Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




В качестве объекта исследований был выбран быстроходный форсированный карбюраторный автомобильный двигатель ВАЗ-2108 (4Ч 7.6/7.1) производства Волжского автозавода

Шабанов А.Ю., к.т.н., доцент -ответственный исполнитель работы

 

Зайцев А.Б., к.т.н., доцент

 

 

Содержание работы

Стр.

1. Цель проведения работы 4

2. Объект исследования 4

3. Описание испытательного стенда и измерительной

аппаратуры 4

4. Программа испытаний 5

5. Результаты испытаний препарата

«СУПРОТЕК» 7

6. Результаты визуальной диагностики двигателя после

испытаний 18

Выводы по результатам обработки

Двигателя препаратом «СУПРОТЕК» 19

 

Приложение 1 21

Приложение 2 25

 

 

Цель проведения работы

 

Целью проведения настоящей работы является экспериментальное исследование влияние смазочной композиции «СУПРОТЕК» на основные показатели работы бензинового карбюраторного двигателя – эффективную мощность, расход топлива, показатели токсичности отработавших газов, а также на скорость износа основных сопряжений трения в ходе длительных 150-часовых моторных стендовых испытаний.

В процессе работы использовались оборудование и расчетно-экспериментальные методики исследования рабочих процессов в ДВС, разработанные на кафедре Двигатели внутреннего сгорания С-Петербургского государственного Политехнического университета.

 

 

Объект исследований

 

В качестве объекта исследований был выбран быстроходный форсированный карбюраторный автомобильный двигатель ВАЗ-2108 (4Ч 7.6/7.1) производства Волжского автозавода.

 

 

3. Описание испытательного стенда и измерительной аппаратуры

 

Моторные испытания двигателя ВАЗ-2108 проводились на испытательном стенде лаборатории ДВС кафедры Двигатели внутреннего сгорания СПбГТУ. Описание стенда и использованной аппаратуры приведено в предыдущем отчете.

 

 

4. Программа испытаний

 

Согласно Методике ускоренных трибологических стендовых испытаний, принятой в качестве основы для проведения независимой экспертизы, программа проведения испытаний включала в себя:

 

- Проведение переборки двигателя с его полным обмером и дефектацией;

- сборку двигателя, установку двигателя на стенд, соединение с нагрузочным устройством, монтаж комплекса измерительной аппаратуры;

- кратковременную обкатку двигателя до стабилизации параметров перед началом испытаний (3 моточаса);

- снятие базовых характеристик двигателя: внешней скоростной и нагрузочных при n= 2000, 3000 об/мин с замером основных показателей работы двигателя;

- замеры мощности механических потерь двигателя при открытом и закрытом дросселе методом прокрутки от стенда;

- замеры показателей компрессии и газоплотности цилиндро-поршневой группы;

- первая обработка двигателя составом «Супротек» (по технологии фирмы-производителя), наработка на нем на фиксированном режиме (n=2500 об/мин, Ме=50 нм) 10 моточасов (аналог 1000 км пробега), снятие итоговых характеристик двигателя после первой обработки;

- смена масла и масляного фильтра, заправка свежим маслом, вторая обработка двигателя составом «Супротек», наработка на нем на фиксированном режиме 70 моточасов ( аналог 7000 км пробега), снятие итоговых характеристик двигателя после второй обработки;

- третья обработка двигателя составом «Супротек» (по технологии фирмы-производителя), наработка на нем на фиксированном режиме (n=2500 об/мин, Ме=50 нм) 70 моточасов (аналог 7000 км пробега), снятие итоговых характеристик двигателя после третьей обработки;

- замер мощности механических потерь методом прокрутки от стенда;

- замер компрессии и параметров газоплотности ЦПГ двигателя;

- снятие двигателя со стенда, разборка, дефектация.

- анализ результатов проведения испытаний, подготовка отчета.

 

Оценка эффективности препаратов производится по следующим параметрам:

- изменению величины и степени равномерности компрессии по цилиндрам;

- величине максимальной мощности и максимального крутящего момента в абсолютной величине и в процентном выражении;

- величинам удельного расхода топлива в абсолютном и процентном выражении в приведенных атмосферных условиях;

- изменению токсичности отработавших газов по компонентам СО, NO и СН до и после обработки двигателя;

- по изменению величины эффективного к.п.д. двигателя до и после обработки;

- по изменению скоростей износа деталей основных сопряжений трения (поршневых колец, вкладышей подшипников) после обработки двигателя по сравнению с аналогичными параметрами базового двигателя.

