ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Износ двигателей внутреннего сгорания из "Применение смазочных масел в автомобильных и тракторных двигателях" Повышение износостойкости двигателей достигается путем применения конструктивных, конструктивно-технологических и эксплуатационных мероприятий. К конструктивным мероприятиям относятся придание деталям рациональных форм, способствующих равномерному приложению нагрузок, обеспечение гидродинамического режима смазки и необходимой жесткости. К конструктивно-технологическим мероприятиям относятся выбор наиболее износостойких материалов, покрытий и видов термообработки, обеспечение оптимального состояния поверхностных слоев (микрошероховатости и структуры), правильное проведение приработки и пр. Эксплуатационные мероприятия сводятся к соблюдению заданных режимов работы механизмов, применению соответствующих горючих и смазочных материалов, своевременному техническому обслуживанию и пр. [c.30] Наиболее эффективными конструктивными мероприятиями оказались применение износо- и кислотоупорных вставок в верхней части гильз цилиндров, покрытие пористым хромом поршневых колец, применение центробежных, в частности полнопоточных, масло-очистителей или фильтров тонкой очистки, установка термостатов в системе охлаждения, улучшение очистки воздуха и др. [c.30] В наибольшей степени изнашивается поршневая группа (кольца, затем гильзы и поршни). Следующей по износостойкости в большинстве двигателей является пара трения вкладыш — шейка. Поэтому усилия конструкторов и эксплуатационников в первую очередь направлены на повышение долговечности деталей, входящих в эти узлы. Из остальных деталей наиболее быстро изнашиваются пары кулачок — толкатель и поршневой палец — втулка верхней головки шатуна. [c.30] Степень износа при трении колец о гильзу цилиндра в значительной мере зависит от режима смазки. Образование гидродинамического слоя смазки между гильзой и кольцом наиболее вероятно в средней части хода поршня, где скорости перемеш,ения относительно велики. Однако Боуден и Тейбор [40] при помощи электрических методов измерения установили, что между кольцом и гильзой нет непрерывного слоя смазки. Аналогичные результаты получили Хатт и Ленджин [41]. Эти данные имеют принципиальное значение, так как из них следует, что в верхней части зеркала цилиндра, где поршень движется медленно, наблюдается граничное трение. Самые мелкие частицы механических примесей з масле по размерам значительно превышают толщины граничных масляных слоев. Следовательно, поверхности трения колец и гильз разделены этими частицами. Отсюда можно сделать выводы, что износостойкость наиболее изнашиваемой пары трения в двигателе определяется в значительной степени свойствами этих частиц. [c.31] В тракторных двигателях водяного охлаждения применяют гильзы цилиндров мокрого типа, изготовляемые из серого чугуна с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты на глубину около 1,5 жл до твердости не менее НЯСАО. [c.31] В автомобильных двигателях применяют как сухие , так и мокрые гильзы. Наиболее распространенной конструкцией является сухая гильза с короткой износостойкой вставкой в верхней части. Вопрос о выборе материала для изготовления вставки и гильз в данном случае является спорным и не нашел общепризнанного решения в связи с тем, что до последнего времени остается неясным, какой из видов износа имеет превалирующее значение в паре трения кольцо — гильза. [c.31] Липгарт и Н. Ф. Струнников [42] считают, что основной причиной повышенного износа цилиндровой группы является коррозия. Это подтверждается, по мнению авторов, определенной закономерностью изнашивания цилиндров по окружности, а именно где ниже температура стенок, там больше износ. Такая точка зрения весьма обоснована один из продуктов сгорания топлива — двуокись углерода, соединяясь с водой, дает угольную кислоту. В процессе сгорания топлива в цилиндре образуется вода. При высокой температуре азот воздуха также становится активным. Таким образом, коррозионная агрессивность продуктов сгорания не вызывает сомнений. [c.31] Моторными испытаниями выявлена непосредственная связь между температурами цилиндров и износом верхней части гильз. При температуре воды в карбюраторном двигателе ниже 85° С износ цилиндро-поршневой группы резко увеличивается [44, 45]. [c.32] Значительные износы при пуске и подогреве двигателя обычно связывают с коррозией. В процессе работы двигателя коррозионное воздействие на гильзы цилиндров может, видимо, проявляться не только при низкотемпературных режимах. Так, Н. В. Брусян-цевым [46] было высказано предположение о возможном воздействии серной кислоты на поверхности трения в поршневой