📄Работа №202116
Тема: Исследование процессов в смазочном слое гидродинамических узлов трения ДВС с учетом микрорельефа сопряженных поверхностей
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автомобили и автомобильное хозяйство
Объем:
95 листов
Год:
2019
Просмотров:
65
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР КОНСТРУКЦИИ ОСНОВНЫХ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ 8
1.1 Виды трибосопряжений ДВС 8
1.2 Основные причины и последствия отказов в трибосопряжениях 26
1.2.1 Задиры в сопряжении поршень-цилиндр 26
1.2.2 Задиры в сопряжении вал-подшипник 29
1.3 Основные виды микропрофилирования 32
1.3.1 Хонингование 32
1.3.2 Текстурирование 37
2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА 40
2.1 Тепловой расчет двигателя 40
2.2 Общие принципы задания граничных условий 41
2.2.1 Особенности задания граничных условий 44
2.3 Применение метода конечных элементов для расчета теплового состояния
поршней и гильзы цилиндра 45
2.4 Моделирование работы трибосопряжения «поршень-цилиндр» 49
2.5 Проверка адекватности модели 55
3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
ПРИЛОЖЕНИЕ В 83
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР КОНСТРУКЦИИ ОСНОВНЫХ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ 8
1.1 Виды трибосопряжений ДВС 8
1.2 Основные причины и последствия отказов в трибосопряжениях 26
1.2.1 Задиры в сопряжении поршень-цилиндр 26
1.2.2 Задиры в сопряжении вал-подшипник 29
1.3 Основные виды микропрофилирования 32
1.3.1 Хонингование 32
1.3.2 Текстурирование 37
2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА 40
2.1 Тепловой расчет двигателя 40
2.2 Общие принципы задания граничных условий 41
2.2.1 Особенности задания граничных условий 44
2.3 Применение метода конечных элементов для расчета теплового состояния
поршней и гильзы цилиндра 45
2.4 Моделирование работы трибосопряжения «поршень-цилиндр» 49
2.5 Проверка адекватности модели 55
3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
ПРИЛОЖЕНИЕ В 83
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе проведено исследование процессов в смазочном слое гидродинамических узлов трения двигателей внутреннего сгорания с акцентом на влияние микрорельефа сопряженных поверхностей. Актуальность исследования обусловлена значительными энергетическими потерями на трение в ДВС, что напрямую влияет на топливную экономичность и общий коэффициент полезного действия силового агрегата, как показано в работах Holmberg et al. и Tung & McMillan. Основным результатом является разработка и апробация усовершенствованной методики расчета трибосопряжений, дополненной учетом микрогеометрии поверхностей в виде различных конфигураций микроканавок (круговых, перекрестных и др.). Расчеты для пары «поршень-цилиндр» продемонстрировали существенное снижение мощности трения: на 12% при применении круговых канавок и на 26% – при использовании перекрестных. Научная значимость работы заключается в углублении модельных представлений о контактном взаимодействии шероховатых поверхностей, следуя подходу, рассмотренному в литературе, а практическая – в предоставлении инженерно-технических рекомендаций по оптимизации микрорельефа для снижения механических потерь. Обзор литературы включает анализ исследований по микропрофилированию, таких как работы Wang et al. о влиянии микровпадин и Рождественского о текстурировании поверхностей для повышения несущей способности смазочного слоя.
📖 Введение
Взаимодействие движущихся поверхностей встречаются в различных областях техники при проектировании и создании устройств и механизмов. Например, в машиностроении и двигателестроении при расчете характеристик контакта и трения в различных узлах машин.
На современном этапе развития трибологии процесс трения представляется сложным процессом физико-химической механики. Описать процесс трения, не прибегая к разумным упрощениям, не представляется возможным, поэтому широкое распространение получили различные модели процесса трения. В каждой модели можно выделить две составляющие: модельное описание микрорельефа шероховатых поверхностей и модельное представление контактного взаимодействия поверхностей [15].
Так же в современном машиностроении необходимо чтобы машины и механизмы имели высокий коэффициент полезного действия (КПД), надежность, экономичность и легкость в эксплуатации.
Большой процент КПД от сгорания топливновоздушной смеси теряется за счет трения в следующих агрегатах и механизмах:
- 35% (12-45%) на дорогах, в контакте шин и дорожного покрытия;
- 35% (30-35%) в двигателе;
- 15% (7-18%) в трансмиссии;
- 15% (10-18%) в тормозных механизмах[1].
