Pentru reparația calitativă a motorului nu este suficient să cunoaștem tehnologiile de reparații, caracteristicile designului său și să avem documentația tehnică necesară, uneltele, echipamentul și să le putem folosi pe toate. Munca mecanicului, mai ales atunci când se repară motoarele moderne, este asemănătoare creativității, acțiunile sale pot fi diferite de recomandările din manualele de reparații. Uneori este necesar să se ia decizii nestandardizate și să se înțeleagă diferite tipuri de "materii înalte", printre care procesele de frecare nu sunt ultimul loc.
procesele de frecare au loc în toate părțile mobile ale perechilor de motoare. Ca orice proces fundamental, frecare are două fețe: pe de o parte, fără ca motorul este greu de imaginat (ia conexiunile filetate, care este slăbit dintr-o dată), iar pe de altă parte - frecare provoacă leziuni ireversibile la motor. Asta face sa lucru „negru“, provocând uzura pieselor, din cauza care motorul devine service.
În plus, trenul cauzează o pierdere a puterii motorului, în timp ce crește cu creșterea vitezei și a sarcinii. Este evident faptul că luarea în considerare a factorilor de fricțiune atunci când proiectați, fabricați și reparați motorul asigură o creștere a rezistenței la uzură a pieselor - capacitatea lor de a rezista la redimensionare în timpul lucrului. De aceea, întrebările legate de frecare nu vor lăsa indiferenți nici fanii motoarelor puternice, nici suporterii conducerii economice.
Fricțiune și putere
Efectul de frecare asupra puterii (și, în consecință, a economiei) a motorului este de obicei estimat utilizând eficiența mecanică:
unde Ni este așa-numita putere indicator (teoretică) care nu ia în considerare pierderile, Ne este puterea efectivă (reală) determinată în timpul încercărilor motorului de pe stand.
Puterea lui Ne este mai mică decât Ni prin cantitatea de pierdere mecanică Nm. apoi:
Evident, în cazul ipotetic, atunci când nu există pierderi, Nm = 0, hm = 1, iar puterea motorului este maximă, adică Ne = Ni. În realitate, acest lucru este imposibil - există întotdeauna o pierdere în motor. Mai mult decât atât, în plus față de pierderile de frecare ale pieselor asociate, există o serie de alte pierderi:
- Pierderea la frecare a pieselor pe aer, gaz sau lichid. Astfel de pierderi (acestea se numesc și ventilație) apar atunci când pistoanele, tijele de legătură, rotesc arborele cotit;
- pierderile de conducere a agregatelor (ulei, apă, pompe de combustibil, generator, distribuitor de aprindere etc.);
- pierderile de pompare care apar în timpul curățării și umplerii cilindrilor, atunci când pistoanele efectuează așa-numitele curse de pompare din cilindru pe traseele de evacuare și de admisie.
În total, toate pierderile sunt foarte semnificative - depășirea acestora este de până la 20-25% din puterea motorului care rulează. Și cu cât este mai mare viteza de rotație, cu atât este mai mare valoarea absolută a pierderilor. Odată cu scăderea numărului de revoluții, valoarea absolută a pierderilor de energie scade în mod natural, însă cota lor relativă crește. La inactivitate, puterea totală efectivă Ne merge pentru a depăși pierderile interne și hm-ul motorului devine egal cu zero, adică pierderile sunt 100%.
Nu este ușor să împărțiți pierderile totale în componente. De obicei, aceste date se obțin prin deplasarea la rece a motorului, eliminându-se succesiv anumite componente și componente. În condițiile de funcționare, sarcinile pe părțile KShM și CPU sunt semnificativ mai mari, ceea ce determină o schimbare a contribuției componentelor individuale, în special pierderile de frecare ale inelurilor pistonului și ale fusurilor pistonului în jurul cilindrilor. Cu toate acestea, în orice caz, pierderea de frecare a părților asociate din motor este de cel puțin două treimi, dintre care mai mult de jumătate se datorează frecării pistoanelor și inelurilor pistonului.
Deci, se pare că capacitatea motorului de 100 CP. ar putea da bine și 120 CP. dacă nu pentru pierderea de frecare. Cu alte cuvinte, în interiorul motorului în sine este ascunsă, ca o rezervă, o putere suplimentară. Întrebarea este dacă acest lucru poate fi folosit în practică.
Cum de a reduce frecarea?
Evident, este imposibil să îndepărtați complet fricțiunea de la motor. Mai mult, reducerea semnificativă a magnitudinii sale este o problemă destul de mare. Deși, dacă nu vă grăbiți, se poate face ceva.
Și unde și când se plasează acel nivel al pierderilor de frecare, pe care motorul unei mașini particulare îl "depășește" inofensiv în căldură și eventual se risipește în mediu? Nu vom fi greșiți, dacă spunem: chiar și în timp ce dezvoltăm motorul. Într-adevăr, pe cât de bine este proiectat motorul, parametrii acestuia depind, inclusiv nivelul pierderilor.
Să începem cu grupul cilindru-piston, mai exact cu forțele care acționează asupra pistonului. De exemplu, în TDC, după cum se știe, pistonul este repoziționat - o schimbare în direcția acțiunii forțelor de la o parte a fustei la alta. În acest caz, arderea combustibilului conduce la o creștere a forței de presiune a gazelor P, transferată la racordul știftului cu pistonul și tija de legătură. Aceasta determină, de asemenea, o creștere a forței de frecare Ptr în compus conform formulei cunoscute
Pmp = kP, unde k este coeficientul de frecare.