группе при любом тепловом состоянии двигателя серная кислота, сульфокислоты в картере образуют с маслом эмульсию, которая, попадая на гильзы цилиндров и другие детали, способствует их коррозии. [c.32] Почтарева [47], давление газов в закольцевом пространстве первого кольца нового двигателя составляет 85% от давления газов в цилиндре. Кроме того, вблизи верхней мертвой точки наиболее сильно проявляется абразивное действие дорожной пыли, проникающей в цилиндры, в то время как гидродинамическая пленка между кольцами и гильзой отсутствует. [c.32] Значительные износы при пуске и подогреве двигателя могут быть вызваны причинами, никак не связанными с коррозией. К ним относятся ухудшенная прокачиваемость холодного масла, конденсация бензина в рабочей смеси и усиление смывания масла в цилиндрах, разжижение масла бензином и, следовательно, снижение рабочей вязкости смазки, жесткая работа холодного дизеля и др. [c.32] На заводе им. Лихачева были проведены сравнительные испытания двигателей ЗИЛ-120 с гильзами, изготовленными из чугуна типа нирезист, обладающего высокой коррозионной стойкостью, и из аустенитного чугуна, легированного марганцем [50]. На основа-нни этих испытаний и ряда других данных авторы приходят к выводу, что главной причиной износа гильз цилиндров автомобильных двигателей является не коррозионное или абразивное воздействие, а разрушение от образования очагов схватывания. Применение аустенитных чугунов, легированных марганцем, обладающих высокой стойкостью против схватывания с перлитным чугуном поршневых колец, полностью себя оправдывает. Таким образом, вопрос о ведущем виде износа гильз цилиндров является дискуссионным. [c.33] В дизелях, работающих на сернистых топливах, коррозионный износ порщневой группы имеет преимущественное значение. Не следует, однако, изучать коррозионный износ в отрыве от других видов износа. Коррозия может рассматриваться как фактор, интенсифицирующий абразивный и вообще любой вид механического износа. [c.33] Наиболее известны следующие материалы для изготовления гильз блочный перлитный чугун, высоколегированный никелем аустенитный чугун (нирезист), марганцевый аустенитный и хромокремнистый чугуны. [c.33] За последние 20—30 лет широкое применение получил нирезист. По данным Горьковского автозавода [42], износ нирезистовых гильз (вставок) в 2,5—3 раза меньше, чем гильз из блочного чугуна. Высокая износостойкость аустенитного чугуна определяется его значительной кислотоупорностью. Недостатком является высокая стоимость нирезиста, вызванная тем, что в его состав входит 16—17% никеля и некоторые другие компоненты. Этим и определяется постановка исследований по изысканию иных сортов гильзового чугуна. Одним из путей решения этого вопроса явилось применение чугунов, в которых пониженное содержание никеля компенсировалось увеличением количества хрома. Однако такие чугуны оказались бесперспективными в связи с их трудной обрабатываемостью. [c.33] Обоснованием к применению нирезиста было представление о ведущей роли коррозионного изнашивания. Новые воззрения о преимущественном влиянии абразивного износа гильз и износа при схватывании явились основанием к другим решениям. Отмечается недостаточная стойкость нирезиста против абразивного изнашивания, что связано с его невысокой твердостью. Марганцевый аустенитный чугун по своей абразивной стойкости мало отличается от блочного перлитного чугуна. Хромокремнистый чугун проявил в процессе испытаний наиболее высокую износостойкость против абразивного воздействия. [c.33] Для повышения износостойкости гильз цилиндров в настоящее время применяют также износостойкие покрытия. Хромирование зеркала цилиндров повышает износостойкость в 4—8 раз. Недостатком этого способа является высокая стоимость покрытия и возникновение очагов схватывания (между гильзой и поршнем), что может быть объяснено низким пределом текучести алюминиевого сплава, из которого изготовляются поршни. Другим видом покрытия является азотирование гильз, применявшееся ранее в авиационных поршневых двигателях. Азотированные гильзы не получили распространения в автомобильных и тракторных двигателях из-за высокой стоимости и отсутствия преимуществ перед другими видами покрытий. [c.34] При повышении износостойкости гильз цилиндров существенно снижается износ колец и шеек коленчатого вала. Последнее, видимо, связано с уменьшением концентрации абразивных продуктов износа в смазочном масле. [c.34] Верхнее компрессионное кольцо обычно покрывают пористым хромом (толщина слоя 0,05 мм, общая толщина покрытия 0,10—0,15 мм). Остальные кольца подвергают электролитическому лужению (толщина слоя олова 0,005—0,01 мм). [c.34] Вернуться к основной статье