Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образования
Тюменский государственный нефтегазовыйуниверситет
Филиал
Кафедра: «МТО»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
по дисциплине:
Техническое состояние ТТМ
на тему:
Коромысло двигателя ЗИЛ-130
Тобольск 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общая характеристика коромысла
1.1 Назначение, устройство и материалыкоромысла
1.2 Изнашиваемые и разрушающиесяповерхности
2. Условия работы на поверхностях трения
2.1.Нагрузка и её изменения
2.2 Скорость
2.3 Температура
2.4 Среда
2.5 Физико-химические процессы наповерхностях трения
2.6 Виды трения
2.7 Виды износов
2.8 Методы определения износа
2.9 Закономерности проявления износов
2.10 Последствия износа
3. Меры снижения износов
3.1 Производственные меры
3.2 Ремонтные меры
3.3 Эксплуатационные меры
Выводы и рекомендации
Список литературы
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОРОМЫСЛА 1.1 Назначение, устройство и материалы коромысла
Коромыслослужит для передачи усилия от штанги к клапану. Представляет собой стальнойнеравноплечий рычаг; длинное плечо расположено над клапаном, а короткое – надштангой. При работе двигателя штанга нажимает на короткое плечо коромысла, аего длинное плечо – на стержень клапана. Коромысло выполняют неравноплечим дляуменьшения хода толкателя и штанги, а также снижения сил инерции.
Коромысло1 (см. рис. 1) клапанов изготавливается из стали 45Л точным литьём. Шароваяповерхность его, соприкасающаяся со стержнем клапана, термически обработана иотшлифована для повышения его надежности и износостойкости. Коромысло на осивращается на бронзовой втулке, запрессованной в отверстие коромысла. В телекоромысла выполнено отверстие для подвода масла в отверстие регулировочноговинта. В конец коромысла со стороны штанги вверит регулировочный винт 4 сконтргайкой 5. С помощью ого винта производят регулировку зазоров в клапанах,зазор между носиком коромысла и стержнем клапана годится в пределах0,25÷0,30 мм. Регулировочный винт – стальной, с каналом для подводамасла из канала коромысла к верхнему наконечнику штанги. Конец винта сосферическим углублением термически обработан.
Вголовку блока ввернуты шпильки, на которых установлены стойки и ось скоромыслами. От продольного смещения по оси коромысла удерживаются распорнымипружинами, прижимающими их к стойкам и стопорным кольцам. Каждое коромыслокачается на отдельной оси. От бокового смещения коромысло удерживается упорнойшайбой и стопорным пружинным кольцом.
/>
Рис.1. Коромысло в составе ГРМ двигателя:
1 –коромысло; 2 – боёк; 3 – втулка; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка 1.2 Изнашиваемые и разрушающиеся поверхности
Изнашиваемымиповерхностями в коромыслах клапанов двигателя ЗИЛ-130 являются следующие:
1.Сферическая поверхность, контактирующая со стержнем клапана
2.Внутренняя поверхность втулки, запрессованной в ступицу коромысла
Перечисленныеповерхности подвергаются воздействию циклических нагрузок, работают в условияхвысоких температур, и как следствие – повышенный износ контактирующихповерхностей. Износ втулки проявляется в виде отклонения от номинальногодиаметра. Износ бойка в виде изменения формы его сферической поверхности, атакже появления трещин.
коромыслоповерхность трение износ
2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ НА ПОВЕРХНОСТЯХ ТРЕНИЯ 2.1 Нагрузка и её изменения
Во времяработы двигателя, коромысло клапана подвергается постоянным циклическиминерционным нагрузкам. Нагрузка на рабочие поверхности коромысла находится впрямой зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Коромыслодавит на клапан и заставляет его с большим ускорением начинать движение. Всёэто приводит к значительному росту инерционных нагрузок.
Инерционныенагрузки достигают своего максимального значения в момент нажатия на клапан имомент возврата в исходное состояние.2.2 Скорость
Обеспечениенаиболее выгодного режима заполнения цилиндра горючей смесью, а также выпускаотработавших газов определяет необходимость быстрого открытия и закрытиявпускного клапана, а значит и движения коромысла с большими скоростями.
Величинаскорости движения коромысла находится в прямой зависимости от изменения числаоборотов двигателя и достигает наибольшего значения при максимальных оборотах.В среднемчислоциклов коромысла около 40000 раз/час. 2.3 Температура
Коромыслоклапанов работает в относительно мягких температурных условиях. Его температуране превышает 100 °C и мало меняетсяпри работе.
2.4 Среда
Нормальная работакоромысла предполагает наличие жидкостного и полужидкостного трений всопрягаемых элементах. Поэтому среда, в которой работает коромысло, в основномзависит от качества смазывающего масла. При изношенных клапанах и их втулкахчерез образовавшиеся зазоры возможен прорыв отработавших газов. В данныхусловиях значительно ухудшаются условия работы коромысла за счёт негативноговоздействия на смазочное масло и материалы сопрягаемых деталей отработавшихгазов.2.5 Физико-химические процессы на поверхностях трения
Если перемещающиесяповерхности разделены смазочной пленкой толщиной не менее какой-то определеннойдля данных условий величины, то внутри смазочной пленки возникает жидкостноетрение. При этом свойства масла, находящегося в виде пленки между твердымиповерхностями, не будут отличаться от его свойств в более толстых слоях.
Жидкостное трениеявляется наиболее выгодным видом трения, так как при этом поверхности тренияполностью разделяются жидкостью, что обеспечивает минимальное трение, аследовательно, и минимальное выделение тепла и незначительный износ.
