CC BY
24
УДК 621.928.3
В.О. Агузаров, Г.В. Агузаров
ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ОЧИСТКА МАСЛА
В ШАТУННЫХ ШЕЙКАХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ДВИГАТЕЛЯ
ЗИЛ-130
В литературе много внимания уделено абразивному износу. В 60—70 годах прошлого столетия стали делать полости в шатунных шейках коленчатых валов для увеличения их срока службы. Применение полостей внесло новый вид износа в общую характеристику видов изнашивания сопряжения шейка — вкладыш коленчатого вала — задир. Причину задира одни видят в плохом техническом обслуживании, другие видят все в несвоевременном обслуживании центрифуги и т.д. Как показали исследования в грязесборник — полость попадает около 32% абразивных частиц. Абразивные частицы попадают в масленое отверстие не при вертикальном положении шатунной шейки, а при горизонтальном. При этом масляное отверстие становиться вертикально. В него попадает в нерабочем состоянии абразив, нагар, продукты износа и при включении двигателя выносятся в подшипник и шлифуют шатунную шейку. Что касается распределения шатунных шеек вертикально, то масляный канал становиться горизонтально и абразив в него не попадает.
Ключевые слова: центробежка, абразив, нагар, продукты износа, шатунная шейка, полость, втулка, износ, вкладыш, задир, грязесборники, коленчатый вал.
DOI: 10.25018/0236-1493-2017-10-0-12-16
Классификация видов износа дается в ГОСТ 16429-70, в основу которого положены труды отечественных ученых. По Б.И. Костецкому основными видами износа деталей машин являются:
• схватывание первого рода;
• окислительный износ;
• тепловой износ (схватывание второго рода);
• абразивный износ;
• осповидный износ (усталостный).
Долгое время одним из основных
предметов научных исследований был абразивный износ [1]. В зарубежной литературе много внимания уделено изучению природы абразивного износа и разработке новых износостойких мате-
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 10. С. 12-16. © В.О. Агузаров, Г.В. Агузаров. 2017.
риалов. Абразивное изнашивание не следует понимать как чисто механический процесс. Он представляет собой сложную систему различных физических, химических и физико-химических процессов.
Совместное действие механических и физико-химических факторов на разру-
шение твердых тел является предметом новой науки — физико-химической механики.
Применение полостей в шатунных шейках коленчатых валов внесло новый вид износа в общую характеристику видов изнашивания сопряжения шейко-вкла-дыш коленчатого вала — задир (рис. 1).
Рис. 2. Горизонтальное расположение шатунной шейки вала с вертикально расположенным масляным каналом
Рис. 3. Вертикальное расположение шейки вала с горизонтально расположенным масляным каналом
В данной работе не используется общий термин задир, а делается разграничение на задир поверхности шатунной шейки и оплавление шейки.
Здесь будет рассматриваться задир шатунной шейки. Причина задира шатунных шеек заложена, вероятно, в плохом техническом обслуживании системы смазки: грязеуловители в шатунных шейках должны периодически очищаться. Однако, в эксплуатации этого не делают. В результате полного заполнения грязеуловителя продуктами износа шламом и абразивом происходит уменьшение количества подаваемого масла, соответствующему шатунному подшипнику. Устранить дефект можно, если тщательно и своевременно обслуживать центрифугу, которая для большинства двигателей поступающих на капремонт находилась в нерабочем состоянии [2—4].
Одной из причин задира шатунных шеек может быть недостаточное поступление к ним смазки из-за засорения продуктами износа сепаративной полости, а также потеря натяга вкладыша. В ремонт с задиром шатунных шеек поступает свыше 40% коленчатых валов [5—9]. 22% поступает с задиром шатунных шеек и 23% с оплавлением шатунных шеек. Это как для ЗИЛ-130, так и для КАМАЗа. У валов без грязесборни-ков (полостей в шатунных шейках) задира нет. Под двумя шатунами на одной шатунной шейке также задира нет.
Считают, что основными причинами задира шатунных шеек коленчатых валов является недостаточное поступление к ним смазки из-за засорения продуктами износа полости и появления зазора
во вкладыше. Однако, как выяснилось, грязесборники заполняются на 2/3 своего объема, что никак не может влиять на снижение количества смазки в подшипнике. При заполнении грязесборника масляный канал работает в своем режиме, ни крупные, ни мелкие абразивные частицы и продукты сгорания нигде не задерживаются, а проходят в сопряжение шейка-вкладыш и изнашивают шатунную шейку как обычно. Считается, что если двигатель не работает более суток, то абразивные частицы и продукты сгорания оседают, попадая в отверстие для смазки подшипника.
