Повышение износостойкости цилиндропоршневой группы автотракторных дизелей путем биметаллизации внутренней поверхности гильзы цилиндров

• Автор: Баринов, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 148 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Факторы, влияющие на износостойкость гильз цилиндров

двигателей внутреннего сгорания

1.2. Анализ существующих способов восстановления гильз двигателей

внутреннего сгорания.

1.3. Пути повышения износостойкости гильз цилиндров в двигателях

внутреннего сгорания при ремонте

1.4. Выводы и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ ДЛЯ БИМЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ТРЕНИЯ
2.1. Основные характеристики плоской биметаллизированной
поверхности трения
2.2. Основные характеристики внутренних цилиндрических
биметаюшзированных поверхностей трения
2.3. Выводы
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Общая методика исследований
3.2. Методика исследования противоизноспых и антифрикционных
свойств
3.3. Методика исследования деформации гильз цилиндров
3.4. Методика эксплуатационных испытаний.
3.5. Обработка результатов лабораторных, стендовых и
эксплуатационных испытаний
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ БИМЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗРЕНИЯ
4.1. Результаты исследования износостойкости и антифрикционных свойств биметаллизированнътх поверхностей трения
4.2. Результаты исследования деформации гильз цилиндров
4.3. Выводы
5. РЕЗУЛЬТ АТЫ ПРОВЕРКИ ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЦИЛИНДРОПОР1НЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЕЙ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1. Способ биметаллизации поверхности трения гильз цилиндров
5.2. Результаты эксплуатационных испытаний
5.3. Расчет экономической эффективности
5.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Наличие пыли в цилиндрах двигателя вызывает абразивный износ деталей и усиливает адгезионное взаимодействие трущихся поверхностей. С целью уменьшения износа и увеличения ресурса в верхней части гильз цилиндров устанавливают специальные втулки из чугуна с аустенитной основой (нерезиста). Для повышения износостойкости и противозадирных свойств применяют различные способы термической и химико-термической обработки зеркала гильзы. Твердость внутренней поверхности гильз цилиндров автотракторных дизелей составляет . ИКС» [-,,-]. Термообработка должна обеспечивать высокую износостойкость гильзы цилиндров, которая зависит от свойств вторичных слоев, возникающих на внутренней поверхности, напряженного состояния и стабильности макрогеометрии. Так, для гильз цилиндров двигателя ЯМЗ оптимальное соотношение фаз в поверхностном закаленном слое зеркала гильзы цилиндров двигателя ЯМЗ должно быть: аустенит - %, карбиды - 5-%, мартенсит - -%. Необходимо также обеспечить максимально возможное количество графитных включений на зеркале гильзы двигателя ЯМЗ преимущественно с размерами графитных пластинок ГР2П -0 [,]. Для окончательной обработки внутренней поверхности гильз цилиндров автотракторных дизельных двигателей применяются операции алмазного растачивания и хошшгования, что обеспечивает допуск на размер не более 0,0. Ка. Для повышения износостойкости гильз внутренняя поверхность может обрабатываться способом плосковершиїшого хонинговаїгия [-]. Для улучшения охлаждения поршня и колец двигателя ЯМЗ выполняют на наружной поверхности гильзы в зоне движения поршня оребрснис в виде восьми кольцевых канавок глубиной 1, мм и шириной мм. Улучшение охлаждения обусловлено не только увеличением охлаждаемой плошали, но и турбулизующим воздействием оребренной поверхности на поток жидкости. Большой запас прочности позволяет выполнять оребрение на серийных гильзах цилиндров. Температура поршня после орсбрения снижается на °С [,]. Гильза цилиндров устанавливается в блоке цилиндров двигателя, и при работе двигателя её поверхности изнашиваются. Особую роль в повышении срока службы двигателей играет износостойкость зеркала гильзы цилиндров. Износостойкость внутренней поверхности гильзы цилиндров наряду с износостойкостью поршневых колец и поршня в основном определяет безотказность и долговечность отремонтированного двигателя [,,,]. Изнашивание - это процесс разрушения поверхностных слоев твердого тела при механическом воздействии на него другого тела или среды, результатом которого является износ детали. Изучение процессов, происходящих при изнашивании различных пар трения, осущесгвлясгся в рамках быстро развивающейся пауки - трибологии. Большой вклад в изучение процессов и закономерностей изнашивания сделали Крагельский И. В., Чичинадзе A. B., Хрущев М. И., Авдонькин Ф. Д., Асташкевич Б. М., Денисов A. C., Цыпцын В. И., Гурвич И. Б., Карпенков В. Ф., Стрельцов ВВ. Ведерников Д. Н., Ждановский Н. С. и др. Исследования показывают, что детали цилиндропоршневой группы работают при нестационарных тепловых, нагрузочных, скоростных режимах, в условиях воздействия абразивной и газовой сред, которые способствуют разрыву разделяющих пленок и возникновению микросхватывания с различной интенсивностью изнашивания [,-]. Установлено, что изнашивание поверхности зеркала гильзы цилиндров происходит в результате усталостного разрушения тонких поверхностных слоев и абразивного изнашивания твердыми частицами, попадающими в зону трения из масляного и воздушного трактов двигателя. Поверхностный слой, образующийся на поверхности трения, локализует адгезионные, абразивные повреждения, процессы охрупчивания и разрыхления в минимальных поверхностных объемах. Этот слой должен иметь податливые объемы метала с минимальным сдвиговым сопротивлением и осуществлять деконцентрацию напряжений на фрикционном контакте. Нижний несущий слой должен обладать большой сопротивляемостью пластическому деформированию, схватыванию, усталостным процессам и абразивным повреждениям. Активные слои в процессе эксплуатации двигателей должны сохранять способность к регенерации и постоянному обновлению.