Повышение долговечности гильз цилиндров автотракторных дизелей путем нанесения на наружную поверхность пористого покрытия

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность темы. Большая часть перевозимых грузов обеспечивается автомобильным транспортом, в том числе автомобилями КамАЗ. В настоящее время ОАО «КамАЗ» выпускает целый ряд автомобильных двигателей, которые устанавливают также на тракторы и комбайны. В процессе эксплуатации двигателя в результате естественного износа сопряжений и нарушения регулировок его основных систем и узлов возрастает неравномерность работы цилиндров, снижается эффективная мощность, увеличивается расход топлива, ухудшаются другие технико-эксплуатационные показатели. Из литературных источников известно, что форсирование дизелей (а именно рост частоты вращения и среднего эффективного давления) приводит помимо других типов изнашивания, встречающихся в двигателе, еще и к появлению кавитационного изнашивания. При этом до 45 % ресурсных отказов отремонтированных двигателей приходится на цилиндро-поршневую группу, 10-12 % из них обусловлены кавитационным изнашиванием гильз цилиндров.

Одним из направлений повышения кавитационной стойкости является использование различного типа покрытий. Однако существующие способы нанесения покрытий (полимерных, упругих, металлических, пористых, сплошных и пр.) из-за имеющихся недостатков (в частности, низкой теплопроводности, высокой стоимости, технологической сложности) практически не применяются. Поэтому разработка недорогого технологичного способа формирования антикавитационного покрытия на наружной поверхности гильз цилиндров приобретает особую актуальнсть.

Цель исследования - повышение ресурса гильз цилиндров дизелей путем создания на их наружной поверхности пористого покрытия.

Объект исследования - закономерности кавитационного изнашивания наружной поверхности гильз цилиндров с нанесенными пористыми покрытиями.

Научную новизну работы представляют:

· аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать ресурс цилиндропоршневой группы дизелей от кавитационного изнашивания гильз;

· результаты экспериментальных исследований кавитационной стойкости гильз цилиндров, восстановленных путем нанесения пористых покрытий на их наружную поверхность.

Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в ремонтную практику технологии восстановления наружных поверхностей гильз цилиндров пористыми покрытиями, наносимыми методом электроискровой обработки, что повышает их ресурс.

Реализация результатов исследований. Автомобили КамАЗ, укомплектованные дизелями КамАЗ-740 с гильзами с антикавитационным покрытием на наружной поверхности, прошли производственную проверку в хозяйствах ТОО «Племзавод «Чапаевский» и ТОО «154» Западно-Казахстанской области.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены на XXI и XXII Межгосударственных научно-технических семинарах «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ» (Саратов, 2008, 2009 гг.); научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2008, 2009 гг.); научно-техническом семинаре Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (Саранск, 2008 г.), Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Д.Г. Вадивасова (2009 г.), на научно-практических конференциях Западно-Казахстанского аграрно-технического университета (2009, 2010 гг.).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертационных исследований опубликовано 9 работ, из них 2 в изданиях, входящих в Перечень ведущих журналов и изданий ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 2,81 печ. л., из которых 1,33 печ. л. принадлежит лично автору.

Научные положения, выносимые на защиту:

· аналитические зависимости, уточняющие массопотери гильз вследствие кавитационного изнашивания их наружной поверхности;

· способ повышения кавитационной стойкости гильзы путем формирования на наружной поверхности пористого покрытия, препятствующего разрыву сплошности жидкости;

· экспериментальные исследования кавитационной стойкости восстановленных гильз цилиндров и оценка их влияния на ресурс цилиндро-поршневой группы.

1. Цель и задачи исследования

Приведен анализ причин снижения долговечности дизелей семейства КамАЗ, широко используемых в составе сельскохозяйственной техники; проанализированы методы борьбы с кавитационной эрозией наружной поверхности гильз цилиндров «мокрого» типа; дана оценка влиянию кавитационного изнашивания на герметичность камеры сгорания двигателя.

Существенный вклад в разработку теории кавитационного изнашивания, способов и устройств для его компенсации внесли R.T. Knapp, J.W. Daily, F.G. Hammitt, Э.С. Арзуманов, Н.Н. Иванченко, В.Е. Канарчук, В.Н. Костюков, Л.М. Минкин, А.П. Науменко, М.Д. Никитин, Л.И. Погодаев, А.А. Скуридин, В.Е. Тольский, А.С. Денисов и другие исследователи.

Анализ литературных источников показал, что основными факторами, влияющими на кавитационное изнашивание, являются вибрация, температура, деформация, перепады скоростей движения охлаждающей жидкости. Известно, что форсирование дизелей (рост частоты вращения и среднего эффективного давления) приводит помимо других типов изнашивания, встречающихся в двигателе, еще и к появлению кавитационного изнашивания. В результате образуются достаточно глубокие раковины на ограниченной площади поверхности гильзы цилиндров. Уменьшение толщины стенки гильзы, появляющееся в результате кавитационного изнашивания, совпадающее с плоскостью максимального механического износа ее внутренней поверхности, приводит к увеличению деформаций гильзы в блоке. Нарушение герметичности камеры сгорания, обусловленное деформацией гильз цилиндров, увеличивает расход топлива и масла, снижает мощность двигателя, ухудшает его экологические показатели.

Существующие способы повышения кавитационной стойкости и восстановления гильз цилиндров, основанные на нанесении покрытий и увеличении твердости, не нашли широкого применения в ремонтном производстве.

Эффективным направлением борьбы с кавитационным изнашиванием является формирование на наружной поверхности гильзы пористых покрытий.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Провести анализ литературных источников, определить факторы, влияющие на кавитационное изнашивание гильз цилиндров, рассмотреть существующие способы их восстановления.

2. Теоретически обосновать снижение кавитационного изнашивания гильз цилиндров путем нанесения пористого покрытия.

3. Предложить и исследовать способ формирования на наружной поверхности гильзы пористого покрытия.

4. Исследовать массопотери восстановленных гильз цилиндров от воздействия кавитации и показатели теплопередачи; оценить их влияние на ресурс цилиндро-поршневой группы.

5. Оценить экономический эффект от использования способа ремонта гильзы путем нанесения антикавитационного покрытия.

кавитационный гильза пористый

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование влияния кавитационного изнашивания гильз на ресурс цилиндро-поршневой группы

Проанализированы существующие теории, описывающие виброколебания гильз цилиндров с оценкой массопотерь, а также методики прогнозирования долговечности гильз цилиндров, позволяющие с достаточной достоверностью оценить срок службы этих деталей; рассмотрены амплитудно-частотные характеристики вынужденных колебаний, возникающих при ударном воздействии поршня на гильзу.

Известно, что изменение глубины эрозии hэ от времени t может быть выражено следующим образом:

, (1)

где hо.э - глубина эрозии эталона (гильза двигателя 64 15/1,8), м; - аккумуляционный период эталона, ч, = 3/4Т; Т - долговечность гильзы, ч.

Скорость изнашивания vизн.э при этом:

(2)

При известных и vизн.э долговечность гильзы при допустимом износе [h] = 3/4hвт можно определить по следующей формуле:

(3)

где ho.i - глубина эрозии, мм; vизн.i - скорость изнашивания, мм/ч.

Были получены зависимости аккумуляционного периода от напряжения , Па:

в области малоцикловой усталости:

в области разрушения по механизму многоцикловой усталости:

Между напряжением и амплитудой колебаний А при А > 5 мкм существует линейная зависимость:

= 7,5A + 335. (4)

При А < 5 мкм:

=180(A)0,33. (5)

Амплитуду вибрации (свободных колебаний) применительно к условиям нагружения гильзы цилиндров двигателей определяли с учетом динамического характера нагрузок и деформаций:

(6)

где Аст - отклонение стенки втулки при статическом нагружении.