Uită-te în continuare - în apropierea centrului mort superior al capului de jos a unei tije este mutat la pinul cotit într-o direcție perpendiculară pe axa tijei: o tijă se transformă de fapt rapid la bolțul pistonului. Dar a existat o creștere bruscă a forței de frecare! Prin urmare, pistonul va tinde să activați PIN-ul, cu o tijă de legătură, cu toată forța de împingere a peretelui fusta cilindrului.
Aici legea este valabilă - cu cât forța de presiune a fustei este mai mare pe perete, cu atât este mai mare forța de frecare a fustei. Și acum este nevoie de mult efort pentru a mișca pistonul. Pe scurt, pentru a extinde puterea pentru a depăși forțele de fricțiune.
Este posibil să se lupte cu fenomenul descris? Da luptă cum poate - de exemplu, un deget este deplasat pe axa pistonului de axa cilindrului în direcția opusă mișcării bielei inferioare. În acest caz, un compensator oscilatiile moment: forța actelor de presiune de gaz pe umăr egal cu deplasarea axei pini și pistonul tinde să se extindă într-o direcție opusă „direcția rolei“, reducând astfel presiunea asupra liziera peretelui cilindrului.
Și totul ar fi bine dacă forțele de inerție nu s-ar fi amestecat: prin rotirea tijei de legătură pe maneta cu suportul degetului rezultă apariția unei forțe laterale suplimentare pe piston. Pistonul însăși nu se întoarce - frânarea și accelerarea în apropierea punctelor moarte cauzează, de asemenea, o încărcare suplimentară pe deget (și, prin urmare, pe fustă). Iar toate aceste sarcini cresc odată cu creșterea vitezei.
Designerii acțiuni suplimentare sunt clare: dacă reduceți greutatea pieselor de translație și rotație în mișcare, este posibil să se reducă forțele de inerție și forța de presiune asociate pe fusta peretelui cilindrului. Acest lucru este important în special pentru motoarele moderne de mare viteză. Și este acest fapt a dus în cele din urmă să se deplaseze de la tradițional din '70 de pistoane și tije grele și de mare pentru modele filigranate lumina de la sfârșitul anilor 90 - valul de scurtare generală a fustele pistoanelor, reducând lungimea și diametrul lungimea degetelor și a secțiunilor transversale ale tijei biela măturat din Japonia prin Europa spre America. Desigur, au existat „victime“ - pentru a traduce aceste idei necesare pentru a îmbunătăți materiale și tehnologii de producție. Cu toate acestea, "jocul merita lumanarea".
O altă metodă relativ nouă de reducere a frecării este aplicarea unei acoperiri speciale antifricțiune pe fusul pistonului (grafitul este folosit mai des, disulfidul de molibden este mai frecvent). O astfel de acoperire funcționează bine în așa-numitul mod de frecare semi-lichid, atunci când suprafețele atinge vârfurile microroughnesses.
Atunci când pistonul se deplasează la o viteză mare și reducerea frecării contribuie la o altă soluție - fuste hidrodinamice speciale microprofile ca trepte mikrorezby de 0,2-0,5 mm, o adâncime de 0,005-0,01 mm și depresiunile profilului unghi 165-170o. Asta e ceea ce este posibil pentru a realiza „ascensiune“ fusta pe un film de ulei.
Posibilitatea reducerii pierderilor prin frecare este, de asemenea, înglobată în inelele pistonului. Experiența arată că trecerea la inele cu piston subțire de înaltă înălțime permite motoarelor de mare viteză să reducă nu numai frecarea, ci și parametrii cum ar fi descoperirea gazului și consumul de ulei. Aceste avantaje au condus la o scădere treptată a înălțimii inelelor în ultimii 10-15 ani: până la 1,0-1,2 mm pentru compresie și 2,0-2,5 pentru îndepărtarea uleiului.
Dar să revenim la frecare în alte noduri ale mișcării. O altă componentă semnificativă a pierderilor este în mecanismul de distribuție a gazelor. De fapt, arcurile ventilului greu nu sunt ușor de apăsat, iar cu cât efortul este mai mare, cu atât este mai mare pierderea de putere pentru unitatea de sincronizare. Singura soluție este de a reduce rigiditatea arcului. Dar în sine este imposibil - la viteze mari, supapele se vor "atârna" în poziție deschisă. Rămâne să se reducă masa supapelor și a împingătorilor.
Acesta este modul de reducere a pierderilor realizate treptat de la sfârșitul anilor 80. Astfel, diametrul tijelor de supapă din capetele "două valve" a scăzut de la 8-11 mm la 6,5-8 mm, iar în vane multivalve - până la 5,5-6 mm și chiar până la 5 mm. Apropo, trecerea la capete multivalve, așa cum se știe, permite îmbunătățirea semnificativă a curățării și umplerii cilindrilor, reducând astfel pierderile de pompare.
Designerii nu au ignorat rulmenții. Gâtul larg și aceleași inserții de arbori cotiți au fost înlocuiți cu cele înguste - lățimea lagărelor pe unele motoare a scăzut la 15-17 mm, ceea ce a redus considerabil pierderile de frecare.
Cu toate acestea, măsurile constructive de reducere a pierderilor la motoare nu sunt epuizate. Multe lucruri pot fi obținute prin alegerea corectă a tehnologiei de producție, se poate face ceva în operare și se efectuează reparații, este important să nu se depășească nivelul pierderilor stabilite de producător. În plus, în lupta pentru reducerea frecării, nu trebuie să uităm de uzura pieselor, pentru a nu pierde resursele.
Articole similare
-
Cumpărarea unui apartament de unde sunt luați moștenitorii "răniți" și cum să faceți față cu ei
-
De unde provine durerea și tristețea nedorită și ce să facă cu ea
Trimiteți-le prietenilor: