|
Статья. Трение и теплопередача
в поршневых кольцах ДВС
Оптимальная смазка ЦПГ является крайне сложной и противоречивой.
Сохранение требуемого ресурса работы двигателя предполагает необходимость
сохранения непрерывного гидродинамического режима смазки в сопряжении
поршень – гильза цилиндра и поршневое кольцо – гильза цилиндра в
любом скоростном и нагрузочном режиме.
Следовательно необходима постоянная пленка масла в указанных сопряжениях,
не исключая областей вблизи ВМТ и НМТ, причем толщина пленки должна
быть не менее 3,5 – 4 мкм.
Поэтому неизбежен пропуск масла (на стенках) в горячую зону и безвозвратные
потери на угар и тем больше, чем более толстый слой масляной пленки.
Значит необходим оптимальный баланс.
Необходимо учитывать, что уменьшение толщины пленки приводит к уменьшению
теплового сопротивления масляного зазора и следовательно интенсифицируется
теплообмен в ЦПГ, уменьшается температура поршня и колец, что приводит
к увеличению ресурса и надежности двигателя.
Один из основных параметров на оптимизацию условий образования пленки
в ЦПГ, является мощность механических потерь в сопряжениях. В настоящее
время совершенствование рабочего процесса двигателя не может дать
существенного прироста экономии топлива, либо эта экономия дается
очень сложной и дорогостоящей конструкцией и технологическими решениями,
следовательно уменьшение механических потерь является перспективным
направлением.
Расчеты показывают, что надо иметь пленку толщиной около 3 –5 мкм,
притом равномерно по всей гильзе. Масляная пленка имеет сложную зависимость
по движению и режиму работы поршня.
Хромированные покрытия колец, особенно 1-го, плохо удерживают масло,
имеют плохую приработку, на слое имеются микротрещины.
Выводы и комментарии.
Оширов В.
Выводы: если со слоем масла достаточно трудно, необходимо применять
твердые смазки и покрытия и низким коэффициентом трения и достаточной
твердостью. Пример – препараты на основе серпентивита (Хадо,
РВС и т.п.). Особенно, это важно для верхней части цилиндра.
Сложность обработки. Дополнительно необходимо обращать внимание
на препараты удерживающие масляную пленку типа Фиал, и качество
исходных параметров масла. Испарение масла из пленки на поверхности
цилиндра по всей видимости минимально и почти не влияет на расход
масла.
Дополнительно: вполне возможно и достаточно эффективно совершенствование самого
рабочего процесса поршневого ДВС. Причем, возможно изменение, как самого процесса
преобразования энергии объемного расширения рабочего тела, так и процесса горения
топливного заряда, причем за счет применения жидких криогенных добавок к рабочему
телу объемного расширения, возможно, достичь резкого снижения температуры выхлопных
газов, т.е. косвенно - продолжительного расширения. А сбалансированное применение
подобных добавок может значительно снизить потери тепловой энергии, рассеиваемой
системой охлаждения в обычном исполнении ДВС (она будет поглощаться при агрегатном
образовании газа).
|
|