Кроме того, неуплотненные частицы и продукты сгорания, собранные в гря-зесборнике, стекают при вертикальном расположении шатунной шейки и попадают в отверстие, ведущее к подшипнику [2, 10—15].
Как показали исследования, в грязе-сборник попадает около 32% абразивных частиц. Абразивные частицы попадают в масляное отверстие не при вертикальном положении шатунной шейки, а при горизонтальном. При этом масляное отверстие становится вертикально. В него попадают, в нерабочем состоянии, абразив, нагар, продукты износа и при включении двигателя выносятся в подшипник рис. 2 и распределяются по длине вкладыша, внедряются в мягкий антифрикционный сплав вкладыша и шлифуют шатунную шейку после включения двигателя.
Что касается расположения шатунных шеек вертикально, то масляный канал рис. 3 становится горизонтально и абразив не попадает в него.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кащеев В. Н. О зависимости износостойкости металла в абразивном потоке от его поверхностной твердости, возникающей в процессе механической обработки // Известия вузов. Физика. — 1959. — № 5. — С. 58—63.
2. Кошкин К. Т., Финкильштейн Э. С. Износы и деформации деталей двигателя ЗИЛ-130. — М.: Высшая школа, 1971.
3. Липкинд А. Г. Особенности ремонта двигателя ЗИЛ-130. Повышение качества ремонта автомобилей на заводах. — М., 1972.
4. Липкинд А. Г. и др. Ремонт автомобилей ЗИЛ-130. — М.: Транспорт, 1970.
5. Буровцев С. К. Исследование работы подшипников и уравновешивание V-образного автомобильного двигателя при изменении масс кривошипно-шатунного механизма. Автореферат дис. к.т.н. — 1969.
6. Власов Ю.Л., Кондратенко М. Ю. Абразивное изнашивание и ресурс двигателей КАМАЗ-740 // Автомобильная промышленность. — 1987. — № 7.
7. Рубинштейн Ш.Я. Повышение работоспособности коленчатых валов Д-50 // Трактор и сельхозмашины. — 1969. — № 8.
8. Гриднева И.А. Измерения физической толщины масленого слоя в подшипниках коленчатого вала автомобильного двигателя // Труды ХАДИ. — 1962. — Вып. 29.
9. Вентцель С.В. Смазка двигателей внутреннего сгорания. — М.: Машгиз, 1963.
10. Козлов И. П., Агузаров В. О. Износ шеек коленчатых валов двигателя ЗИЛ-130 / Сборник научных трудов МИИСП. Ремонт машин и технология металлов. Т. Х. Вып. 4, ч. 1. — М., 1973. — С. 51—55.
11. Шестаков А. А. А.С. 1015087 (СССР). Устройства для очистки масла в коленчатых валах. 1983.
12. Гродзиевский В. И. Реактивные центрифуги для очистки масла в двигателях внутреннего сгорания. Конструкция и расчет. — М.-Киев: Машгиз, 1963. — С. 88.
13. Новиков В. И. Исследование влияния некоторых эксплуатационных параметров на износ двигателя внутреннего сгорания: Авторефер. дис...к.т.н. — М., 1969.
14. Хрущев Н. М., Бабичев М. М. — Абразивное изнашивание. — М.: Наука, 1970. — С. 257.
15. Тенненбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. — М.: Машиностроение, 1966. — С. 331. ti^
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Агузаров Владимир Османович1 — доктор технических наук, Агузаров Георгий Владимирович1 — аспирант, e-mail: [email protected],
1 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).
ISSN 0236-1493. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 10, pp. 12-16.
UDC 621.928.3
V.O. Aguzarov, G.V. Aguzarov
CENTRIFUGAL OIL FILTRATION IN CRANKPINS OF ZIL-130 TRUCK ENGINES
By B.I. Kostetskii, there are five types of wear: adhesion first, oxidation wear, thermal wear (adhesion of the second kind), abrasive wear, odpovedny wear and tear (fatigue). In the literature much attention is paid to abrasive wear. In 60—70 years of the last century began to make a cavity in the connecting rod journals of crankshafts to increase their lifetime.
