Menu
RSS


Непосредственные показатели теплонапряженности

К непосредственным показателям теплонапряженности дизеля относятся температурные напряжения в стенках охлаждаемых деталей ЦПГ и температуры в определенных характерных точках.
Температурные напряжения зависят от перепадов температур в стенках. Например, температурные напряжения втулок цилиндров изменяются прямо пропорционально изменению перепада температур и приблеженно могут быть определены по формуле
σт = ±αтEΔT/2(1 - μ) 
где αт - коэффициент линейного расширения металла втулки, E - модуль упругости металла втулки, ΔT - перепад температур по толщине стенки втулки, μ - коэффициент Пуассона.

Так как ΔT = T1 - T2 = qδ/λ, где q - удельный тепловой поток в охлаждающую среду, λ - коэффициент тепллопроводности металла, δ - толщина стенки, то формула температурных напряжений преобразуется к виду
σт = ±αтEqδ/2(1 - μ)λ
Таким образом, температурные напряжения пропорциональны толщине стенки и удельному тепловому потоку. 
Температуры в определенных характерных точках деталей ЦПГ наряду с температурными напряжениями служат в качестве непосредственных показателей теплонапряженности.
1. Температура поршня над канавкой первого уплотнительного кольца. От этой температуры, а также от сортов топлива и масла зависит состояние масляной пленки и подвижность поршневых колец в канавках поршня. Для минеральных цилиндровых масел температура, при которой начинается интенсивное лакообразование, составляет 230-250°C. Если во время работы дизеля температура поршня в районе поршневых колец достигает такого уровня, то из-за лакообразования в канавках уплотнительные поршневые кольца теряют подвижность - газы прорываются к тронку поршня, прогревается тронк. Возникает полусухое или сухое трение, происходит задир втулки или прихватывание поршня.
Поэтому температура поршня над канавкой первого уплдотнительного колца не должна превышать 150-180°C. 
2. Температура внутренней поверхности втулки цилиндра на уровне первого уплотнительного кольца при положении поршня в ВМТ из аналогичных соображений не должна превышать 190°С. В нижней части втулки цилиндра во избежание повышенных износов, особенно при использовании сернистых топлив, температура поверхности должна быть выше точки росы паров сернистой кислоты и водяных паров. 
3. Максимальная температура днища поршня со стороны газов в целях обеспечения достаточной прочности и долговечности поршня не должна превышать 430-500°С. При более высокой температуре изменяется структура металла и снижаются его механические свойства - металл "выгорает". Такие явления наблюдаются при залипании иглы форсунки, искажении формы факела вследствии закоксовывания сопел форсунки, чрезмерном износе сопел форсунки, перезгрузке цилиндра.
4. Максимальная температура днища крышки цилиндра. Крышка по конструкции является одной из сложнейших деталей. Наличие форсунок и клапанов усложняет задачу обеспечения ее прочности. В целях сохранения в допустимых пределах суммарных температурных и механических напряжений температура днища крышки должна быть не выше 350-370°С.
5. Максимальная температура днища поршня со стороны масла при масляном охлаждении в целях предотвращения лакообразования не должна превышать 200°С. При температуре более 230-250°С на охлаждаемых поверхностях образуются отложения, вследствии чего ухудшается теплопередача, перегреваются стенки поршня, снижается прочность металла - могут возникнуть трещины в поршне.
6. Максимальная температура посадочного пояса выпускного клапана (в четырехтактных дизелях и двухтактных с прямоточно-клапанной продувкой) не должна превышать 500°С. При температуре более 550°С создаются условия для коррозии посадочного пояса клапана. Соли ванадия и натрия, содержащиеся в золе после сгорания топлива, приобретают пластичное состояние или плавятся и прилипают к нагретым поверхностям клапана - нарушается его плотность. В итоге это приводит к образованию свищей и выгоранию металла тарелки клапана и седла клапана. Такие явления наблюдаются при использовании тяжелых топлив с высоким содержанием соединений нанадия и натрия при длительной работе с перегрузкой по теплонапряженности.

Login to post comments
back to top
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+
  • VK
  • RSS