ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение смазочных масел для приработки (обкатки) двигателей из "Применение смазочных масел в автомобильных и тракторных двигателях" Следует считать установленным, что исходный микро-и макрорельеф поверхностей трения деталей и состояние поверхностных слоев, получаемые в результате механической обработки или других технологических операций, существенно изменяются в процессе работы нового или капитально отремонтированного двигателя внутреннего сгорания. Особенности этого процесса имеют большое значение в смысле долговечности и эксплуатационной надежности двигателя, и поэтому существует стремление к тому, чтобы в начальный период работы создать специальные условия, при которых изменения поверхностных слоев протекали бы в желательном направлении, обеспечивая высокую износо- стойкость деталей в эксплуатации. [c.177] Комплекс явлений и процессов, протекающих в поверхностных слоях деталей в начальный период работы двигателя или любой машины, объединяется термином приработка ( обкатка ). Приработка пар трения признана в настоящее время обязательным технологическим процессом, правильное осуществление которого способствует повышению эксплуатационной надежности и долговечности машин. [c.177] Во время приработки двигателя решаются и некоторые побочные задачи удаление технологических загрязнений и первоначальных продуктов износа, проверка работоспособности нового или капитально отремонтированного двигателя. [c.177] Непосредственно после сборки сопряженных поверхностей трения в начальный период приработки площадь фактического контакта поверхностей значительно меньше площади - кажущегося или геометрического контакта из-за шероховатости поверхностей и искажения заданной геометрической формы деталей. В результате локальные удельные давления во много раз превышают расчетные, появляются высокие местные температуры, способствующие схватыванию поверхностей трения на отдельных участках. Очевидно, что в этой начальной стадии приработка должна проводиться при небольших нагрузках или даже на холостом ходу машины. [c.177] В соответствии с современными воззрениями микро- и макроприработки еше недостаточно. Нужно обеспечить такое состояние поверхностных (активных) слоев металла, при котором будет получена максимальная износостойкость. [c.178] Приработка двигателей обычно состоит из двух этапов заводская приработка (холодная и горячая) и эксплуатационная приработка. Единственное условие, которое ставится заводом-изго-товителем в период эксплуатационной обкатки, заключается в ограничении нагрузки на двигатель. С этой целью устанавливают ограничитель положения дроссельной заслонки на карбюраторном двигателе или дополните, ьный упор рейки топливного насоса на дизелях. Необходимо отметить, что ограничение нагрузки в эксплуатации приносит значительный урон экономике автомобильного и тракторного парка. Заводская приработка— трудоемкий технологический процесс, требующий значительных производственных площадей, дорогостоящего оборудования (стенды, измерительная аппаратура) большого расхода топлив и масел, а также затрат времени. [c.178] Теории процесса приработки пока не существует, и потому режимы и технологию этого процесса устанавливают, как правило, без должных обоснований. -Недостаточно изучен и механизм явлений, протекающих на поверхностях трения при приработке. Большинство исследований посвящено отдельным сторонам этого сложного процесса, например изменению структуры поверхностных слоев (микро- и макрошероховатости), влиянию присадок к маслу и топливу и пр. Связь процессов, происходящих в масле во время приработки, с закономерностями формирования поверхностей трения изучена недостаточно. [c.178] Ряд работ посвящен определению оптимальных параметров шероховатости поверхностей и состояния поверхностных слоев [1—3]. Полученные результаты показывают, что не следует стремиться к абсолютно гладким поверхностям не только потому, что это неосуществимо, но и потому, что наличие на поверхностях трения заполненных маслом микрообъемов, по-видимому, может быть полезным [4]. [c.178] Значительные деформации в поверхностных слоях в процессе приработки приводят к физико-механическим и химическим изменениям тонкого поверхностного слоя. Известно, что пластическое деформирование металлического тела сопровождается двумя взаимно противоположными явлениями упрочнением и разупрочнением ( отдых ), В зависимости от условий деформирования может превалировать тот или другой процесс. Возможность проявления таких противоположных влияний при приработке и изнашивании в значительной степени затрудняет исследование. [c.179] Маталин [5] отмечает, что локализованный нагрев, когда он не сопровождается фазовыми превращениями, ведет к появлению в наружном слое остаточных растягивающих напряжений. Пластическая деформация при резании и изнашивании в большинстве случаев создает в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия. Если оба эти влияния в количественном отношении приблизительно равны, то величина остаточных напряжений в поверхностных слоях невелика. В случае преобладания одного из этих влияний в поверхностном слое будут действоват-ь значительные остаточные напряжения того или иного знака, что не может не оказывать существенного влияния на износостойкость пар трения. Создание сжимающих напряжений способствует закрытию пор, имеющихся на поверхностях металла, и, следовательно, снижению