Исходя из вышеперечисленного можно сделать вывод что проблемматика потери КПДна трение актуальна.
Наибольший процент КПД потребляется в двигателев следующих узлах:
- 45% (38-68%) в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ);
- 30% (20-44%) в подшипниках и уплотнениях (гидродинамическая смазка);
- 15% (3-34%) в механизме газораспределения (смешанная смазка);
- 10% за счет подачи смазки в узлы и гидравлических вязких потерь используемого масла[1].
При уменьшении потерь на трение в двигателе возможны следующие
улучшения:
- Снижение расхода топлива;
- Увеличение мощности двигателя;
- Снижение потребления топлива;
- Снижение вредных выбросов выхлопных газов;
- Повышение прочности, надежности и ресурса двигателя;
- Снижение требований к техническому обслуживанию и более длительные интервалы обслуживания [2].
Так же износ, вызванный трением, считается основной причиной для отказа механических систем и основного источника потери энергии.
На современном этапе развития трибологии процесс трения представляется сложным процессом физико-химической механики. Описать процесс трения, не прибегая к разумным упрощениям, не представляется возможным, поэтому широкое распространение получили различные модели процесса трения. В каждой модели можно выделить две составляющие: модельное описание микрорельефа шероховатых поверхностей и модельное представление контактного взаимодействия поверхностей [15].
Так же в современном машиностроении необходимо чтобы машины и механизмы имели высокий коэффициент полезного действия (КПД), надежность, экономичность и легкость в эксплуатации.
Большой процент КПД от сгорания топливновоздушной смеси теряется за счет трения в следующих агрегатах и механизмах:
- 35% (12-45%) на дорогах, в контакте шин и дорожного покрытия;
- 35% (30-35%) в двигателе;
- 15% (7-18%) в трансмиссии;
- 15% (10-18%) в тормозных механизмах[1].
Исходя из вышеперечисленного можно сделать вывод что проблемматика потери КПДна трение актуальна.
Наибольший процент КПД потребляется в двигателев следующих узлах:
- 45% (38-68%) в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ);
- 30% (20-44%) в подшипниках и уплотнениях (гидродинамическая смазка);
- 15% (3-34%) в механизме газораспределения (смешанная смазка);
- 10% за счет подачи смазки в узлы и гидравлических вязких потерь используемого масла[1].
При уменьшении потерь на трение в двигателе возможны следующие
улучшения:
- Снижение расхода топлива;
- Увеличение мощности двигателя;
- Снижение потребления топлива;
- Снижение вредных выбросов выхлопных газов;
- Повышение прочности, надежности и ресурса двигателя;
- Снижение требований к техническому обслуживанию и более длительные интервалы обслуживания [2].
Так же износ, вызванный трением, считается основной причиной для отказа механических систем и основного источника потери энергии.
✅ Заключение
В ходе выпускной квалификационной работы было выполнено следующее:
1) Выполнен обзор основных видов микропрофилирования;
2) Методика расчета трибосопряжений дополнена учетом микрогеометрии поверхностей трения, в частности, добавлены различные виды «микроканавок» различной геометрии: круговой, перекрестной, вертикальной, синусоидальной и т.д., что позволяет уточнить результаты расчета трибосопряжения;
3) Выполнены расчеты трибосопряжения «поршень-цилиндр», исходя из которых, можно сделать следующий вывод: путем добавления канавок по кругу мощность затрачиваемая на трение уменьшилась на 12%, а при задании перекрестных канавок мощность затрачиваемая на трение уменьшается на 26%;
1) Выполнен обзор основных видов микропрофилирования;
2) Методика расчета трибосопряжений дополнена учетом микрогеометрии поверхностей трения, в частности, добавлены различные виды «микроканавок» различной геометрии: круговой, перекрестной, вертикальной, синусоидальной и т.д., что позволяет уточнить результаты расчета трибосопряжения;
3) Выполнены расчеты трибосопряжения «поршень-цилиндр», исходя из которых, можно сделать следующий вывод: путем добавления канавок по кругу мощность затрачиваемая на трение уменьшилась на 12%, а при задании перекрестных канавок мощность затрачиваемая на трение уменьшается на 26%;
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.