После раскрытия Аст через комплекс характеристик двигателя выражение (6) приняло вид:

(7)

где ре - среднее эффективное давление, Н/м2; Fп - площадь поршня, м2; - отношение радиуса кривошипа Rк к длине шатуна Lш, = Rкр/Lш; - период колебаний гильзы, = 1/fcв (fсв - частота свободных колебаний гильзы, Гц); - угловая скорость шатуна, с-1, = 2р fcв; rср, Нв и hв - средний радиус, высота и толщина гильзы, м; - плотность материала гильзы, кг/м3; t' - время возрастания бокового давления поршня на стенку гильзы от нуля до рmax, t' = /6п; т - количество аксиальных полуволн, обычно т = 1...2; С1 - расстояние от верхней кромки гильзы цилиндра до оси поршневого пальца при положении поршня после поворота коленчатого вала на угол , м, С1 = Со + Х; Со - расстояние между верхней кромкой гильзы и осью поршневого пальца при положении поршня в верхней мертвой точке, м; X - расстояние, пройденное поршнем от положения в верхней мертвой точке при повороте коленчатого вала на угол , м, X = 0,5Hх.п(l - cos ).

Однако, как видно из схем расчета, массопотери определяются ростом только одной каверны в глубину и ширину, но при этом не учитывается весь их объем.

Рассмотрим следующую схему расчета (рис. 1). Кавитационный износ стенки гильзы проявляется в зонах перекладки поршня ( - угол, определяющий сектор износа, рад), ось симметрии которых расположена параллельно оси коленчатого вала. При этом наблюдается уменьшение толщины наружной стенки гильзы на величину ?. Эту величину и предлагается использовать вместо характеристики «изменение глубины эрозии hэ» в формуле (1).

Площадь изношенного участка S может быть подсчитана по формуле (с учетом симметричности расположения зон кавитационного износа по образующей гильзы):

, (8)

где r - радиус гильзы (по наружной поверхности); H - высота изношенного участка гильзы от нижней до верхней границы.



Рис. 1. Схема расчета площади наружной поверхности гильзы, подвергшейся воздействию кавитационного изнашивания

В свою очередь, объем кавитационного износа V:

V = 2rHД, (9)

Откуда:

При этом V может быть оценен либо на основании экспериментальных исследований для каждого двигателя индивидуально, либо аппроксимирован подходящей функцией для нескольких групп подобных дизелей. В рассматриваемом случае в качестве эталонного значения V может быть выбрано значение интегрального износа поверхности гильзы двигателя КамАЗ.

С учетом (8) и (9) выражения (1) и (3) могут быть записаны в виде:

; (10)

(11)

(12)

где

С помощью выражения (12) оценку долговечности можно дать с более высокой точностью, поскольку оно учитывает реальные процессы изнашивания, когда появившиеся на начальном этапе раковины «сливаются» в одно большое по размеру «изъязвление», утоньшая стенку гильзы неравномерно и по ее высоте, и по периметру.

Для определения объема потерь металла при кавитационном износе были проведены экспериментальные исследования по следующей методике:

· нанесение пластилина на наружную поверхность гильзы до уровня неизношенной поверхности;

· помещение гильзы в холодильник;

· отсоединение пластилина от наружной поверхности гильзы;

· формирование из пластилина тела шарообразной формы;

· определение диаметра шара и вычисление его объема.

По результатам проведенных исследований на основании анализа статистических данных с использованием пакета прикладных программ Statistica 8.0 было получено аппроксимирующее уравнение, связывающее потерянный гильзой объем металла V с пробегом автомобиля L (рис. 2):

V = 0,000000059L4 - 0,000088L3 + 0,0343L2 - 0,33L. (13)



Рис. 2. Объем металла, «вырванного» со стенки гильзы двигателя КамАЗ в процессе кавитационного изнашивания, в зависимости от пробега: 1 - кривая усредненных значений; 2 - теоретическая кривая

Тогда, используя уравнение (13), найдем Д:

Д = (0,000000059L4 - 0,000088L3 + 0,0343L2 - 0,33L) / (2rH) . (14)

Из литературных источников известно, что пробег L (тыс. км) связан со временем эксплуатации (пробега) tпр (мото-ч) зависимостью t пр ? L/20. Тогда:

Д = (0,00944tпр4 - 0,704tпр3 + 13,72tпр2 - 6,6tпр) / (2rH). (15)

Для того, чтобы получить выражение для скорости изнашивания vизн, продифференцируем выражение (15):

vизн = (0,03776t3 - 2,112t2 + 27,44t - 6,6) / (2rH). (16)

Проведя обратную замену t на L, получим:

vизн = (0,00000472L3 - 0,00528L2 + 1,372L - 6,6) / (2rH). (17)

С учетом (15) и (17) выражение (12) можно записать следующим образом:

+/ + , (18)

где = 1500 мото-ч для серийных двигателей; = 3250 мото-ч для двигателей, укомплектованных гильзами с пористым антикавитационным покрытием.

Значения для серийных двигателей и двигателей, укомплектованных гильзами с пористым покрытием, были получены на основании анализа проведенных экспериментов на ультразвуковой ванне с последующей интерполяцией их на двигатель. При этом принимали во внимание тот факт, что эффективность защиты большинства известных покрытий, наносимых на поверхность, подвергающуюся кавитационному изнашиванию, не превышает 1,5-2,5 раза.

С помощью выражения (18) оценку долговечности можно дать с более высокой точностью, поскольку оно учитывает реальные процессы изнашивания, когда появившиеся на начальном этапе раковины «сливаются» в одно большое по размеру «изъязвление», утоньшая стенку гильзы неравномерно по высоте и периметру.

Исходя из того, что среднестатистический пробег автомобиля КамАЗ до капитального ремонта составляет около 200 тыс. км, что приблизительно соответствует 10 тыс. мото-ч, получим выражение для остаточного ресурса Тост:

[(0,000000059L4 - 0,000088L3 + 0,0343L2 - 0,33L) / 1,372L - 6,6)] + , (19)

где - безразмерный коэффициент, для двигателей КамАЗ-740 = 500.

На рис. 3 приведена зависимость Тост = f(L), полученная с использованием формулы (19) и с учетом кавитационного изнашивания гильзы цилиндра в процессе эксплуатации.

Рис. 3. Результаты расчета остаточного ресурса от пробега автомобиля КамАЗ: 1 - эксплуатация двигателей, укомплектованных гильзами с пористым антикавитационным покрытием; 2 - эксплуатация серийных двигателей

Теоретические расчеты показали, что использование гильз цилиндров с пористым покрытием может увеличить их ресурс на 20 %.

3. Программа и методика экспериментальных исследований

Изложены общая программа и частные методики исследований с описанием объектов и аппаратуры.

Программа исследований включала в себя: выбор направления и способов повышения кавитационной стойкости гильз цилиндров; лабораторные исследования интенсивности изнашивания образцов с антикавитационными покрытиями (по показателю потери массы); эксплуатационные исследования автомобилей КамАЗ с дизелями серийного и экспериментального (гильзы с антикавитационным покрытием) исполнений по показателям износа (расходу картерных газов).

Нанесение покрытия осуществляли двумя способами: электроискровой обработкой (ЭИО) и холодным газодинамическим напылением (ХГДН).

Нанесение покрытий посредством ЭИО производили на установке «Элитрон-22БМ» на 4-м и 5-м режимах, изменяя на каждом из них частоту вибрации электрода от 150 до 250 Гц с интервалом 50 Гц. Материал электродов выбирали исходя из анализа литературных данных и результатов предварительных исследований. Диаметры электродов зависели от энергетического режима установки и составляли 3-4 мм (4-й режим) и 5 мм (5-й режим). Длительность импульса - 2,5-3,0 мс, амплитуду колебаний электрода подбирали индивидуально.

При нанесении покрытий методом холодного газодинамического напыления использовали оборудование ДИМЕТ, разработанное Обнинским центром порошкового напыления, конструкция которого обеспечивает создание воздушного сверхзвукового потока, введение в этот поток частиц порошкового материала и ускорение частиц до скорости, необходимой для нанесения покрытий. Для проведения испытаний подготавливали образцы. С целью улучшения сцепления покрытия с основным металлом их поверхность подвергали пескоструйной обработке, затем наносили слой металлопокрытия. В качестве последнего были использованы порошок алюминия с цинком марки А-80-30 и медь марки С-01-01. Энергетический режим обработки - 3, расход материала - 1,1-1,2 см3/мин.

Для измерения температуры наружной поверхности гильз с покрытиями и без них использовали пирометр CENTER 350 с погрешностью измерения ±2 єС в диапазоне температур до +350 єС.

Кавитационную стойкость покрытий исследовали на специально изготовленных образцах с использованием ультразвуковой ванны. Оценку эрозионного разрушения осуществляли по изменению массы после проведения эксперимента, а также по глубине кавитационных раковин. Массу до и после эксперимента измеряли с помощью весов ВЛР-200, ГОСТ 24104-88Е, с точностью до 0,5 мг через каждые 30 мин в течение 4 ч.

Эксплуатационные испытания капитально отремонтированных дизелей КамАЗ-740, оснащенных гильзами с антикавитационным покрытием, проводили в хозяйствах на различных сельскохозяйственных и транспортных работах в условиях рядовой эксплуатации.

Перед сборкой выполняли микрометраж гильз цилиндров и поршневых колец. Микрометраж гильз цилиндров осуществляли с помощью нутромера НИ100-160, ГОСТ 868-72, оснащенного индикатором 1МИГП, ГОСТ 9696-82, с точностью до 1 мкм. Все измерения проводили при постоянной температуре в трехкратной повторности.

После сборки двигатели проходили обкатку согласно требованиям на обкатку и испытание двигателей КамАЗ-740.

В период проведения работ на СТО диагностировали техническое состояние деталей цилиндро-поршневой группы по количеству газов, прорвавшихся в картер. Измерения проводили индикатором расхода газов КИ-13671 ГОСНИТИ при температуре охлаждающей жидкости 338…373 К и номинальной частоте в ращения вала дизеля n = 1700 мин-1.

В основу использованных методик положены действующие ГОСТы, ОСТы, ТУ, РТМ и другие нормативно-технические документы.

Для обработки полученных экспериментальных данных на ПЭВМ применяли пакеты прикладных программ Statistica 8, приложения MS Office.

4. Экспериментальные исследования кавитационной стойкости гильз «мокрого» типа

Приведены результаты исследования влияния деформации гильз на работоспособность цилиндро-поршневой группы, а также нанесенных покрытий на кавитационное изнашивание стенки гильзы.

С целью определения влияния кавитационного износа гильз цилиндров на работоспособность цилиндро-поршневой группы были исследованы деформации гильз в блоке. Характерный вид деформации - это эллипс, большая ось которого расположена под углом 60…90 град. к оси коленчатого вала, а величина деформации находится в пределах 15-50 мкм (рис. 4). При этом также было установлено, что снижение герметичности камеры сгорания только вследствие деформации гильзы из-за кавитационного износа составляет не менее 10 %.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 4. Гильза с пробегом 70000 км и кавитационным износом в виде групповых «сверлений» в ее теле

Для проведения исследований по оценке защиты наружной поверхности гильзы от кавитационного изнашивания были применены 4 типа покрытий: медь М1, бронза Бр-К-Мц, наносимые электроискровым способом, а также порошки А-80-30, содержащий алюминий, и С-01-01, содержащий медь, наносимые с помощью холодного газодинамического напыления.

Кавитационную стойкость образцов определяли с использованием ультразвуковой ванны, заполненной охлаждающей жидкостью ТОСОЛ А40.

На основании полученных данных построены кривые (рис. 5), анализ которых позволяет сделать вывод о том, что наилучшим антикавитационным покрытием является бронза Бр-К-Мц, нанесенная посредством электроискровой обработки. При этом нанесение порошка А-80-30 позволяет снизить кавитационный износ в 2,5-4,5 раза; порошка С-01-01 - в 3,3-6,7 раза; меди М1 - в 4,0-6,8 раза; бронзы Бр-К-Мц - в 9,1-14,9 раза. Дополнительным позитивным фактором является стабилизация процесса изнашивания образца с нанесенной бронзой уже после 25-30 мин, в то время как на остальных образцах стабилизация не наступила.

