рашов, Ю.С. Григорьев, В.В. Тупов и др. М.: Машиностроение, 1990. -272 с

29. Дементьев Ю.В. САПР в автомобиле- и тракторостроении/ Ю.В. Дементьев, Ю.С. Щетинин. М.: Академия, 2004. - 217 с

30. Демьянович Б.А. Ускоренные испытания изделий машиностроения на надежность/ Б.А. Демьянович, А.И. Кубарев, В.Л. Соболев М.: Изд-во стандартов, 1969. - 83 с

31. Дюмин И.Е. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей: научное издание / И.Е. Дюмин. М.: Транспорт, 1987. - 176 с

32. Ждановский Н.С. Бестормозная проверка и обкатка тракторных двигателей (в эксплуатационных условиях)/ Н.С. Ждановский, А.И. Зуев. -JL: Сельхозиздат, 1962. 55 с

33. Заренбин В.Г. Исследование режимов приработки автомобильных двигателей при капитальном ремонте/ В.Г. Заренбин, А.Х. Касумов. М.: Транспорт, 1983. - 78 с

34. Исерлис Ю.Э. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания/ Ю.Э. Исерлис. Л.: Машиностроение, 1981. - 255 с

35. Клепиков В.В. Технология машиностроения/ В.В. Клепиков, А.Н. Бодров. М.: Форум: ИНФРА-М, 2004. - 860 с

36. Козлов М.В. Инженерная компьютерная графика/ М. В. Козлов, А. В. Кукин, Н. В. Почтарь; СибАДИ. Омск: СибАДИ, 2002. - 55 с

37. Коловский М.З.Динамика машин/ М.З. Коловский. Л.: Машиностроение, 1989.-263 с

38. Колчин, А И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. М.: Высшая школа, 1971. - 344 с

39. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А. И. Колчин. 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2003. - 496 с

40. KOMI1AC-3D v8: Быстрый старт/ АСКОН. M.: АСКОН, 2006. - 482 с

41. Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания/ Н.Х. Дьяченко, Б.А. Харитонов, В.М. Петров и др. Д.: Машиностроение, 1989. -392 с

42. Корабельщиков Н.И. К исследованию процессов расширения и сжатия в тепловых двигателях/ Н. И. Корабельщиков // Повышение эффективности работы двигателей автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин / НИСИ. Новосибирск, 1977. - С.84-89

43. Кривенко П.М. Ремонт дизелей сельхозназначения/ П.М. Кривенко, И.М. Федосов, В.Н. Аверьянов. М.: Агропромиздат, 1990. - 271 с

44. Куратов А.И. Обкатка и испытание автотракторных двигателей после ремонта/ А.И. Куратов. М.: Машгиз, 1959. - 79 с

45. Лазаренко А.Н. Применение коллоидальных заполнителей при обкатке автотракторных двигателей/ А.Н. Лазаренко. Киев: ВНМаш, 1939. - 51 с

46. Лернер М.О. Регулирование процесса горения в двигателях с искровым зажиганием/ М. О. Лернер. М.: Наука, 1972. - 295 с

47. Ливенцев Ф.Л. Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания/ Ф.Л. Ливенцев. Л.: Машиностроение, 1969. - 320 с

48. Лышевский A.C. Проектирование двигателей внутреннего сгорания/ A.C. Лышевский, А. А. Кутуков. Новочеркасск, 1971. - 191 с

49. Макаров Б.П. Нелинейные задачи статической динамики машин и приборов/Б.П. Макаров. -М.: Машиностроение, 1983, -262 с

50. Мальцев C.B. Обкатка двигателей внутреннего сгорания на осерненном масле/ C.B. Мальцев. Л.: Речной транспорт, 1962. - 143 с

51. Математическое моделирование/ Дж. Эндрюс, Р. Мак-Лоун. М.: Мир, 1979.-277 с

52. Матиевский Д.Д. Рабочие процессы ДВС/ Д.Д. Матиевский. Барнаул, 1983.-84 с

53. Мишин И.А. Долговечность двигателей/ И.А. Мишин. 2-е изд., пере-раб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1986. - 288 с

