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

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.