Характерной особенностьюгидродинамического режима смазки является способность к саморегулированию вопределенных пределах: с повышением скорости возрастает сила трения иувеличивается тепловыделение, но с повышением температуры масла снижается еговязкость. Следовательно, сила трения и температура масляного слоястабилизируются.
В идеальном случае (присовершенном гидродинамическом режиме) износ поверхностей равен нулю, так какконтакт металлических поверхностей отсутствует и внешнее трение замененовнутренним трением между слоями масла.
При полужидкостном тренииповерхности деталей местами контактируются непосредственно или через граничныеслои смазки. Здесь отсутствует типичная для гидродинамического режимаавтоматичность регулирования температур и силы трения. Незначительные колебаниянагрузки в этой области могут вызвать переход к граничному трению.2.6 Виды трения
При нормальной работекоромысла присутствуют жидкостное и полужидкостное трения.
С увеличением числаоборотов коленчатого вала растёт температура масла. При повышении температурымасла происходит уменьшение его вязкости. При уменьшении вязкости маслапроисходит переход в сопрягаемых деталях от жидкостного к полужидкостномутрению.
Сухоетрение в рассмотренных сопряжениях возникает при отсутствии смазки на ихповерхностях. При нормальной эксплуатации это маловероятно.2.7 Виды износов
Износ рабочихповерхностей коромысла является результатом процессов механических изнашиваний.
Для втулки коромыслахарактерно абразивное (следствие режущего действия твёрдых частиц, находящихсямежду поверхностями трения) изнашивание и пластические деформации (перемещениеповерхностных слоёв антифрикционного материала в направлении скольжения поддействием значительных нагрузок с изменением размера деталей без потери ихвеса).
Для бойка характерныпластические деформации и хрупкое разрушение. Хрупкое разрушение состоит в том,что поверхностный слой материала одной из сопряжённых деталей в результатетрения и наклёпа становится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под нимменее хрупкий материал.2.8 Методы определения износа
Износ отверстия во втулкекоромысла определяется измерительным инструментом типа – штангенциркуль,отклонение от номинального диаметра не должен превышать 0,12 мм. Износ бойкакоромысла определяется исходя из уменьшения радиуса сферы, а также егодеформации.2.9 Закономерностипроявления износов
Закономерностьизнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени приведена на рис. 2.
α />/>/>
Рис. 2.Закономерность изнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени
I – приработка; II – нормальный износ; III – форсированный износ
Пооси абсцисс отложено время tработы сопряжения, по оси ординат – износ коромысла. Тангенс угла aопределяет скорость изнашивания, τ – время нормальной работы.
Накривой износа обнаруживаются три участка, соответствующие трём стадиям износа.Первая стадия – это начальный износ, наблюдаемый при приработке вкладышей.Здесь трущиеся детали приспосабливаются к выполнению функции, скоростьизменения микронеровностей постоянно уменьшается.
Втораястадия является режимом установившегося, нормального износа. Здесь характернопостоянство рельефа микронеровностей. На этой стадии происходит плавноеувеличение зазоров без качественных изменений характера работы сопряжения.Скорость изнашивания близка к постоянной.
Натретьей стадии возникают качественные изменения процесса изнашивания. Егоскорость увеличивается из-за ударных нагрузок, изменения теплового режима иусловий смазки. Происходит рост микронеровностой, возникает схватывание,характерное молекулярно-механическое изнашивание. Дальнейшая эксплуатациястановится опасной.2.10 Последствия износа
Износ рабочихповерхностей коромысла приводит к нарушению фаз газораспределения, падениюмощности двигателя, увеличению расхода топлива.
3. МЕРЫ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСОВ 3.1 Производственныемеры
Надёжнаяработа коромысел клапанов обеспечивается технологическими и конструктивнымимероприятиями, из которых основными являются:
1) применениеболее совершенных материалов;
2) изготовлениекоромысел неравноплечими;
3) применениебронзовых втулок;
4) закалкаТВЧ бойка коромысла. 3.2 Ремонтные меры
Изношенные втулкизаменяют новыми или растачивают до ремонтного размера.
Изношенный боёквосстанавливают зачисткой алмазным бруском. 3.3 Эксплуатационныемеры
− соблюдениетемпературных режимов работы двигателя;
− использованиекачественного и соответствующего требованиям завода изготовителя моторногомасла.
− соблюдениенормативов периодичности ТО.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Знаниеосновных причин изменения технического состояния важно как длясовершенствования конструкции автомобилей, так и для выбора наиболееэффективных мероприятий по предупреждению неисправностей в эксплуатации.
Знаниезакономерностей распределения нагрузки обеспечивает выбор оптимальной формыкоромысла. Заданные свойства жёсткости, упругости, прочности определяют выборматериала, из которого оно изготовляется. Изучение физико-химических процессов,происходящих на рабочих поверхностях коромысла, даёт возможность наиболеерационального выбора используемых сортов масла. Знание причин изменениятехнического состояния обеспечивает своевременное техническое обслуживание(замена фильтров и масла).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Автомобильные двигатели. Под. ред.М.С. Ховаха. М., А22 «Машиностроение», 1977. 591 с.
2. Автомобильный двигатель ЗИЛ-130. Под.ред. А.М. Кригера. М., «Машиностроение», 1973. 264 с.
3. Демьянов Л.А., Сарафанов С.К. Путиповышения надёжности и долговечности автотракторных двигателей. М., Военноеиздательство, 1967. 152 с.
4. Караев Г. Долговечность и технологияремонта двигателя ЗИЛ-130. Обзор. Душанбе, 1971. 48 с.
5. Методичекие указания к курсовойработе по курсу «Техническое состояние автомобиля» для студентов специальности1505 «Автомобильное хозяйство» дневного, вечернего, заочного обучения. 2001. 30с.