5. Результаты испытаний препарата «СУПРОТЕК»

 

Испытания проводились в строгом соответствии с программой, приведенной выше.

В процессе испытаний использовалось смазочное масло «Лукойл» 10W40 и бензин марки А-92 «Славнефть». Бензин для проведения всех испытаний закупался одновременно, в начале испытаний.

Ниже, в табл.1-3, приведены результаты, полученные в ходе контрольных замеров параметров двигателя.

 

Здесь и далее в таблицах использованы следующие обозначения:

n –частота вращения коленчатого вала двигателя;

Ме –эффективный крутящий момент;

Nе- эффективная мощность;

Gт – часовой расход топлива;

ge – удельный расход топлива;

hе – эффективный к.п.д.;

hм – механический к.п.д.;

α – коэффициент избытка воздуха ( по показаниям газоанализатора);

Тог – температура отработавших газов;

СО – содержание окиси углерода в отработавших газах двигателя;

СО2 – содержание двуокиси углерода в отработавших газах двигателя;

NO – содержание окиси азота в отработавших газах двигателя;

СН – содержание остаточных углеводородов в отработавших газах двигателя.

 

Внешняя скоростная характеристика. «Супротек»
Базовое состояние  
n, об/мин Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
77,86 12,23 3,99 0,327 0,251 0,852 0,901 2,45 5,332 10,90  
84,94 17,79 5,81 0,327 0,250 0,854 0,894 2,90 6,045 10,06  
95,05 24,88 8,05 0,323 0,253 0,852 0,874 3,10 7,243 9,62  
99,10 31,13 10,07 0,323 0,253 0,846 0,865 3,40 7,482 10,01  
100,1 36,69 10,97 0,299 0,274 0,830 0,879 3,65 5,874 11,21  
95,05 39,82 11,99 0,301 0,272 0,798 0,895 3,70 3,856 12,15  
После первой обработки  
n, об/мин Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
79,14 12,43 4,19 0,337 0,243 0,868 0,898 2,40 5,102 10,76  
86,15 18,04 5,80 0,321 0,255 0,869 0,891 2,90 6,011 10,36  
96,17 25,18 7,99 0,317 0,258 0,869 0,875 3,15 7,120 9,54  
99,17 31,16 10,12 0,325 0,252 0,861 0,861 3,45 7,346 10,12  
100,2 36,72 11,17 0,304 0,269 0,841 0,884 3,70 5,546 11,11  
96,17 40,28 12,11 0,301 0,272 0,810 0,901 3,80 3,666 12,01  
После второй обработки  
n, об/мин Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
81,05 12,73 4,09 0,322 0,254 0,881 0,900 2,45 5,004 10,84  
88,06 18,44 5,78 0,313 0,261 0,880 0,894 2,95 5,894 10,44  
98,06 25,67 8,00 0,312 0,263 0,883 0,878 3,25 7,045 9,40  
100,7 31,65 10,24 0,324 0,253 0,870 0,870 3,50 7,450 10,21  
101,1 37,04 11,03 0,298 0,275 0,849 0,884 3,65 5,410 11,15  
99,07 41,50 12,25 0,295 0,277 0,818 0,896 3,85 3,410 12,40  

 

Внешняя скоростная характеристика. «Супротек» (продолжение)
Итоговое состояние(после трех обработок)  
n, об/мин Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
82,05 12,98 4,12 0,320 0,256 0,882 0,894 2,40 5,254 10,65  
89,06 18,65 5,80 0,311 0,263 0,881 0,888 2,90 5,995 10,40  
98,73 25,85 8,03 0,311 0,263 0,888 0,875 3,30 7,147 9,40  
101,4 31,86 10,38 0,326 0,251 0,875 0,871 3,60 7,521 10,10  
101,1 37,04 11,10 0,300 0,273 0,849 0,878 3,75 5,560 11,10  
99,07 41,50 12,19 0,294 0,278 0,822 0,899 3,85 3,250 12,42  

 

 

Табл. 1. Внешние скоростные характеристики двигателя ВАЗ-2108 на разных стадиях обработки препаратом «Супротек»

 

 

