Повышение долговечности подшипников скольжения двигателей внутреннего сгорания путём применения специальных добавок в моторное масло

• Автор: Брызгалов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург, Пушкин
• Количество страниц: 142 с. : ил.

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Актуальность проблемы повышения долговечности

подшипников скольжения

1.2. Условия работы подшипников скольжения.

1.2.1. Влияние совместимости трущихся пар при различных

режимах смазки на долговечность подшипников скольжения.

1.2.1.1. Совместимость узлов трения при приработке.

.2.1.2. Совместимость при режиме трения без смазки

1.2.2. Износ деталей подшипников скольжения.

1.3. Экспериментальное определение износа

1.3.1. Выбор машины трения для испытаний на износ и задир

1.4. Смазочные материалы для подшипников скольжения
1.4.1. Выбор смазочных материалов
1.4.2. Виды и характеристики добавок в молорные масла
1.5. Выводы и задачи исследований
2. Расчетнотеоретический анализ эффективности применения специальных добавок в моторные масла в подшипниках скольжения
2.1. Расчетнотеоретическая модель нагрузки схватывания в сопряжении
вал втулка.
2.2. Расчетнотеоретический анализ влияния специальных добавок в моторных маслах на нагрузку схватывания
3. Методика экспериментальных исследований.
3.1. Общая методика проведения исследований
3.2. Выбранные моторные масла и добавки для испытаний
3.3. Методика проведения лабораторных испытаний на машине трения.
3.3.1. Факторы, влияющие на трибосистему.
3.3.2. Оценочные факторы при проведении испытаний на машине трения
3.3.3. Методика лабораторных испытаний по определению влияния специальных добавок на противозадирные свойства
3.3.4. Методика лабораторных испытаний по определению влияния специальных добавок на износ.
3.4. Методика замера параметров шероховатости поверхности
3.5. Методика определения величены упругих колебаний.
4. Результаты экспериментальных исследований влиягия специальных добавок в моторном масле на работу подшипников скольжения
4.1. Результаты лабораторных исследований
4.1.1. Результаты лабораторных исследований по испытаниям на задир
4.1. . 1. Результаты лабораторных исследований по испытаниям на задир сопряжения чугун сплав АСМ.
4.1.1.2. Результаты лабораторных исследований по испытаниям на задир сопряжения сталь сплав АСМ.
4.1.1.3. Результаты лабораторных исследований по испытаниям па задир
сопряжения сталь бронза.
4.1.2. Результаты лабораторных исследований по испытаниям на износ сопряжения сталь сплав АСМ
4.1.2.1. Данные по определению величены упругих колебаний.
4.1.2.2. Данные по определению микрогеометрии поверхностей трения в сопряжении сталь сплав АСМ.
4.2. Выводы по лабораторным исследованиям.
5. Комплексные испытания специальных добавок.
5.1. Методика комплексных испытаний
5.1.1. Общие условия проведения комплексных испытаний
5.1.2. Методика снятия внешней скоростной характеристики ДВС.
5.1.3. Методика снятия нагрузочной характеристики ДВС.
5. .4. Методика снятия характеристики механических потерь ДВС
5.2. Результаты комплексных испытаний на ДВС
5.3. Эффективность применения специальных добавок в моторные масла . ЛЗЗ
Основные выводы Литература
ВВЕДЕНИЕ


Добавки помогают образованию на поверхностях трения самовосстанавливаюгцейся плнки мягкого металла, которая обеспечивает низкий коэффициент трения. Это позволяет повысить в 2 3 раза долговечность узлов зрения реализовать эффект безызносности, снизить потери на трение на 0, уменьшить расход материалов в 2 3 раза и во столько же увеличить период между смазочными работами. Почему трение возникает внутри машин Для ответа на этот вопрос необходимо прежде всего уяснить понятие узел трения. Узлами трения называют подвижные сочленения деталей машин, к которым относятся в первую очередь подшипники скольжения. По характеру использования в отдельные группы могут быть выделены тихоходные и быстроходные узлы трения, а также узлы кратковременного или одноразового действия и узлы с повышенной долговечностью. Полезно различать также легко нагруженные приборные и тяжело нагруженные узлы трения. В узлах первого типа износ, как правило, не имеет большого значения, поэтому основной характеристикой узла служит величина потерь на трение. В тяжело нагруженных узлах наряду с интенсивным трением и тепловыделением нередко наблюдается значительный износ, ограничивающий ресурс узла. Для выполнения целесообразного действия двигатель должен сочетать две функции кинематическую рациональное движение исполнительного органа и динамическую передача этому органу механической энергии. Соответственно и узлы трения в двигателе выполняют двойную роль допускают только рациональное перемещение деталей и обеспечивают в тоже время передачу исполнительному органу необходимой мощности. Например, подшипники, с одной стороны, выполняют ограничительную роль, препятствуя перемещению осей и валов, как в радиальном, так и осевом направлении, с другой воспринимают механические усилия, возникающие при работе исполнительного органа. Выполнение указанных функций всегда связано с относительным перемещением прижатых друг к другу деталей подвижных сочленений . Основными элементами подшипника скольжения являются шейка вала, корпус подшипника скольжения, втулка или вкладыши подшипника скольжения. Втулки и вкладыши, у которых отношение толщины к наружному диаметру равно 0,5 0,5 называют толстостенными, при отношении 0,5 0,5 тонкостенными. Тонкостенные вкладыши почти полностью копируют форму отверстия в корпусе и крышки, и поэтому к ним предъявляют повышенные требования по точности овальность посадочных гнзд допускается не более мкм, конусообразность не более мкм на 0 мм диаметра, параметр шероховатости поверхности К. Равномерное прилегание вкладышей по наружной поверхности к отверстию в корпусе и в крышке, а также на стыках вкладышей необходимо не только для обеспечения жсткости подшипника скольжения, но и для хорошей отдачи тепла от вкладыша корпусу. Одними из самых сложных условий работы являются подшипники скольжения тяжелонагруженных узлов трения например, подшипники авиационной техники. Они работают при высоких значениях давления, в широком диапазоне скоростей скольжения, частот колебаний и температур, в условиях реверсивного трения и фреттингкоррозии при недостаточной смазке, а также проникании в зазоры подшипников тврдых абразивных частиц. Такие условия работы подшипников приводят к интенсивному разрушению их поверхностей трения, образованию задиров, схватыванию и увеличению зазоров в шарнирах с подшипниками скольжения. Увеличение зазоров вследствие изнашивания подшипников вызывает значительное повышение напряжений в деталях. Очаги схватывания поверхностей при взаимном перемещении деталей вызывают дополнительные напряжения и снижают сопротивление усталости изза появления исгочников напряжений. Устойчивая работа трущейся пары наблюдается только в режиме жидкостного трения, когда трущиеся поверхности разделены слоем смазки. В режиме же смешенного трения, когда на отдельных участках наблюдается граничное трение, а тем более, если возникает непосредственное контактирование трущихся поверхностей, работа трущегося узла во многом будет зависеть от способности элементов трущейся пары приспосабливаться друг к другу3,. В этом случае приобретает решающее значение совместимость трущихся поверхностей.