Рис. 5. Результаты изменения массы образцов в процессе кавитационного изнашивания на УЗВ: 1 - исходный образец без покрытия; 2 - образец с нанесенным порошком А-80-30; 3 - образец с нанесенным порошком С-01-01; 4 - образец с нанесенной медью М1; 5 - образец с нанесенной бронзой Бр-К-Мц

Для определения теплопередачи восстановленных гильз исследовали распределение температуры по высоте гильзы как в зоне нанесения антикавитационного покрытия, так и вне его (рис. 6). На основании полученных данных можно констатировать, что наилучшие показатели по теплопередаче в зоне покрытия - у гильз с нанесенным порошком С-01-01. Для них характерны наименьший прирост температуры и наличие зоны ее стабилизации.

Немного более худшие показатели (в пределах 0,5 єС) - у гильз с нанесенной медью М1 и с нанесенной бронзой Бр-К-Мц.

По результатам лабораторных исследований, наилучшее антикавитационное покрытие - бронза Бр-К-Мц, нанесенная при помощи электроискровой обработки. Оно позволяет снизить кавитационный износ в 9,1-14,9 раза.

Рис. 6. Усредненнные результаты измерения температур гильз в зоне максимального кавитационного износа: 1 - с нанесенным порошком А-80-30; 2 - с нанесенным порошком С-01-01; 3 - с нанесенной медью М1;4 - с нанесенной бронзой Бр-К-Мц; 5 - исходная поверхность

5. Технология восстановления гильз цилиндров и расчет экономической эффективности

Изложены предлагаемые технологии (рис. 7, 8) и результаты эксплуатационных испытаний.

На гильзы, предназначенные для проведения экспериментальных исследований, были нанесены антикавитационные покрытия двумя методами, описанными выше.

Эксплуатационные испытания двигателей КамАЗ-740 проводили в условиях рядовой эксплуатации в хозяйствах ТОО «Племзавод «Чапаевский» и ТОО «154» Западно-Казахстанской области. Пробег автомобилей, оснащенных экспериментальными двигателями, за время испытаний составил 55000-75000 км. Контроль состояния деталей цилиндро-поршневой группы осуществляли методом безразборного диагностирования во время проведения работ на СТО. По результатам диагностирования определяли остаточный ресурс двигателя.

Рис. 7. Предлагаемый технологический процесс нанесения покрытий методом электроискровой обработки

Рис. 8. Предлагаемый технологический процесс нанесения покрытий методом ХГДН

Для двигателя КамАЗ-740 количество газов, прорвавшихся в картер, при номинальной частоте вращения холостого хода составило: начальное - 50 л/мин, предельное - 135 л/мин.

Согласно результатам расчета, ресурс цилиндро-поршневой группы двигателей КамАЗ-740, укомплектованных серийными гильзами, составил 83227 км, двигателей, укомплектованных экспериментальными гильзами с антикавитационным покрытием, - 85961 км. Двигатели по окончании исследований находились в технически исправном и работоспособном состоянии. За время проведения эксплуатационных исследований отказов цилиндро-поршневой группы не наблюдалось.

При определении экономического эффекта от внедрения предлагаемых технологий учитывали изменение приведенных затрат как при ремонте, так и в эксплуатации. Расчет проводили по разности приведенных суммарных затрат на единицу наработки.

Годовой экономический эффект от внедрения рекомендаций по повышению износостойкости за счет нанесения антикавитационного покрытия Бр-К-Мц методом электроискровой обработки - 348 руб. на один двигатель КамАЗ-740. При программе ремонта 200 двигателей в год экономический эффект составит 69600 руб.

Заключение

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных источников и выполненных исследований установлено, что из всех отказов двигателей КамАЗ на долю цилиндро-поршневой группы приходится до 40 %, 10-12 % из них обусловлены кавитационным износом наружной поверхности гильз цилиндров. При этом известные в настоящее время способы восстановления гильз цилиндров не обеспечивают достаточной износостойкости, и гильзы практически не ремонтируют по наружной поверхности.

2. По результатам теоретических исследований были получены аналитические выражения, позволяющие прогнозировать ресурс гильз цилиндров в зависимости от кавитационного изнашивания. При этом расхождение теоретически полученных значений с экспериментальными данными по остаточному ресурсу не превышало 11,9 %.