склонности к коррозионному износу. Установлено, что при наличии сжимающих остаточных напряжений усталостная прочность значительно возрастает. Для повышения износостойкости необходим наклеп. Напряжения растяжения снижают поверхностную прочность. [c.179] Факторы, вызывающие повышение температуры в зоне пластической деформации, приводят к снижению упрочнения. Высокие локальные температуры на поверхностях трения в процессе приработки способствуют местному схватыванию с последующим вырыванием микрообъемов металла, что увеличивает шероховатость поверхностей и снижает площадь фактического контакта. Высокотемпературные вспышки при трении облегчают десорбцию полярноактивных веществ и образование мгновенных сварочных мостиков . Последующее разрушение мостиков способствует разрыхлению и переносу металла на контртело. Описанные явления ведут к понижению микротвердости и разупрочнению. [c.179] Обобщая приведенные выше известные из литературы положения, можно сделать вывод, что структурное состояние поверхностных слоев, к которому следует стремиться в результате приработки, имеет не меньшее значение, чем шероховатосгь поверхностей. Режим и технология приработки должны быть подобраны таким образом, чтобы при постепенном повышении нагрузки на поверхности трения вспышки локальных температур были ослаблены и тем самым по возможности исключены местные вы-рывы и грубое деформирование (разрушение) поверхностных слоев. При этих условиях будет обеспечено пластическое деформирование, измельчение структуры и наклеп. Режим и технология приработки должны быть построены так, чтобы упрочнение поверхностей обеспечивалось за возможно короткие промежутки времени. Такой характер приработки в большой мере определяется физико-химическими взаимодействиями между маслом и поверхностными слоями металла. [c.180] В качестве одного из первых обстоятельных исследований приработки подшипниковых сплавов и цапф следует указать работу М. М. Хрущова [6]. Ряд исследований приработки автомобильных двигателей был выполнен Н. П. Воиновым [7, 8]. Экспериментальные данные Н. П. Воинова подтвердили существенное влияние свойств масла на формирование поверхностей трения не только в отношении величины шероховатости, но и других физико-химических показателей. Основным параметром масла, влияние которого на протекание процесса приработки изучалось, была вязкость. Свойства приработанных поверхностей трения зависели от исходной вязкости масла. Было установлено, что излишне низкая вязкость способствует появлению задиров, а повышенная вызывает увеличение температур на поверхностях трения, что ухудшает процесс приработки и снижает износостойкость в эксплуатации. [c.180] В 1955—56 гг. редакцией журнала Вестник машиностроения была организована дискуссия по вопросу о рациональной приработке двигателей. В обзорной статье [9] редакции указывалось, что большинство участников дискуссии придает большое значение рациональному проведению приработки, позволяющему ускорить этот процесс и обеспечить получение оптимального состояния поверхностей трения. Однако в этих сообщениях не были сформулированы достаточно четко те условия, которые обеспечивают высокие эксплуатационные свойства поверхностей трения в результате приработки. [c.180] Продолжительность и эффективность приработки может зависеть от простейших факторов, на которые иногда не обращают должного внимания исследователи. Так, в работе И. Е. Дюмина [10] изучено влияние перекосов деталей цилиндро-поршневой группы на износостойкость поверхностей трения. Перекосы, образующиеся при сборке за счет набегания допусков и других причин, значительно затрудняют и удлиняют процесс приработки. [c.181] Многие авторы изучали возможности применения различных сернистых соединений для ускорения и улучшения процессов приработки. При высоких местных температурах ускоряются химические реакции между поверхностями трения и сернистыми соединениями, вводимыми в масла, что способствует укреплению образующихся на поверхностях пленок. Сульфидные слои на поверхностях снижают силу трения и обеспечивают самосмазку [13, 14]. [c.181] Шаронов с сотр. [15, 16] применил осерненный дибен-зилдисульфид в качестве присадки к маслу, что позволило получить хорошую прирабатываемость поверхности при относительно небольшом износе за период приработки. [c.181] В последние годы появилось значительное количество работ, посвященных применению дисульфида молибдена в качестве противоизносной присадки к маслам. Н. П. Сова использовал указанное соединение для улучшения заводской приработки двигателя автомобиля Запорожец [17] и получил положительные результаты. Дисульфид молибдена способствовал не только ускорению приработки, но и улучшению качества поверхности. [c.181] Работами И. М. Любарского и А. П. Любченко [19, 20] установлено, что строение и химические свойства пленок определяют степень их влияния на противоизносные свойства. Чтобы обеспечивалось длительное подобное воздействие, сульфидная пленка должна восстанавливаться на поверхностях непосредственно после разрушения ее в результате износа. Для восстановления пленки необходимо, чтобы смазка была осериенной. Высокий коэффициент диффузии серы в железо и небольшая теплота образования сульфидов способствуют достаточно интенсивной диффузии кислорода и резкому увеличению концентрации окислов. Диффузия атомов кислорода через тончайшую пленку сульфидов вполне возможна. [c.182] Вернуться к основной статье