Снижение вибрации поршневых двигателей внутреннего сгорания
Уже более 100 лет существуют поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Сегодня они составляют основную массу энергетических установок во всем мире. В сфере транспортных энергетических установок им нет пока достойной альтернативы. В принципе, в настоящее время огромный промышленный потенциал работает в основном на этот вид машин, превращающих потенциальную энергию, содержащуюся в углеводородных топливах, в кинетическую энергию – в движение. Как и всякий механизм, двигатель внутреннего сгорания имеет достаточно много недостатков. Одним из них являются вибрации и шум. Вибрации и шум органически присущи всем механизмам периодического действия, так например, в поршневых машинах во время работы достаточно большие массы металла совершают возвратно-поступательное движение.
Для снижения передаваемых вибраций применяются различные балансиры, например, делаются упругими и т.д. Но и в самом двигателе есть резервы по снижению вибраций. Мы в повседневной практике сразу можем отметить, что новый двигатель работает и тише и "мягче". Во многом это заслуга равномерных рабочих процессов в цилиндрах. Ведь чем больше цилиндров, тем чаще происходят вспышки и меньше разница между числом моментов в единицу времени. Так если в 4-цилиндровом двигателе пропуски в работе одного цилиндра заметны сразу, то в 12-цилиндровом этого сразу и не заметишь. По мере износов деталей, происходящих во время эксплуатации, изменяются и параметры работы каждого цилиндра. Износ поршня, поршневых колец, клапанов и их седел приводит к снижению максимального давления сжатия (компрессии). Снижение компрессии сразу снижает мощность цилиндра, так получается неравномерность работы двигателя, повышаются его вибрации. А увеличение зазора в паре поршень – цилиндр приводит к стукам при перекладке поршня в верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мертвых точках. Увеличение зазоров во вкладышах усиливает вибрации, т. к. происходят удары вкладышей по коленчатому валу (в первую очередь в паре шатун - кривошип). Это только основные моменты, влияющие на вибрационные характеристики двигателя. Как мы видим, все эти же моменты влияют и на его мощностные показатели. Поэтому давно существуют способы вибродиагностики состояния двигателей, которые позволяют с достаточной достоверностью оценивать состояние двигателя.
Уменьшение повышенных зазоров в деталях двигателя (и других агрегатов) сразу сказывается на его рабочих параметрах. Трибокомпозиция МКФ-18НТ™ позволяет достаточно быстро создать на поверхностях трения металлоорганическое покрытие, которое уменьшает рабочие зазоры, что приводит к росту компрессии, снижению ударных нагрузок при перекладке поршня в ВМТ и НМТ, если говорить о цилиндропоршневой группе. Уменьшение зазоров во вкладышах приводит к увеличению давления в масляной системе и как итог исчезает прямой контакт деталей в зонах масляного "голодания". Трибокомпозиция МКФ-18НТ™ позволяет влиять практически на любые зазоры в сочленения двигателя. В проведенных исследованиях на опытном двигателя обработка деталей цилиндропоршневой группы трибокомпозицией МКФ-18НТ™ привело к росту компрессии за 2 часа работы с 36,3 кг/см2 до 39 кг/см2. В бензиновых двигателях повышение компрессии как правило, находится в пределах 1,5-2,5 кг/см2. Как известно, повышение компрессии приводит к увеличению температуры рабочего цикла, а это увеличивает скорость сгорания. Увеличение скорости сгорания приводит к улучшению качества сгорания и увеличению эффективного коэффициента полезного действия (КПД). Одновременно образовавшееся покрытие приводит к снижению потерь на трение колец и поршня о стенки цилиндра в зонах ВМТ и НМТ. Обработка деталей кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения и привода агрегатов трибокомпозицией МКФ-18НТ™ также снизили потери на трение. Суммарное снижение потерь на трение привело к повышению механического КПД на 4-20 % в зависимости от нагрузок. В результате расход топлива снизился на 7-8 % на разных нагрузочных режимах. Внешне улучшение работы двигателя выразилось в снижении уровня вибраций на 2-5 дБ. Таким образом, трибокомпозиция МКФ-18НТ™ позволяет заметно улучшить технико-экономические и экологические показатели транспортных средств. Одновременно с этим снижаются нагрузки на все детали, как двигателя, так и его опоры, и сам кузов. Отсюда можно сделать вывод, что снижение вибрационных нагрузок от двигателя приводит к повышению ресурса всех без исключения частей транспортных средств.
