Вплив відцентрових сил на змащування підшипників колінчастого вала в аварійних режимах роботи двигуна автомобіля

Автор(и)

  • Олександр Едуардович Хрулєв Харківський національний автомобільно-дорожній університет
  • Олексій Вікторович Сараєв Харківський національний автомобільно-дорожній університет
  • Ірина Юріївна Сараєва Харківський національний автомобільно-дорожній університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/2413-4503-2020-12-2-112-121

Ключові слова:

автомобіль, двигун внутрішнього згоряння, моторна олива, колінчастий вал, шатунний підшипник, відмова, ушкодження, модель, експертиза

Анотація

Виконано аналіз стану підшипників колінчастого вала автомобільних двигунів внутрішнього згоряння при порушенні та припиненні подачі до них моторної оливи. Відзначено, що ця несправність є однією з розповсюджених причин ушкоджень пар, що труться підчас експлуатації, при яких нерідко ушкоджуються різні групи підшипників, що не вдається пояснити в рамках існуючих моделей змащення підшипників ковзання.

Метою роботи є розробка математичної моделі подачі оливи до шатунних підшипників в аварійному режимі, яка враховувала б характерні риси конструкції підшипників, а також залежно від характеру ушкоджень допомагала визначати й пояснювати причини їх несправностей, якщо вони виникають на різних режимах при порушенні умов експлуатації.

Розроблено розрахункову модель, яка дозволяє оцінити вплив конструктивних відмінностей в організації подачі моторної оливи та дії відцентрових сил при обертанні колінчастого вала на стовп оливи в каналі, через який вона подається до шатунного підшипника. Виконані розрахунки зміни за часом тиску подачі моторної оливи до шатунних підшипників для різних варіантів конструктивного виконання мастильних каналів колінчастого вала. Показано, що залежно від режиму роботи двигуна і його конструкції тиск моторної оливи перед шатунними підшипниками не пропадає відразу після відмови, причому чим менша частота обертання колінчастого вала, тем довше триває змащування шатунних підшипників. Результати розрахунків підтверджені даними експертних досліджень технічного стану двигунів, у яких було виявлено заклинювання колінчастого вала в корінних підшипниках при відсутності серйозних ушкоджень шатунних підшипників. Встановлено, що такі особливості ушкодження відповідають аварійно швидкому припиненню подачі оливи до колінчастого вала при різних експлуатаційних ушкодженнях, включаючи відмову масляного насоса, редукційного клапана, руйнування піддона картера, порушення ущільнення масляного фільтра. Розроблена модель пояснює різницю в умовах змащення й у ступені ушкодження корінних і шатунних підшипників при аварійних випадках порушення подачі оливи, які спостерігаються в експлуатації автомобілів, і допомагає уточнити причини несправності. Це дозволяє використовувати модель і отримані дані при проведенні автотехнічних експертних досліджень причин відмов автомобільних двигунів, пов'язаних з порушеннями умов експлуатації.

Біографії авторів

Олександр Едуардович Хрулєв, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

канд. техн. наук, доцент, докторант кафедри автомобілів

Олексій Вікторович Сараєв, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

д-р техн. наук, доцент, декан автомобільного факультету

Ірина Юріївна Сараєва, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри технічної експлуатації і сервісу автомобілів

Посилання

MAHLE. Engine Bearings: Failure Analysis and Correction. Farmington Hills: MAHLE Aftermarket Inc, 2014, 39 p.

А. Э. Хрулев, В. Б. Дроздовский, и С. К. Лосавио, Экспертиза технического состояния и причины неисправностей автомобильной техники. Москва: АБС, 2019, 966 с.

MS Motorservice. Повреждения подшипников скольжения. Neuenstadt: MS Motorservice Int. GmbH, 2017, 72 c.

Mahle Clevite. Engine Bearings. Failure & Analysis Guide. Clevite Issue form #CBE-1-1208. Ann Arbor: Mahle Clevite Inc, 2008, 32 p.

А. Э. Хрулев, и Ю. В. Кочуренко, «Методика определения причины неисправности ДВС при тяжелых эксплуатационных повреждениях», Двигатели внутреннего сгорания, №1, с. 52-59, 2017. doi: 10.20998/0419-8719.2017.1.10.

Д. Копелиович Как избежать отказов в работе подшипников скольжения. Автомобиль и сервис, №10, с. 62-64, 2012.

E. Greuter, and S. Zima, Engine Failure Analysis. Internal Combustion Engine Failures and Their Causes. Warrendale: SAE International, 2012, 582 p.

С. А. Чернавский, Подшипники скольжения. Москва: Гос. научно-техн. изд. машиностроительной лит, 1963, 244 с.

В. А. Максимов, Г. С. Баткис, Трибология подшипников и уплотнений жидкостного трения высокоскоростных турбомашин. Казань: ФЭН, 1998, 430 с.

А. С. Денисов, А. Т. Кулаков, А. А. Гафиятуллин, и Д. Л. Панкратов, Аналитическое исследование изменения условий смазки шатунных подшипников в процессе эксплуатации, Вестник СГТУ, №3 (8), 2005, с. 69-75.

Е. И. Квитницкий, Н. Ф. Киркач, Ю. Д. Полтавский, и А. Ф. Савин, Расчет опорных подшипников скольжения. Москва: Машиностроение, 1979, 70 с.

Р. Ф. Калимуллин, и Н. Н. Якунин, «Расчетная оценка условий смазки коренных подшипников автомобильных двигателей», Вестник ОГУ, № 1(4), с.54-58, 2000.

А. Э. Хрулев, и М. В. Кротов, «Влияние неисправностей в системе смазки на характер повреждения подшипников ДВС», Двигатели внутреннего сгорания, № 1, с. 74-81, 2018. doi: 10.20998/0419-8719.2018.1.13.

А. Э. Хрулев, Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. Москва: За Рулем, 1998, 440 c.

И. Е. Идельчик, Справочник по гидравлическим сопротивлениям. 3-е изд. М. О.Штейнберга, Ред. Москва: Машиностроение, 1992, 672 с.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 25

Опубліковано

2021-02-11

Як цитувати

[1]
О. Е. Хрулєв, О. В. Сараєв, і І. Ю. Сараєва, «Вплив відцентрових сил на змащування підшипників колінчастого вала в аварійних режимах роботи двигуна автомобіля», ВМТ, вип. 12, вип. 2, с. 112–121, Лют 2021.

Номер

Розділ

Articles

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.