Нагрузочная характеристика, n=2000 об/мин. «Супротек»
Базовое состояние  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
19,76 4,14 1,89 0,456 0,180 0,529 1,204 3,10 0,099 11,54  
40,18 8,42 2,63 0,313 0,262 0,708 1,189 3,10 0,075 11,58  
59,28 12,42 3,39 0,273 0,299 0,791 1,154 3,00 0,068 11,65  
78,39 16,42 4,58 0,279 0,293 1,065 3,00 0,754 12,41  
82,99 17,38 5,70 0,328 0,249 0,851 0,894 2,90 6,045 10,06  
После первой обработки составом  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
20,97 4,39 1,87 0,425 0,192 0,565 1,200 3,15 0,092 11,64  
40,28 8,44 2,57 0,305 0,268 0,726 1,180 3,15 0,071 11,62  
60,59 12,69 3,35 0,264 0,310 0,810 1,150 3,10 0,062 11,69  
79,23 16,59 4,56 0,275 0,298 0,856 1,062 3,00 0,714 12,41  
85,89 17,99 5,68 0,316 0,259 0,869 0,891 2,90 6,011 10,36  
После второй обработки составом  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
20,39 4,27 1,81 0,425 0,193 0,573 1,199 3,20 0,084 1,81  
40,78 8,54 2,48 0,290 0,282 0,741 1,185 3,15 0,068 11,71  
60,01 12,57 3,21 0,256 0,320 0,818 1,146 3,10 0,060 11,80  
79,58 16,67 4,52 0,271 0,302 0,865 1,045 3,05 0,701 12,48  
87,53 18,33 5,67 0,309 0,265 0,879 0,894 2,95 5,894 10,44  

 

Нагрузочная характеристика, n=2000 об/мин. «Супротек» (продолжение)
Итоговое состояние (после третьей обработки составом)  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
20,00 4,19 1,80 0,429 0,191 0,573 1,201 3,25 0,082 11,84  
39,68 8,31 2,39 0,288 0,284 0,738 1,187 3,15 0,064 11,80  
59,52 12,47 3,20 0,257 0,319 0,818 1,149 3,10 0,060 11,80  
80,02 16,76 4,56 0,272 0,301 0,866 1,051 3,00 0,714 12,40  
88,28 18,49 5,68 0,307 0,266 0,880 0,888 2,90 5,995 10,40  

 

Табл. 2. Нагрузочные характеристики двигателя ВАЗ-2108 на разных стадиях обработки препаратом «Супротекк», n=2000 об/мин

 

 

Нагрузочная характеристика, n=3000 об/мин. «Супротек»
Базовое состояние  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
19,82 6,23 2,62 0,421 0,194 0,487 1,114 3,60 0,122 12,54  
38,97 12,24 3,85 0,315 0,260 0,659 1,110 3,60 0,091 12,50  
58,78 18,47 4,87 0,264 0,310 0,751 1,080 3,50 0,115 12,65  
79,26 24,90 6,54 0,263 0,311 0,809 1,015 3,45 0,601 13,11  
97,09 30,50 9,87 0,324 0,253 0,844 0,865 3,40 7,482 10,01  
После первой обработки составом  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
20,64 6,48 2,61 0,403 0,203 0,517 1,119 3,65 0,119 12,50  
39,95 12,55 3,78 0,301 0,272 0,684 1,108 3,60 0,087 12,40  
59,92 18,82 4,76 0,253 0,234 0,773 1,075 3,55 0,110 12,61  
79,89 25,10 6,53 0,260 0,314 0,826 1,012 3,50 0,611 13,17  
98,87 31,06 9,92 0,319 0,256 0,861 0,861 3,45 7,346 10,12  
После второй обработки составом  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
21,01 6,60 2,55 0,386 0,212 0,534 1,203 3,70 0,108 12,62  
40,68 12,78 3,73 0,292 0,280 0,699 1,112 3,65 0,081 12,42  
61,02 19,17 4,68 0,244 0,336 0,786 1,069 3,60 0,101 12,74  
80,70 25,35 6,63 0,262 0,313 0,836 1,009 3,55 0,547 13,22  
100,7 31,64 10,04 0,317 0,258 0,870 0,870 3,50 7,450 10,21  

 

