Механики XXI веку №15 2016

Механики XXI веку. № 15 2016 г.

330

Таким образом, причины поломки коленчатого вала эксплуатационного характера отсутству-

ют. Следовательно, эти причины состоят в ошибках, допущенных при изготовлении или расчёте. То-

гда правомерно ожидать поломку в области наиболее нагруженной коренной шейки. На рис. 4 пред-

ставлена зависимость момента, скручивающего четвёртую шейку, от угла поворота коленчатого вала

φ [3]. Расчёты проведены для 8-цилиндрового двигателя сравнимой мощности 170 кВт (230 л.с.). Пе-

репад скручивающего момента за цикл работы равен 1012 Н·м. Предпоследняя шейка самая напря-

жённая. Однако рассматриваемый коленчатый вал имел излом в районе второй шейки, для которой

перепад скручивающего момента равен 460 Н·м, то есть в два с лишним раза меньше. Из рис. 3 вид-

но, что сломалась щека, передающая момент на вторую шатунную шейку.

Рис. 3. Зависимость момента, скручивающего вторую коренную

шейку, от угла поворота коленчатого вала

Рис. 4. Зависимость момента, скручивающего четвёртую коренную

шейку, от угла поворота коленчатого вала

Следовательно, можно сделать вывод о том, что причина поломки коленчатого вала – его де-

фект, полученный при изготовлении. Конечно, основание щеки ослаблено концентратором напряже-

ния, которым является отверстие для смазки, однако излом в месте слабонагруженной шейки – ещё

одно основание для того, чтобы сделать этот вывод.

Тепловой расчёт и расчёт динамики двигателя с одной стороны хорошо изучены [2, 5], но с

другой, нуждаются в совершенствовании методов расчёта и снижении коэффициентов запаса проч-

ности.

Материал данной работы позволяет сделать следующие выводы:

1) поломка коленчатого вала двигателя автомобиля КамАЗ произошла в результате наличия

его дефекта, возникшего при изготовлении. Поскольку коленчатый вал является наиболее нагружен-

ной деталью, то следует заводу – изготовителю определить причины возникновения дефектов и

уточнить расчёты на прочность;

2) частые поломки поршня двигателя определяются его тепловой нагруженностью. Расплав-

ление головки поршня с последующим заклиниванием двигателя вызывает необходимость проекти-

рования систем надёжной защиты (резкий звуковой сигнал, автоматическое отключение двигателя).

Литература:

Витковский С.Л. Тепловая напряжённость поршня двигателя внутреннего сгорания с турбонадду-

вом // Современная наука: теоретический и практический взгляд: сборник статей Международной научно-