ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130

  Главная      Учебники - Двигатели     Автомобильный двигатель ЗИЛ-130 (А. М. Кригер) - 1973 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   110  111  112  113  114  115  116  117  .. 

 

 

Глава VIII. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ И КРИВОШИПНОЙ ГРУПП ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130


ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130



В условиях эксплуатации износ гильз цилиндров двигателя ЗИЛ-130 оказался незначительным. Среднемаксимальный темп износа равен 0,7 мкм на 1000 км пробега, что примерно в 3 раза меньше, чем у двигателей ЗИЛ-164. Показатели износостойкости гильз цилиндра приведены в табл. 35.

 


35. Показатели износостойкости гильз цилиндров

 

Из табл. 35 следует, что при пробегах в 50—200 тыс. км наблюдается незначительное снижение темпа износа, что является обычным, если износ еще не достиг критического значения. Максимальный износ примерно в 2,4—2,7 раза больше среднемаксимальных значений. Рассеивание износов довольно большое, особенно при пробегах около 50 тыс. км. Коэффициент вариации

износа при этом равен 0,48. С увеличением пробега рассеивание уменьшается и коэффициент вариации становится менее 1/3, что указывает на случайное (Гауссово) распределение износов.

Коэффициент вариации зависит от абсолютной величины износа, при возрастании которой заметно уменьшается влияние таких факторов, как отклонение от правильной геометрической формы, исходный зазор между гильзой и поршнем, первоначальная чистота поверхности. Вследствие этого должно уменьшиться и рассеивание износов. Данные, приведенные ниже, подтверждают это:

 

 

Рассеивание износов гильз в пределах одного двигателя также большое. Коэффициент вариации износа колеблется в пределах 0,48—0,18. Среднее значение этого коэффициента, взятого для трех двигателей с одинаковым пробегом, составляет (если этот пробег превышает 50 тыс. км) примерно 0,33, т. е. в этом случае рассеивание носит случайный характер. Если износы (а следовательно, и пробеги) будут большими (более 0,15 мм), то коэффициент вариации износа, равный 0,33 и менее, будет у гильз цилиндров одного двигателя.

Отличительная особенность износа гильзы цилиндров двигателей ЗИЛ-130 заключается в том, что нет резкого увеличения износа в верхней ее части — в зоне крайнего положения первого компрессионного кольца (рис. 129). Это в значительной степени обусловлено наличием в верхней части гильзы короткой вставки из аустенитного нержавеющего чугуна. Твердость этой вставки составляет всего НВ 190—220. Однако благодаря весьма эффективному снижению интенсивности газовой и электрохимической коррозии долговечность верхней части гильзы заметно возросла.

Чтобы определить на сколько короткая вставка из аустенпт-ного чугуна уменьшает износ верхней части гильзы, были проведены специальные опыты. В каждый из двух двигателей ЗИЛ-130 было установлено четыре гильзы со вставкой и четыре без нее. Один двигатель был поставлен на автомобиль, работавший на коротких рейсах с длительными остановками под погрузку и разгрузку; хранение безгаражное. Другой двигатель был подвергнут 600-часовым стендовым износным испытаниям. Режим испытаний: п = 2000 об/мин, нагрузка 65 л. с., температура охлаждающей воды 15—20° С, масла в картере 25—35° С. Результаты этих испытаний приведены на рис. 130.

При испытаниях на автомобиле за время пробега 50 тыс. км гильзы без вставки износились более чем на 0,2 мм, а гильзы со вставкой — примерно на 0,04 мм. Характерно, что появилась резко выраженная «пика» износа в самой верхней части гильзы.
 

 

В условиях стендовых испытаний износ гильзы без вставок после 600 ч работы двигателя был более 0,1 мм, тогда как гильзы со вставками имели износ около 0,035 мм. Как и в случае эксплуатационных испытаний появилась резко выраженная «пика» износа в верхней части гильзы.

Тепловой режим двигателя оказывает большое влияние на износ деталей цилиндро-поршневой группы вообще и гильз цилиндров в частности. Многочисленные опыты как в нашей стране, так и за рубежом, показывают, что при температурах стенки гильзы

ниже 80° С износ резко возрастает. Наиболее резко увеличивается износ гильз цилиндров, изготовленных из обычных перлитных чугунов, обладающих плохой антикоррозионной стойкостью. Заметно возрастает также износ гильз, изготовленных из аусте-нитных нержавеющих чугунов, при работе двигателя в условиях низкой температуры окружающего воздуха. Для выяснения влияния температуры гильз цилиндров на их износ были поставлены специальные опыты на двигателе ЗИЛ-130. В этих опытах один ряд цилиндров охлаждался водой, имеющей температуру 16—20° С, а другой — водой с температурой 77-—83° С. Температура стенок цилиндров соответственно была равна 40—65 и 83—120° С. Двигатель испытывался в течение 200 ч на режиме п = 2000 об/мин и Ne — 65 л. с. Результаты этих опытов показаны на рис. 131, из которого следует, что износ гильз цилиндров «холодного»

ряда в 2—2,2 раза больше износа гильз цилиндров «горячего» ряда. Наибольший износ на гильзе оказался в зоне, соответствующей верхнему положению колец.

Поскольку аустенитный чугун при указанных температурах опыта практически не корродирует в случае воздействия слабых растворов сернистой, угольной и органических кислот, увеличение износа цилиндров «холодного» ряда можно объяснить лишь нарушением условий смазки при низкой температуре стенки гильзы, вызвавшим эрозионное разрушение ее поверхности.

