Đánh giá hao mòn và độ tin cậy của chi tiết và kết cấu trên đầu máy diezel part 3 pptx

lu huỳnh, v hợp chất lu huỳnh có khả ăn mòn chi tiết động cơ, ngo i ta phải kể đến độ nhớt nhiên liệu v chất lợng phun nhiên liệu v o xylanh Khi động l m việc tạo khÝ SO2, SO3, khu vùc cacte khÝ n y kết hợp với nớc tạo axit H2SO3v H2SO4, hai loại axít với bụi v số axít khác nhiên liệu gây nên ăn mòn động mạnh Tính ăn mòn sản phẩm cháy ảnh hởng tới mức độ v đặc tính ăn mòn nhóm pittông-xécmăng-xylanh Những sản phẩm cháy gồm có CO2, SO2,NO2, nớc v axít hữu c¬ CH2O, C2H4O2, v.v Chóng cã thĨ trùc tiÕp ăn mòn xylanh hòa tan nớc ăn mòn xylanh, ăn mòn hai loại có tác dụng nh l loại ăn mòn hóa học v ăn mòn điện - hóa học Mức độ bị ăn mòn xylanh định nhiệt độ vách xylanh, nhiệt độ c ng cao ăn mòn c ng mạnh Ta thấy, trờng hợp n y phần xylanh lại chịu điều kiện l m việc xấu Cụ thể, nhiệt độ phần xylanh có cao nhng áp lực khí lớn nớc bị ngng tụ dẫn đến việc bôi trơn khó khăn, tác dụng chống ăn mòn m ng dầu hầu nh v tóm lại độ mòn lớn Độ nhớt nhiên liệu yêu cầu động l m việc bình thờng, độ nhớt lớn lúc lu động gây cản trở lớn l m xấu chất lợng phun Độ nhớt bé l m giảm áp suất phun nhiên liệu, dễ bị rò rỉ qua khe hở pittông xécmăng - xylanh, kim phun v đế kim phun nhiên liệu ho lẫn v o dầu bôi trơn l m giảm tính lý hoá dẫn đến hao mòn chi tiết Ta phải để ý tới trị số xêtan nhiên liệu động diesel dùng nhiên liệu có trị số xêtan bé kéo d i giai đoạn cháy trễ, động có khói đen tạo muội than, sức tiêu hao nhiên liệu tăng, gây tợng va đập, l m hao mòn xylanh, pittông, xécmăng Do để nâng cao tiêu kinh tế v kỹ thuật, l m giảm bớt m i mòn nhiên liệu động diezel có yêu cầu sau: - Nhiệt độ đông đặc, nhiệt độ đục, độ nhớt cần phải đảm bảo cho việc cấp nhiên liệu qua vòi phun không bị gián đoạn, chứa tạp chất axít, lu huỳnh, bụi; - Phải có giai đoạn cháy trễ c ng ngắn c ng tốt trình cháy; - Phải có khả tự bốc cháy tốt (nâng cao trị số xêtan); - Đảm bảo cháy ho n to n khói đen, không tích muội than, nhiên liệu diezel đạt yêu cầu nhóm pittông-xécmăng-xylanh động giảm nhiều độ hao mòn ảnh hởng chất lợng dầu bôi trơn Chất lợng dầu bôi trơn ảnh hởng đáng kể tới độ mòn chi tiết nhóm pittôngxécmăng-xylanh Ngo i nhiệm vụ nh: bôi trơn, l m sạch, l m mát, l m kín, chống han rỉ, dầu bôi trơn phải có tính l m giảm m i mòn, đảm bảo chi tiết máy l m việc lâu bền Vì dầu bôi trơn phải đạt yêu cầu kỹ thuật sau: - Có khả tạo th nh m ng dầu vững bề mặt công tác chi tiết; - Có khả đông đặc nhiệt độ thấp; - Tạo muội than nhất; - Bền vững hoá học ôxy v không khí; - Không có tạp chất học v n−íc H m l−ỵng n−íc ng−ng tơ lÉn v o dầu bôi trơn động l m việc chế độ nhiệt độ thấp ảnh hởng đến ®é m i mßn N−íc sÏ l m xÊu tÝnh bôi trơn m ng dầu, lọt v o bề mặt xylanh thúc đẩy trình ăn mòn khốc liệt Một số tiêu đặc trng dầu ảnh hởng tới m i mòn: - Nhiệt độ đông đặc: l nhiệt độ thấp m nhiệt độ dầu tính lu động, để đảm bảo dầu bôi trơn tốt nhiệt độ đông đặc lớn Để l m giảm nhiệt độ đông đặc ngời ta pha thêm chất phụ gia, việc l m giảm nhiệt độ đông đặc tức l tạo ổn định cho dầu khắc phục m i mòn - Độ nhớt: l tiêu chuẩn giới hạn dầu bôi trơn, biểu thị công suất cần thiết khắc phục ma sát, phân tử dầu chịu lực tác dụng bên ngo i dầu có lực đối kháng hay gọi l độ nhớt Độ nhớt dầu l tính chất quan trọng l điều kiện nhiệt độ cao, tính chất lý hoá dầu ảnh hởng đến độ nhớt, nhiệt độ tăng 27 độ nhớt giảm, tăng khe hở chi tiết, tăng hao dầu, tăng tải trọng đơn vị bề mặt ma sát Khi nhiệt độ thấp độ nhớt tăng gây khó khăn cho việc dẫn dầu bôi trơn đến chi tiết, ảnh hởng đến luân chuyển tuần ho n dầu bôi trơn từ gây hao mòn chi tiết Dầu bôi trơn phải có tính