ПРОЯВЛЕНИЕ ЗАКОНА ВИБРОПОЛЗУЧЕСТИ В НАКОПЛЕНИИ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ИЗГИБА СТЕРЖНЕЙ ШАТУНОВ ДВС

Abstract

The provision about the deformation of the bend in connecting rod bars caused by the effect of ICE amplitude-frequent working load emerged in the plane perpendicular to the plane of the swinging connecting rod served as a working hypothesis of research data. Herewith, the direction of the bending moment depends upon the presence and direction of working surfaces angle deviation (WSAD) in the connecting rod bearing. According to the data of different authors, the numerical values in the parameters of angle deviations of assembly surfaces in ICE basic parts after the first operation cycle are many folds higher than maximal permissible values. Assembly surfaces angle deviations (ASAD) in ICE basic parts are characterized by the following parameters: 1) deviation from the axis perpendicularity of cylinders and pockets of crankshaft main bearings( γ 1 ); 2) deviation from axis parallelism of the crankpins and crankshaft main journals (  γ 2 ); 3) conic crankpins (  γ 3 ); 4) axis deviation of connecting rod ends from their being in the same plane (axes misalignment) when a connecting rod bar twisted ( γ 4 ); 5) deviation from axis perpendicularity of bosses and piston openings (  γ 5 ); 6) deviation from axes parallelism in upper and bottom connecting rod ends ( γ 6 ). Analysis of the patterns on the effects of the ASAD parameters mentioned showed that when deviated from the axis perpendicularity of cylinder and bores for the crankshaft main bearings ( δ∆ = γ1 > 0)and the algebraic sum of the rest of the (  γ2+ γ3+ γ4+ γ5+ γ6 = 0,0 ) equaling 0, the connecting rod bar bend direction does not change its direction when the piston moves from the upper dead point (UDP) to the bottom dead point (BDP) and from (BDP) to (UDP).With the error status of the kind in assembly surfaces, the lengthway contact of working surfaces.Рабочей гипотезой данных исследований служило положение о том, что деформация изгиба стержней шатунов происходит под действием амплитудно-частотной рабочей нагрузки двигателей внутреннего сгорания (ДВС), возникающей в плоскости, перпендикулярной к плоскости качания шатуна. При этом направление изгибающего момента зависит от наличия и  направления углового отклонения рабочих поверхностей (УОРП) шатунного подшипника. Уровень численных значений параметров угловых отклонений сборочных поверхностей базовых деталей ДВС после первого цикла эксплуатации, по данным разных авторов, в разы выше предельно допустимых значений. Угловые отклонения сборочных поверхностей (УОСП) базовых деталей ДВС характеризуются следующими параметрами: 1) отклонение от перпендикулярности осей цилиндров и гнёзд коренных подшипников коленчатого вала ( ) γ 1 ; 2) отклонение от параллельности осей шатунных и коренных шеек коленчатого вала(  γ 2 ); 3) конусность шатунных шеек(  γ 3 ); 4) отклонение осей головок шатуна от положения в  одной плоскости (перекос осей) при скручивании стержня шатуна (  γ 4 ) ; 5) отклонение от перпендикулярности осей отверстий бобышек и поршня(  γ 5 ); 6) отклонение от параллельности осей верхних и  нижних головок шатуна(  γ 6 ) . Анализ схем влияния упомянутых параметров УОСП показал, что при отклонениях от перпендикулярности осей цилиндров и расточек под коренные подшипники коленчатого вала ( δ∆ = γ1 > 0) и алгебраической суммы остальных параметров (  γ2+ γ3+ γ4+ γ5+ γ6 = 0,0 ) равной нулю, направление изгиба стержня шатуна не меняет своего направления при движении поршня от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней мёртвой точке (НМТ) и от НМТ к ВМТ. При таком состоянии погрешностей сборочных поверхностей продольный контакт рабочих поверхностей меняет своё положение, но направление изгибающего момента является постоянным. Следовательно, действие изгибающего момента в одном направлении от амплитудно-частотной рабочей нагрузки ведёт к накоплению остаточных деформаций изгиба стержней шатунов. Результаты экспериментальных исследований на обкаточном стенде ДВС подтвердили выдвинутую гипотезу о проявлении закона виброползучести в накоплении деформаций изгиба стержней шатунов при рабочих температурах. Результаты исследования причин изгиба стержней шатунов являются основой технологической стратегии обеспечения точности сборки ДВС методом неполной взаимозаменяемости на станции технического обслуживания (СТО) автотракторной техники