Повышение износостойкости цилиндров автомобильных двигателей при восстановлении

• Автор: Ратников, Александр Станиславович
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1.1. Режимы трения и изнашивания в ЦПГ автмобильных поршневых ДВС
1.2. Теоретические принципы повышения износостойкости деталей ЦПГ ДВС
1.3. Математическое моделирование изнашивания деталей ЦПГ
1.4. Влияние режима работы и свойств моторного масла на износостойкость ЦПГ
1.5. Известные конструкторско-технологические решения, направленные на снижение изнашивания цилиндра
1.6. Микропрофилирование путем пластического деформирования внутренней поверхности цилиндра
1.7. Выводы, постановка цели и задач исследования
2. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ
ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЦИЛИНДРА
С МИКРОРЕЛЬЕФОМ НА ТРУЩЕЙСЯ ПОВЕРХНОСТИ
2.1. Постановка задачи
2.2. Основные допущения при анализе гидродинамики сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо»
2.3. Получение и анализ выражения гидродинамической несущей способности в сопряжении «цилиндр-поршневое кольцо» при отсутствии микрорельефа на зеркале цилиндра
2.4. Анализ форм микрорельефа и оптимизация его шаго-высотных параметров
2.5. Анализ соотношения шага микрорельефа на цилиндре с длиной (осевой высотой) поршневого кольца
2.6. Ключевые соотношения для выбора рациональных значений параметров микрорельефа
2.7. Обоснование допущения плоскостности поверхностей микрорельефа
2.8. Физические предпосылки к выбору способа повышения твердости поверхности для снижения изнашивания
2.9. Разработка модели изнашивания сопряжения «поршневое кольцо-цилиндр»
2.10. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОРЕЛЬЕФА НА ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЦПГ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ И ПРОГРАММЫ
3.1. Описание расчетной модели и программы
3.2. Цель, задачи и объекты расчетного исследования
3.3. Сравнение гидродинамической и трибологической эффективности микрорельефов на зеркале цилиндра
3.4. Определение погрешности линейной аппроксимации формы круглой канавки фрагмента микрорельефа
3.5. Формирование микрорельефа для последующих моторных испытаний
3.6. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
ОПЫТНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Лабораторный этап
4.1.1. Цель экспериментов
4.1.2. Объекты исследования, оборудование и результаты

4.2. Триботехнический этап
4.2.1. Цель испытаний
4.2.2. Объекты испытаний
4.2.3. Средство испытаний
4.2.4. Методика испытаний
4.2.5. Результаты испытаний
4.3. Моторный этап
4.3.1. Цель испытаний
4.3.2. Объекты испытаний
4.3.3. Средство испытаний и оборудование
4.3.4. Регистрируемые показатели и погрешность измерений
4.3.5. Методика испытаний
4.3.6. Результаты испытаний
4.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

приводит к разрыхлению металлической основы и снижению износостойкости. Для достижения требуемой износостойкости чугунных цилиндров следует поддерживать оптимальное сочетание углерода и кремния в материале на уровне 4,8-5,2%. При подборе материалов для отливки заготовок цилиндров, а также выборе технологии их последующей обработки рекомендовано учитывать, что:
-растягивающие остаточные напряжения интенсифицируют, а сжимающие, наоборот, сдерживают изнашивание;
-пластинчатая форма графита и пластическая деформация поверхностных слоев наилучшим образом отвечает правилу положительного градиента механических свойств.
Как известно из целого ряда фундаментальных и прикладных исследований [10, 14, 65, 80, 84, 127], важнейшее значение для повышения износостойкости цилиндров имеет топография поверхностей трения. Это обусловлено тем, что вершины шероховатого профиля участвую'!' в формировании граничных пленок и влияют на соответствующие процессы трения и изнашивания, а впадины, как и фрагменты микрорельефа, служат своеобразными резервуарами для смазочного материала, создавая «парциальные» несущие способности [94]. Применяемая в последние три десятилетия технология плосковершинного хонингования (ПВХ) позволила в свое время резко повысить надежность работы цилиндров по показателям износо- и задиростойко-сти [36, 45, 115 ]. Согласно [2, 36, 115] и действующим заводским технологическим инструкциям, количественным показателем качества ПВХ принято считать так называемую маслоемкость поверхности зеркала цилиндра

(100-дДс

(1.14)

где Яд - средняя глубина маслоудерживающих впадин, определяемая путем обработки опорной кривой профиля (кривой Аббота) - рис.1.13.
Вместе с тем, как доказано в работе [2], оценка маслоемкости по выражению (1.14) не только противоречит методу немецкого промышленного