ổn định lý hoá tèt vËn chun v b¶o qu¶n mét thêi gian d i Khi ë nhiƯt ®é cao ®Ĩ l m giảm tính chất ăn mòn, ngời ta pha thêm chất phụ gia để dầu không bị biến chất (giữ vững tính lý hoá) ảnh hởng trình khởi động động Qúa trình khởi động l m cho động từ trạng thái tĩnh chuyển sang thạng thái động (l m việc), không tránh khỏi tợng hao mòn Khi bắt đầu khởi động, lòng xylanh đ có nớc ngng tụ từ trớc, lúc n y m ng dầu bôi trơn cha hình th nh v trình ăn mòn xylanh xảy (hiện tợng xâm thực) Khi khởi động, chi tiết chịu ma sát tốc độ trợt lớn v tải trọng đơn vị cao Lúc n y xuất ma sát khô v ma sát giới hạn bề mặt kim lo¹i tiÕp xóc trùc tiÕp víi Khi vËt liƯu bôi trơn tồn số vùng bề mặt kim loại, bề mặt chi tiết sản sinh lợng nhiệt không kịp tản sâu v o kim loại, l m thay đổi cấu trúc lớp bề mặt chi tiết, độ chống mòn kim loại giảm xuống nhanh chóng v l m tăng nhanh hao mòn, v l m i mòn học Độ mòn lớn xảy khoảng đến giây sau khởi động, sau trở lại trạng thái ổn định.Trên đầu máy diesel nay, động dừng hoạt động dầu bôi trơn rơi cácte v khởi động phải nâng cần gia tốc mục đích l để đạt tới trị số vòng quay hợp lý l m động hoạt động, l nguyên nhân dẫn tới hao mòn Nhiều thí nghiệm tiến h nh điều kiện khác đ chứng tỏ khởi động động nguội mức độ n o l m tăng nhanh trình hao mòn chi tiết nhóm pittông-xécmăng-xylanh Quá trình thay đổi khe hở miệng xécmăng Trong trình vận dụng, kể từ thời điểm tơng ứng với trạng thái tối u bề mặt ma sát chi tiÕt l¾p ghÐp, sù l m viƯc tiÕp theo động l m giảm tiêu kinh tế kỹ thuật nó, độ giảm c ng lớn mức độ hao mòn c ng tăng Đối với động cơ, trình l m việc, pittông chịu tác dụng lực biến đổi độ lớn v hớng nh lực khí thể, quán tÝnh v kĨ c¶ lùc bỊn cã xu h−íng nÐn pittông v o mặt xylanh, đốt nóng không đồng ®Ịu theo h−íng kÝnh v däc trơc cđa pitt«ng v xylanh gây nên ứng suất nhiệt bổ sung Những vùng khác pittông chịu lực cục nh khoảng không gian xécmăng khí, bề mặt v dới xécmăng chịu lực quán tính pittông thay đổi hớng chuyển động xylanh Tác động tơng hỗ lực gây nên hao mòn chi tiết nhóm pittông, xylanh Độ mòn n y ảnh hởng đến trị số khe hở miệng mối ghép pittông-xylanh v ảnh hởng đến trị số tiết diện thông qua khe hở miệng xécmăng 2.3.2 Phơng pháp v mô hình nghiên cứu hao mòn Khi nghiên cứu trình hao mòn v độ tin cậy nhóm pittông-xécmăng-xylanh động đầu máy diezel, cần quan tâm trớc hết tới độ mòn v khe hở chi tiết v cặp chi tiết sau đây: 1- Hao mòn xylanh vùng điểm chết (ĐCT) v vùng điểm chết dới (ĐCD), có vị trí: vuông góc với đờng tâm trục khuỷu (VG) v song song với đờng tâm trục khuỷu (SS); 2- Hao mòn pittông vùng phía thân pittông (VPT) v vùng phía dới thân pittông (VPD), có vị trí: vuông góc với đờng tâm trục khuỷu (VG) v song song với đờng tâm trục khuỷu (SS); 3- Sự gia tăng khe hở miệng loại xécmăng bao gồm xécmăng khí v xécmăng dầu Để thực mục tiêu nghiên cứu, cần tiến h nh khảo sát trình hao mòn chi tiết nhóm pittông-xécmăng-xylanh loại động đầu máy diezel vận dụng Xí nghiệp Đầu máy thông qua việc theo dõi, đo đạc, thu thập v thống kê số liệu hao mòn chi tiết cấp sửa chữa có giải thể khoảng thời gian xác định Các số liệu n y đợc đo đạc cho vị trí cụ thể xylanh, pittông, xécmăng theo quy định Quy trình sửa chữa h nh 28 Thông qua trình thống kê, khảo sát v đo đạc độ mòn chi tiết, xác lập đợc tập số liệu đơn vị độ mòn v cờng độ mòn xylanh pittông vị trí vuông góc (VG) v song song (SS) với đờng tâm trục khuỷu tơng ứng với vùng ĐCT (hoặc VPT) v ĐCD (hoặc VPD), v độ gia tăng khe hở miệng loại xécmăng Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trng hao mòn xylanh, pittông, khe hở miệng xécmăng đợc thể bảng 2.1 Việc sử lý số liệu thống kê độ mòn, cờng