Запыленность воздуха, поступающего в двигатель, в значительной мере влияет на износ деталей цилиндрово-поршневой группы. Для оценки этого влияния также были проведены специальные опыты с принудительным запыливанием воздуха, во время которых кварцевая пыль, приготовленная в соответствии с ГОСТом 8002—62 при помощи специального пыледозатора, вводилась в поток воздуха перед воздухоочистителем двигателя.

Запыленность воздуха была достаточно большой и в различных опытах изменялась от 0,4 до 1,2 г/м3. Промывка и очистка воздухоочистителя производилась при увеличении его сопротивления примерно в 3 раза.

Перед промывкой воздухоочиститель взвешивали. Определяли также массу промытого и заправленного фильтра. Испытания проводили при п — 1500 об/мин и 50%-ной нагрузке; температура воды и масла поддерживалась равной 25—35° С. Продолжительность каждого опыта составляла 150 ч. Количество поступившей в двигатель пыли определяли по разности масс поданной в воздухоочиститель и задержанной в нем пыли.

Эти опыты показали (рис. 132), что при поступлении в двигатель примерно 10 г/ч кварцевой пыли в течение 150 ч работы и низкой температуре охлаждающей воды резко увеличивается износ гильз цилиндров, поршней и колец. Гильзы цилиндра изнашиваются в этом случае более чем на 0,32 мм. Такие износы в эксплуатации получаются при пробегах автомобилем свыше 200 тыс. км. Износы поршневых колец в этом случае тоже велики; в от-

дельных цилиндрах первые кольца по высоте износились более чем на 0,7 мм, а в радиальном направлении — на 2—2,5 мм. Зона максимального износа гильз цилиндров всегда находилась в зоне, соответствующей верхнему положению первого компрессионного кольца.

Износ гильз цилиндров в значительной степени зависит от качества применяемого масла, особенно при низкой температуре окружающего воздуха. Это подтвердили результаты сравнительных испытаний шести двигателей ЗИЛ-130 при применении масла АК-Ю без присадок и масла АС-8 с комплексом присадок ВНИИ

НП-360. Четыре двигателя испытывали на стенде, а два проходили эксплуатационные испытания на автобазе. Износные стендовые испытания проводили при п = 2000 об/мин, нагрузке

65 л. с. н температуре охлаждающей воды 18—25° С (температура стенки гильзы цилиндра 40—45° С) в течение 300 ч. Как следует из рис. 133, характер износа гильзы весьма различен. В случае применения масла АК-10 диаметральный износ гильзы увеличивается по мере удаления от верхней ее части. В зоне нижнего положения поршневых колец износ при работе на масле АК-10 примерно в 4,3 раза больше, чем при использовании масла АС-8. В то же время в верхней части гильзы в зоне вставки из аустенитного чугуна износ увеличился всего на 27%.

Результаты эксплуатационных испытаний приведены в табл. 36, из которой следует, что при эксплуатации двигателя на масле АК-10 износ гильз цилиндров примерно в 2,2 раза выше, чем при использовании масла АС-8.

Износ гильз цилиндров при пуске двигателя весьма интенсивен и во много раз превышает их износ при нормальном тепловом режиме. В условиях безгаражного хранения в районах северной и средней полосы Советского Союза доля пусковых износов в общем износе гильз цилиндров должна быть значительной. Как Показали испытания, результаты которых приведены в табл. 37, при одном пуске и прогреве в течение около 30—40 мин износ гильзы цилиндра оказывается таким же, как и при четырех-шестичасовой непрерывной работе на режимах по ГОСТу 491—55. В случае применения предпускового подогрева двигателя износ гильз уменьшается примерно на 1/3.

При оптимальных температурах воды и масла с увеличением нагрузки на автомобиль несколько повышается износ гильз цилиндров. Это можно объяснить тем, что при большой нагрузке увеличивается время работы автомобиля на понижающих передачах; кроме того, вследствие работы двигателя с большими открытиями дроссельной заслонки повышается среднее эффективное давление и пропорционально ему возрастают нагрузки на гильзу цилиндра.

 

36. Износ гильз цилиндров по диаметру в мм после пробега автомобилем 100 тыс. км
Расстояние от верхнего торца гильзы цилиндра в мм

 

Масло

14

22

28

42

55

65

85

АС-8

0,065

0,037

0,032

0,035

0,045

0,05

0,055

АК-10

0,14

0,08

0,065

0,06

0,075

0,075

0,08

 

 

На рис. 134 показаны износы 12 двигателей ЗИЛ-130, пять из которых эксплуатировались на седельных тягачах ЗИЛ-130В1

с полуприцепами. Пять других двигателей были установлены на бортовых автомобилях, которые работали с периодическим использованием прицепов (работа с прицепами составляла примерно 15% общего пробега). Два двигателя проходили форсированные круглосуточные испытания на автомобилях без прицепа по дорогам автополигона НАМИ и по шоссе (нагрузка 6 тс, пробег 120 000 км).

Наибольшие износы имели двигатели (рис. 134), установленные на тягачах ЗИЛ-1 ЗОВ 1; износ гильз двигателей, эксплуатировавшихся на бортовых автомобилях с периодическим использованием прицепов, был меньше на 30—35%. Износы гильз цилиндров у двигателей, проходивших форсированные круглосуточные испытания, примерно в 6 раз меньше (при пересчете на 150 тыс. км), чем
у двигателей, эксплуатировавшихся на тягачах ЗИЛ-130В1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   110  111  112  113  114  115  116  117  ..