Нагрузочная характеристика, n=3000 об/мин. «Супротек» (продолжение)
Итоговое состояние (после третьей обработки составом)  
№ режима Me, нм Nе, кВт Gт, кг/ч ge, кг/ кВтч hе hм α Рм, бар Тог, С СО,% CH, ppm NO, ppm CO2, %  
20,23 6,35 2,48 0,391 0,209 0,531 1,200 3,75 0,111 12,60  
39,79 12,50 3,65 0,292 0,280 0,700 1,115 3,65 0,084 12,50  
60,01 18,85 4,58 0,243 0,337 0,787 1,084 3,65 0,104 12,70  
80,57 25,31 6,59 0,260 0,314 0,840 1,015 3,60 0,523 13,10  
100,8 31,67 10,17 0,321 0,255 0,874 0,871 3,60 7,512 10,10  

 

Табл. 3. Нагрузочные характеристики двигателя ВАЗ-2108 на разных стадиях обработки препаратом «Супротекк», n=3000 об/мин

 

Результаты замеров мощности механических потерь на разных стадиях обработки двигателя препаратом «Супротек» сведены в табл. 4.Результаты

 

  Момент механических потерь, нм  
Частота вращения к.в., об/мин Начальное состояние После первой обработки После второй обработки Итоговое состояние
Закры-тый дроссель Откры-тый дроссель Закры-тый дроссель Откры-тый дроссель Закры-тый дроссель Откры-тый дроссель Закры-тый дроссель Откры-тый дроссель
22,5 22,0 21,5 20,0 20,0 19,0 19,5 19,0
21,0 18,5 19,5 16,5 18,5 16,0 18,0 15,5
18,5 13,5 17,5 11,5 16,5 11,0 16,0 10,5
17,0 13,0 16,0 11,5 15,0 10,5 15,0 10,0
18,0 13,5 17,0 12,0 15,5 11,0 15,5 11,0
19,5 14,5 18,0 13,0 17,0 12,0 16,5 12,0
21,0 16,5 19,5 14,5 18,0 13,0 17,5 12,5
22,5 18,0 21,0 16,0 20,0 15,0 19,5 14,5
24,5 20,5 22,5 19,0 21,0 18,0 21,0 18,0
26,0 24,0 24,0 22,5 23,0 22,0 23,0 21,5

 

Табл. 4. Результаты замера момента механических потерь (нм) методом прокрутки.

 

 

Результаты замеров параметров герметичности цилиндропоршневой группы двигателя на разных стадиях обработки препаратом «Супротек» сведены в табл. 5…7.

 

Этап испытаний 1-й цилиндр 2-й цилиндр 3-й цилиндр 4-й цилиндр
Перед обработкой препаратом 11,3/11,7 9,8/9,5 12,1/12,4 12,2/12,4
После первой обработки 11,8/12,3 10,2/10,5 12,4/12,8 12,5/12,8
После второй обработки 12,1/12,4 10,6/10,9 12,5/12,9 12,7/13,0
Итоговое состояние   12,1/12,4 10,7/11,0 12,7/13,0 12,9/13,1

 

Табл. 5. Данные замера компрессии, кг/см2, по цилиндрам (числитель – закрытый дроссель, знаменатель – открытый дроссель)

 

Этап испытаний 1-й цилиндр 2-й цилиндр 3-й цилиндр 4-й цилиндр
Перед обработкой препаратом 0,840 0,805 0,865 0,870
После первой обработки 0,850 0,835 0,875 0,875
После второй обработки 0,865 0,845 0,880 0,885
Итоговое состояние   0,870 0,850 0,885 0,885

 

Табл. 6 . Данные замера полного вакуума, кг/см2, по цилиндрам.

 

 

Этап испытаний 1-й цилиндр 2-й цилиндр 3-й цилиндр 4-й цилиндр
Перед обработкой препаратом 0,360 0,405 0,385 0,375
После первой обработки 0,350 0,385 0,370 0,365
После второй обработки 0,345 0,380 0,355 0,355
Итоговое состояние   0,335 0,370 0,340 0,335

 

Табл. 7. Данные замера остаточного вакуума, кг/см2, по цилиндрам.

 

Данные сопоставления скоростей износа контрольных весовых элементов базового двигателя (результаты получены усреднением данных испытаний трех двигателей по аналогичной программе) и двигателя, прошедшего полный цикл обработки препаратом «Супротек», сведены в табл. 8. Скорости износа определены путем точного взвешивания контрольных деталей. Погрешность взвешивания – 0.0001 г.