The use of cavities has introduced a new type of wear in a general description of the types of wear mates the neck — liner crankshaft — bullies. Why tease some see poor maintenance, others see everything in untimely maintenance of the centrifuge, etc. Studies have shown in the sediment pan — cavity gets about 32% abrasive particles.
The abrasive particles fall into the oil filler hole is not in vertical position rod journal, and horizontal. In this case, the oil hole is placed vertically. It gets unusable abrasive, carbon deposits, products wear and when the engine is brought into the bearing and grind the crankpin. With regard
to the distribution of connecting rod necks vertically, the oil channel is placed horizontally and abrasive it misses.
Key words: abrasives, carbon deposits, wear products, rod journal, cavity, sleeve, wear liner, tuff, sediment pan, crankshaft.
DOI: 10.25018/0236-1493-2017-10-0-12-16
AUTHORS
Aguzarov V.O.1, Doctor of Technical Sciences,
Aguzarov G.V.1, Graduate Student,
e-mail: [email protected],
1 North Caucasus Mining-and-Metallurgy Institute
(State Technological University),
362021, Vladikavkaz,
Republic of North Ossetia-Alania, Russia.
REFERENCES
1.Kashcheev V. N. Izvestiya vuzov. Fizika. 1959, no 5, pp. 58—63.
2. Koshkin K. T., Finkil'shteyn E. S. Iznosy i deformatsii detaley dvigatelya ZIL-130 (Wear and deformation engine parts ZIL-130), Moscow, Vysshaya shkola, 1971.
3. Lipkind A. G. Osobennosti remonta dvigatelya ZIL-130. Povyshenie kachestva remonta avtomo-biley na zavodakh (Features of ZIL-130 engine repair. Improving the quality of car repairs at the factories), Moscow, 1972.
4. Lipkind A. G. Remont avtomobiley ZIL-130 (Repair of automobiles ZIL-130), Moscow, Transport, 1970.
5. Burovtsev S. K. Issledovanie raboty podshipnikov i uravnoveshivanie V-obraznogo avtomobil'nogo dvigatelya pri izmenenii mass krivoshipno-shatunnogo mekhanizma (A study of the bearings and trim V-shaped automotive engine when changing the masses of the crank mechanism), Candidate's thesis, 1969.
6. Vlasov Yu. L., Kondratenko M. Yu. Avtomobil'naya promyshlennost'. 1987, no 7.
7. Rubinshteyn Sh. Ya. Traktor i sel'khozmashiny. 1969, no 8.
8. Gridneva I. A. Trudy Khar'kovskogo avtomobil'no-dorozhnogo instituta. 1962, no 29.
9. Venttsel' S. V. Smazka dvigateley vnutrennego sgoraniya (Lubrication of internal combustion engines), Moscow, Mashgiz, 1963.
10. Kozlov I. P., Aguzarov V. O. Sbornik nauchnykh trudov MIISP. Remont mashin i tekhnologiya metallov. T. X. Vyp. 4., ch. 1 (Collection of scientific works of MYISP. Repair of machines and metal technology, vol. X, issue 4, part 1), Moscow, 1973, pp. 51—55.
11. Shestakov A. A. Copyright certificate no 1015087 (USSR), 1983.
12. Grodzievskiy V. I. Reaktivnye tsentrifugi dlya ochistki masla v dvigatelyakh vnutrennego sgoraniya. Konstruktsiya i raschet (Jet oil cleaning centrifuges in internal combustion engines. Design and calculation), Moscow-Kiev, Mashgiz, 1963, pp. 88.
13. Novikov V. I. Issledovanie vliyaniya nekotorykh ekspluatatsionnykh parametrov na iznos dvigatelya vnutrennego sgoraniya (Investigation of influence of certain operational parameters for wear of internal combustion engine), Candidate's thesis, Moscow, 1969.
14. Khrushchev N. M., Babichev M. M. Abrazivnoe iznashivanie (Abrasive wear), Moscow, Nauka, 1970, pp. 257.
15. Tennenbaum M. M. Iznosostoykost' konstruktsionnykh materialov i detaley mashin pri abra-zivnom iznashivanii (Durability of structural materials and machine parts with abrasive wear), Moscow, Mashinostroenie, 1966, pp. 331.
A