3. Экспериментальные исследования кавитационной стойкости покрытий с использованием ультразвуковой ванны показали, что нанесение электроискровым способом бронзы Бр-К-Мц и меди М1 на поверхность, подвергающуюся кавитационному изнашиванию, позволило снизить массопотери в 9,1-14,9 и 4,0-6,8 раза, а методом холодного газодинамического напыления порошков А-80-30, С-01-01 - в 2,5-4,5 и 3,3-6,3 раза соответственно.

4. Установлено, что наилучшие показатели по теплопередаче имеет поверхность с нанесенным порошком С-01-01 методом холодного газодинамического напыления, обеспечивающая наименьший прирост температуры (0,5 єС) и создающая зону стабилизации. Несколько худшие, но приемлемые температурные показатели имеют поверхности с покрытиями Бр-К-Мц и М1, нанесенными методом электроискровой обработки.

5. Предложены технологические процессы восстановления гильз цилиндров путем нанесения на их наружные поверхности металлопокрытий методом электроискровой обработки (бронза Бр-К-Мц) и методом холодного газодинамического напыления (медьсодержащий порошок С-01-01), обеспечивающие снижение кавитационного износа.

6. Эксплуатационные исследования показали высокую эффективность предложенных решений по нанесению антикавитационных покрытий на наружную стенку гильзы цилиндра: расчетный ресурс повысился на 19,6 % по сравнению с серийными двигателями. При программе ремонта 200 двигателей в год экономический эффект от внедрения предлагаемой разработки составит 69600 руб.

Литература

1. Хамсин А.М. Кавитационная стойкость гильз цилиндров высокофорсированных дизелей / Б.П. Загородских, А.А. Симдянкин, А.М. Хамсин // Нива Поволжья. - 2009. - № 2. - С. 61-67 (0,44/0,15).

2. Хамсин А.М. Оценка факторов, влияющих на кавитационную стойкость гильз цилиндров / Б.П. Загородских, А.А. Симдянкин, А.М. Хамсин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2010. - № 1. - С. 41-43 (0,31/0,11).

3. Хамсин А.М. Вибрационная кавитация втулок дизельных двигателей / А.М. Хамсин // Международная научно-техническая конференция. - Саранск, 2007. - С. 113-118 (0,31).

4. Хамсин А.М. Факторы, определяющие кавитационную стойкость гильз цилиндров двигателей КамАЗ / Б.П. Загородских, А.А. Симдянкин, А.М. Хамсин // Доклады Академии военных наук (Поволжское отделение). - Саратов, 2009. - № 4 (39). - С. 208-212 (0,31/0,11).

5. Хамсин А.М. Оценка долговечности гильз дизеля при вибрационной кавитации на основе интегрального показателя износа поверхности / Б.П. Загородских, А.А. Симдянкин, А.М. Хамсин // Сб. научных трудов / СГТУ. - Саратов, 2007. - С. 106-111 (0,31/0,11).

6. Хамсин А.М. Повышение виброустойчивости гильз цилиндров автотракторных дизелей / Б.П. Загородских, А.А. Симдянкин, А.М. Хамсин // Сб. научных трудов / СГТУ. - Саратов, 2008. - С. 99-102 (0,25/0,09).

7. Хамсин А.М. Кавитационный износ ресурсосберегающих деталей / Б.П. Загородских, А.М. Хамсин // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: матер. Межгосударственного науч.-техн. семинара / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2008. - Вып. 20. - С. 200-204 (0,25/0,13).

8. Хамсин А.М. Вибрационная кавитация втулок автотракторных дизельных двигателей / А.М. Хамсин, Ш.Г. Искакова // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. - 2008. - № 5 - С. 56-58 (0,38/0,19).

9. Хамсин А.М. Влияние вибрационной кавитации на долговечность гильз дизеля / Б.П. Загородских, А.М. Хамсин // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: матер. Межгосударственного науч.-техн. семинара / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2009. - Вып. 21. - С. 137-140 (0,25/0,13).

Размещено на Allbest.ru

...