 

Деталь Скорость износа, мг/час  
До обработки   После обработки
Поршневые кольца
Первое компрессионное 2-й цил. 0,45 (+/-12%) 0,30
Второе компрессионное 2-й цил. 0,76 (+/-12%) 0,45
Первое компрессионное 3-й цил. 0,46 (+/-12%) 0,28
Второе компрессионное 3-й цил. 0,74 (+/-12%) 0,51
Вкладыши подшипников кол.вала
Вкладыш 1 (шат. верхн. 2-й цил) 0,41(+/-15%) 0,18
Вкладыш 2 (шат.нижн. 2-й цил) 0,32 (+/-15%) 0,17
Вкладыш 3 (кор.верх.2-я опора) 0,34 (+/-15%) 0,21
Вкладыш 4 (кор.нижн. 2-я опора) 0,65 (+/-15%) 0,31
Вкладыш 5 (шат. верхн. 3-й цил) 0,38 (+/-15%) 0,14
Вкладыш 6 (шат.нижн. 3-й цил) 0,34 (+/-15%) 0,11
Вкладыш 7 (кор.верх.3-я опора) 0,34 (+/-15%) 0,09
Вкладыш 8 (кор.нижн. 3-я опора) 0,60 (+/-15%) 0,29

 

Табл.9. Результаты определения скоростей износа основных деталей узлов трения двигателя ВАЗ-2108 до ( по усредненным данным испытания трех двигателей) и после обработки препаратом «Супротек»

 

6. Результаты визуальной диагностики двигателя

 

После испытаний двигатель был демонтирован со стенда, разобран и продефектован.

Результаты визуального анализа недопустимых дефектов, которые могли бы являться следствием обработки двигателя составом «Супротек», не выявили. Нагарообразование, отложения в камере сгорания, в зоне поршневых канавок не превышает обычного уровня (баллы 1…2).

Результаты обмеров двигателя до и после испытаний сведены в Приложения 1,2.

 

 

Выводы по результатам обработки двигателя препаратом «СУПРОТЕК»

По результатам проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Подтвердились ранее полученные выводы о положительном влиянии обработки препаратом «Супротек» на технико-экономические и экологические показатели испытуемого двигателя. Величины эффектов обработки, усредненные по основным режимам универсального цикла испытаний, сведены в табл. 10:

 

  Этап обработки   Усредненные эффекты, % относительно базы  
Мощность Расход топлива Эффек. к.п.д. СО СН NOx
После первой обработки   1,648 3,712 3,412 8,454 8,131 1,034
После второй обработки   3,663 6,283 6,545 15,862 14,551 -1,371
После третьей обработки   4,579 6,526 7,125 14,412 16,120 -4,364

 

Табл.10. Усредненные эффекты обработки двигателя препаратом «Супротек» на серии длительных стендовых моторных испытаний

 

Красным выделяется ухудшение параметров, зеленым – улучшение, синим – изменение в пределах погрешности измерения

 

Таким образом, снижение расхода топлива по итогу всех обработок превысило 6.5%, рост эффективной мощности – 4.5%. Наблюдается определенное улучшение показателей токсичности отработавших газов по компонентам СО и СН. Изменение содержания оксидов азота не превысило пределов погрешности измерения.

2. По итогам обработки двигателя препаратом «Супротек» наблюдается снижение момента потерь трения, наиболее заметное в зоне малых частот вращения коленчатого вала (до 30…35%). В зонах высоких частот вращения коленчатого вала этот эффект уменьшается до 8…12%.

3. Наблюдается существенное улучшение показателей герметичности цилиндропоршневой группы, выражающееся в росте компрессии по всем цилиндрам, увеличения параметров полного и уменьшении параметров остаточного вакуума в цилиндрах.

4. Снижение скорости износа по сопряжениям цилиндропоршневой группы двигателя, обработанного препаратом «Супротек», составило 30…45% , подшипников коленчатого вала – на 40…80%.

 

 

Приложение 1.

Дефектовочная ведомость

двигателя ВАЗ-2108

Ресурсные испытания препарата «Супротек»

До испытаний

 

<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Примерный перечень экзаменационных вопросов по дисциплине «Антикризисное управление» для студентов специальности «Менеджмент организации» | Блок цилиндров

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 207; Нарушение авторских прав



Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.359 сек.