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

55. Мишин И.А. Износостойкость деталей автотракторных двигателей/ И.А. Мишин. М.: Машгиз, 1960. - 256 с

56. Молдаванов В.П. Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания/ В.П. Молдаванов, А.Р. Пикман, В.Х. Авербух. М.: Машиностроение, 1989. - 199 с

57. Мухин Е.М. Обкатка V-образных автомобильных двигателей при капитальном ремонте/ Е.М. Мухин, И.И. Столяров. М.: Транспорт, 1974. -102 с

58. Мынзат П.И. Аспекты разработки интегрированной САПР ОС/ П.И. Мынзат// Снижение материалоемкости и трудоемкости железобетонных конструкций. Омск: ОмПИ, 1989. - С.84-87

59. Наумов В.А. О едином законе старения элементов технических устройств/ В.А. Наумов// Повышение эффективности работы двигателей автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин/ ОмПИ. -Омск: СибАДИ, 1979. С.8-15

60. Нигаматов М.Х. Ускоренная обкатка двигателей после ремонта / М.Х. Нигаматов. М.: Колос, 1984. - 79 с

61. Николаенко A.B. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ А. В. Николаенко. М.: Колос, 1992. - 414 с

62. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования/ И.П. Норенков. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 334 с

63. Организация капитального ремонта автомобилей/ H.H. Маслов, В.Г. Петров. Киев: Техника, 1977. - 320 с

64. Павлов A.C. Обеспечение взаимодействия информационных систем с помощью универсальных форматов данных/ A.C. Павлов// Известия высших учебных заведений: Строительство: Ежемес. науч.-теор. журн. -2003.-N7.- С. 134-138

65. Петров В.Д. Идентификация сложных систем на основе анализа подсистем/ В.Д. Петров//Динамика и прочность упругих и гидроупругих систем./Сб.статей.- М.: Наука,1975. С.12-16

66. Повышение прочности и эксплуатационной надежности поршней форсированных дизелей/ НИИИНФОРМТЯЖМАШ. М.: Б.и. - 1978. - 52 с

67. Погодин С.И. Рабочие процессы транспортных турбопоршневых двигателей: анализ/ С.И. Погодин. М.: Машиностроение, 1978. - 312 с

68. Попович B.C. Конструирование, расчет и долговечность двигателей внутреннего сгорания/ B.C. Попович. Барнаул, 1985. - 87 с

69. Попык К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей/ К.Г. Попык. М.: Машиностроение, 1965. - 258 с

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

71. Правдин Н.В. Особенности внедрения систем автоматизированного проектирования/ Н.В. Правдин, А.К. Головнич, С.П. Вакуленко// ВИНИТИ. Транспорт: Наука, техника, управление. 2002. - N9. - С. 21-24

72. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения/ И.М. Баранчукова, Ю.Б. Крамаренко. М.: Высшая школа, 1999. - 416с

73. Пугачев B.C. Основы статистической теории автоматических систем/ B.C. Пугачев, И.Е. Казаков, Л.Г. Евланов. Машиностроение, 1974. -400 с.

74. Райан Д. Инженерная графика в САПР/ Д. Райан. М.: Мир, 1989. - 392 с

75. Ревин A.A. Комплексное моделирование в цикле проектирования автомобилей и их систем/ A.A. Ревин, В.Г. Дыгало// Автомобильная промышленность: Научно-техн. журн. 2002. -N11.- С. 29-30

76. Родионов Ю.В. Ресурсосберегающая технология обкатки дизеля 4 ЧН 14,5/20,5 (Д-160) / Ю. В. Родионов // Строительные и дорожные машины. 2003. - N12. - С. 18-20

77. Сегаль В.Ф. Динамические расчеты двигателей внутреннего сгорания/ В.Ф. Сегаль. Л.: Машиностроение, 1974. - 247 с

78. Седлецких A.B. Устройство автоматического управления двигателем в процессе его обкатки/ А. В. Седлецких// Совершенствование эксплуатации и обслуживания автомобилей. Курган: КГУ, 1996. - С.79-82

