Підвищення зносостійкості робочої поверхні тертя гільз циліндрів ДВЗ

Abstract

Підвищення надійності машин та збільшення їх ресурсу мають велике значення у сучасних економічних умовах. Енергетичною основою мобільних енергетичних засобів є двигун внутрішнього згоряння, частку якого припадає до 36...52% від загальної кількості відмов. Ефективні показники роботи двигуна тим вищі, чим досконаліше тепловикористання та нижчі механічні втрати і, зокрема, втрати на тертя. Основними дефектами гільз циліндрів є: знос дзеркала циліндра; знос, зміна форми та взаємного розташування верхнього та нижнього настановних поясів щодо осі циліндра; сколи та тріщини будь-якого розміру та розташування; відкладення накипу на поверхні, що омивається водою; відкладення накипу на поверхнях посадкових поясків; короблення, відколи, глибокі задираки або втрата натягу вставки гільзи. В даний час розроблено декілька способів відновлення та зміцнення внутрішньої поверхні гільз циліндрів автотракторних двигунів, які за своєю технологією діляться на розточування під ремонтний розмір та відновлення до номінального розміру. Розточування під ремонтний розмір тягне за собою зниження твердості внутрішньої поверхні та необхідність організації виробництва поршнів і поршневих кілець ремонтного розміру, а також наводить до скорочення ресурсу двигунів на 30…50%. Для відновлення гільз циліндрів до номінального розміру застосовуються такі способи: металізація, гальванічні способи, запресування зносостійких пластин, наплавлення на внутрішню поверхня зносостійких порошків, відновлення нагріванням і т.д. Але вони не знайшли широкого застосування через те, що не відповідають вимогам стандарту щодо ка- вшановування і мають високу собівартість, крім того, практично все ці технологічні процеси надають несприятливий вплив на екологію. Тому розробка і вдосконалення способів відновлення та підвищення зносостійкості гільз циліндрів, відповідальних вимог стандартів, є актуальними і практично значущими для сільського виробництва. По-перше, гільза має бути зносостійкою і мати низький коефіцієнт тертя. По-друге, зберігати в процесі роботи стабільні розміри і при цьому витримувати високі тиску, механічні і теплові навантаження, а також мати хорошу теплопровідність і корозійну стійкість в активних середовищах. Для забезпечення перерахованих технічних вимог до якості гільз циліндрів при формуванні поверхонь тертя необхідно забезпечувати отримання оптимальних триботехнічних характеристик поверхонь, що сполучаються, таких як низький коефіцієнт тертя, висока зносостійкість, оптимальні фізико-механічні властивості. Метою цієї роботи є підвищення зносостійкості гільз циліндрів. бензинових двигунів біметалізацією робочої поверхні тертя. Об’єкт дослідження: Процес триботехнічної взаємодії та зношування в спряженні «гільза циліндра — поршневе кільце» двигунів внутрішнього згоряння. Предмет дослідження: Закономірності зміни зносостійкості, коефіцієнта тертя та топографії робочої поверхні гільз циліндрів залежно від методів та параметрів їхнього поверхневого модифікування. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: -Провести аналітичний огляд сучасних методів підвищення зносостійкості деталей циліндро-поршневої групи ДВЗ та визначити їхні недоліки й переваги. -Дослідити механізм зношування робочої поверхні гільз циліндрів у різних режимах тертя (від гідродинамічного до граничного). -Розробити (або вдосконалити) технологічний процес модифікації робочої поверхні гільзи для покращення її антифрикційних властивостей. -Провести лабораторні триботехнічні випробування зразків на знос та тертя, порівняти результати із серійними зразками. -Оцінити економічну ефективність та екологічну безпеку запропонованого методу впровадження у виробництво або ремонтну практику.