độ hao mòn v khe hở miệng xécmăng đợc tiến h nh sở lý thuyết độ tin cậy v thống kê toán học nhờ chơng trình xử lý số liệu chuyên dùng Mỗi tập số liệu đợc xử lý theo luật phân bố khác nhau, bao gồm luật phân bố: Chuẩn (Gauss), Lôga chuẩn, Mũ, Gamma, Veibull, Rơlei v Maxoen Kết xử lý tập số liệu cho ta h m mật độ phân bố đại lợng ngẫu nhiên xét (độ mòn, cờng độ mòn khe hở) v đặc trng số chúng nh kỳ vọng toán, phơng sai, sai lệch bình phơng trung bình, v.v Chơng trình xử lý cho phép xác định quy luật phân bố lý thuyết phù hợp phù hợp với phân bố thực nghiệm đại lợng ngẫu nhiên xét Nh với chơng trình đ nêu, xác định đợc h m mật độ v đặc trng số tập số liệu đơn vị (thông số hao mòn cục xylanh, pittông, v khe hở miệng xécmăng), ngo i chơng trình cho phép tổng hợp tập số liệu đơn vị th nh tập số liệu có kích thớc lớn v cho kết l đặc trng hao mòn tổng hợp Việc xử lý tổng hợp tập số liệu đơn vị bao gồm giai đoạn: tổng hợp vùng ĐCT cho xylanh VPT cho pittông; tổng hợp vùng ĐCD cho xylanh VPD cho pittông; tổng hợp vùng ĐCT v ĐCD cho xylanh VPT v VPD cho pittông; tổng hợp cho xylanh (hoặc pittông) to n động theo vị trí VG v SS, theo vùng ĐCT, ĐCD (hoặc VPT, VPD) v cho tất xylanh (hoặc pittông) to n động 29 30 Bảng 2.1 Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trng hao mòn xilanh (hoặc pitông, xécmăng) động đầu máy diezel TT số liệu n Hao mòn xilanh (XL) số ĐCT §CD VG SS VG SS - TËp n sè liÖu Đặc trng mòn cục Tập 2n số liệu H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCT XL số Tập 4n số liệu Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCD XL số H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn tổng hợp XL số Trong đó: Hao mòn xilanh (XL) số ĐCT ĐCD VG SS VG SS Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCT XL số Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCD XL số H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn tổng hợp XL số Hao mòn xilanh (XL) số ĐCT ĐCD VG SS VG SS Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCT XL số Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCD XL số H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn tổng hỵp cđa XL sè - Sè sè liƯu thèng kê hao mòn - Số xi lanh động cần khảo sát * Động đầu máy D9E * Động đầu máy D12E * Động đầu máy D13E * Động đầu máy D18E : : : : : : 30 Hao mßn xilanh (XL) sè m ĐCT ĐCD VG SS VG SS Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCT XL số m Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCD XL số m H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn tổng hợp cña XL sè m i = 1, 2, , n j = 1,2, , m m = 12 m= m= m= Tổng hợp ĐCT ĐCD VG SS VG SS Đặc trng mòn TH (Tập mn số liệu) Đặc trng mòn TH (Tập mn số liệu) H m mật độ phân bố v đặc trng hao mòn tổng hợp vùng ĐCT tất XL động (Tập 2mn số liệu) Đặc trng mòn TH (Tập mn số liệu) Đặc trng mòn TH (Tập mn số liệu) H m mật độ phân bố v đặc trng hao mòn tổng hợp vùng ĐCD tất XL động (Tập 2mn số liệu) H m mật độ phân bố v đặc trng hao mòn tổng hợp tất XL động (Tập tổng hỵp 4mn sè liƯu) ... xécmăng 2 .3. 2 Phơng pháp v mô hình nghiên cứu hao mòn Khi nghiên cứu trình hao mòn v độ tin cậy nhóm pittông-xécmăng-xylanh động đầu máy diezel, cần quan tâm trớc hết tới độ mòn v khe hở chi tiết. .. Động đầu máy D12E * Động đầu máy D13E * Động đầu máy D18E : : : : : : 30 Hao mßn xilanh (XL) sè m §CT §CD VG SS VG SS Đặc trng mòn cục Đặc trng mòn cục H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn. .. mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn vùng ĐCD XL số H m mật độ phân bố v đặc trng số hao mòn tổng hợp XL số - Số số liệu thống kê hao mòn - Số xi lanh động cần khảo sát * Động đầu máy D9E * Động