79. Силовые передачи транспортных машин: Динамика и расчет/ C.B. Алексеева, В.Л. Вейц, Ф.Р. Геккер, А.Е. Кочура. Л.: Машиностроение, 1982. -256 с

80. Станкевич А.И. Трехмерная модель для исследования динамики сложных систем/А.И. Станкевич.- Киев: Наук.думка. 1979. -С.38-44

81. Суворов М.Д. АСОУП в сложном машиностроении/ М.Д. Суворов. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. 167 с

82. Суворов М.Д. Интерактивная графика САПР в машиностроении/ М.Д. Суворов. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1993. - 89 с

83. Суворов М.Д. Технические средства современных САПР в машиностроении/ М.Д. Суворов. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1996. - 168с

84. Судаков A.C. Испытание технических систем/ A.C. Судаков. М.: Машиностроение, 1988. -272 с

85. Судовые двигатели внутреннего сгорания/ Ю.Я. Фомин, А.И. Горбань, В.В. Добровольский и др. Л.: Судостроение, 1989. - 344 с

86. Суранов Г.И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске/ Г.И. Суранов. М.: Колос, 1982. - 143с

87. Сухарев Э.А. Общая теория капитального ремонта машин/ Э.А. Сухарев. Ровно: РГТУ, 2001. - 202 с

88. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: сб. статей / НИИАТ. М.: Транспорт, 1977. - 199 с

89. Уокер Г. Двигатели Стирлинга = Stirling engines : сокр. пер. с англ./ Г. Уокер, Walker, Б.В. Сутугин, Н. В. Сутугин. М.: Машиностроение, 1985.-406 с

90. Ханович М.Г. Опоры жидкостного трения и комбинированные / М.Г. Ханович. М.: Машгиз, 1970. - 272с

91. Хокс Б. Автоматизированное проектирование и производство/ Б. Хокс. М.: Мир, 1991.-296 с

92. Храмцов Н.В. Оптимизация обкатки автотракторных двигателей / Н.В. Храмцов, А.Е. Королев. Тюмень: Тюменский с.-х. ин-т, 1991. - 150 с

93. Чигарев A.B. ANSYS для инженеров: справ, пособие / A.B. Чигарев, A.C. Кравчук, А.Ф. Смалюк. М.: Машиностроение, 2004. - 512 с

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

95. Чичварин Н.В. Экспертные компоненты САПР/ Н.В. Чичварин. М.: Машиностроение, 1991. - 240 с

96. Шаронов Г. П. Применение присадок к маслам для ускорения приработки двигателей/ Г.П. Шаронов. М.: Химия, 1965. - 223 с

97. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС: Алгоритмы прикладных программ/ P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др. JL: Машиностроение, 1990. - 328 с

98. Элементы теории испытаний и контроля технических систем. /В.И.Городецкий, А.К.Дмитриев, В.М.Марков и др.- Д.: Энергия, 1978. -192 с

99. Collins J.D.,Hart G.G.,Kennedy B. Statustical analysis of the modal properties of large structural systems .-SAE preps., s.a., N 710785.- 11 pp.

100. Graig R.R. Methods of Component Mode Synthesis.// The shock and Vibration Digest.- 1977, Vol.9, Nov. pp.3-10

101. Hasselman T.K.,Hart G.G. Modal analysis of ramdom structural systems. // J. ofthe eng. Mech.,-proc. of the ASCe.- 1972, V.98, No.3. pp.561-579

102. Thomson W.T.,Barton M.V. The respouse of mechanical systems to random excitation. // Journal of Applied Mechanics. -1957, Vol.24, No.2. pp.248251

103. Tuttle S.B. Mechanisms for engineering design. -John Wiley & Sons, Inc., New York * London * Sydney, 1968. -178 p.

104. Vigneron F.R. A Natural Modal Identities for Damped Linear Structures. // Journ of Appl. Mech. Trans, of the ASMe. -1986, Vol.53, March, -pp.33-38