АНОМАЛИЯ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ТЕХНОЛОГИЯ

9. Атрощенко b. ü. I Ювышение эффективности электроэрозионной обработки методом гибкого энергетического воздействия / В.В. Атрощенко, А. Г. Голубятников, А.Б. Лахмостов, A.A. Митрофанов, В.И. Полянин // Авиационная промышленность, 1989. - Вып. 10.-С. 40-43.

10. Проектирование адаптивной системы управления процессом электроэрозионной обработки / В. А. Полетаев, И. С.

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Сыркин // Вестник КузГТУ. 62-71.

Кемерово, 2007. - Вып. 6. - С.

11. Экспериментальные исследования адаптивной системы управления процессом электроэрозионной обработки / В. А. Полетаев, И. С. Сыркин // Вестник КузГТУ. - Кемерово, 2007. - Вып. 6. - С. 72-75.

УДК 669.018.218

'АНОМАЛИЯ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ПОРШНЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В. К. АФАНАСЬЕВ, академик РАЕН, профессор, доктор техн. наук,

А.В. ГОРШЕНИН, вед. инженер Г1ТТП4, М.В. ПОПОВА, профессор, доктор техн.

наук, СибГИУ, г.Новокузнецк

Исследуется увеличение коэффициента линейного расширения поршневых сплавов и на этой основе сделан вывод о необходимости разработки режимов термической обработки поршней ДВС, устраняющих аномалию коэффициента.

The increase of linear expansion coefficient of piston alloys is studied and on this basis the conclusion about the need to develop the conditions for thermal treatment of internal combustion engine pistons to eliminate the coefficient anomaly is made.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ.

Повышение эксплуатационной стойкости двигателей внутреннего сгорания (ДВС) полностью определяется разработкой мероприятий по уменьшению коэффициента линейного расширения (КЛР) поршневых сплавов. Такое положение естественно, так как поршень является «сердцем» ДВС.

R повременных ДВС применяются поршни, изготовленные из алюминиевых сплавов, среди которых лидирующее положение занимают сплавы алюминия с кремнием (силумины), дополнительно легированные медью, магнием, никелем, титаном и другими элементами. В таблице 1 приведен в качестве примера химический состав поршней некоторых ДВС.

Изучение химического состава поршневых сплавов позволяет сделать вывод о том, что все перечисленные поршни изготовлены из эвтектических силуминов (кроме заэыемичеики! и Mahle 138). Анализ системы «поршень-гильза^ показывает, что одним из важнейших условий ее успешной работы является близость коэффициентов линейного расширения поршчя и стальной гильзы, для того, чтобы зазор между ними был минимальным. Величина зазора определяет КПД двигателя.

На дифференциальном фоторегистрирующем дилатометре системы Шевенара определяли КЛР образцов, вырезанных из поршней ДВС легковых и грузозых автомобилей (табл. 2). На рисунке дополнительно для большей наглядности приведена графическая картина изменения КЛР, так как он измеряется в миллионных долях метра.

В результате проведенной работы было сделано обобщающее заключение: для всех поршневых эвтектических силуминов характерно увеличение КЛР в области рабочих температур поршня (250...300 °С), называемое аномалией линейного расширения. Заэвтектический сплав

Mahle 138 аномалий КЛР не имеет, так <ак в его структуре присутствует кремний в виде первичных кристаллов, образующих жесткий каркас, препятствующий расширению сплава. Однако появление первичных кристаллов кремнистой фазы в структуре сплава резко снижает его технологичность.

Сделан вывод о необходимости разработки режимов термической обработки поршней ДВС, устраняющих аномалию КЛР без увеличения содержания кремния в сплаве. Работа е этом направлении продолжается.

25 24 23 22 21

i » Ъ* 19 в

18 17 16 15 14 13

30 100 150 200 250 300 350 400 450 Температура, *С

-о—ЗИЛ 130; -о- ЗИЛ 375; -й- ИКАРУС 255;

-*-ГАЗ 53-4; -*-BMW; -0-МаЫе138.

Рис. Линейное расширение поршней различных ДВС

*- здесь и далее изложение доклада на 6-ой научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлобрабо^ки в промышленности на современном этапе», 25 марта 2008 г., г.Новосибирск

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ

Таблица 1

Химический состав поршней некоторых промышленных двигателей автомобилей

№ п/п Поршень автомобиля Содержание элементов, %

Si Fe Mg Ti Mn Ni Cu Pb Cr Zn Sn A

1 ЗИЛ 130 АК12ММгН (АЛЗО) 11,28 0,53 0,85 0,078 0,19 1,047 1,06 0,006 0,078 0,10 0,004 ocr.

2 ЗИЛ 375 АК12ММгН (АЛЗО) 11,64 0,60 0,95 0,021 0,C4 0,882 1,14 0,002 0,035 0,03 0,003 ocr.

3 ИКАРУС 255 11,99 0,48 0,78 0,016 0,C3 0,963 1,67 0,005 0,006 0,07 0,003 OCT

4 ГАЗ 53-4 АК12ММгН (АЛЗО) 11,62 0,47 1,11 0,030 0,C2 1,210 1,40 0,003 0,021 0,03 0,007 OCT.

5 BMW 11,20 0,54 0,97 0,017 0,27 1,002 1,03 0,015 0,009 0,01 0,004 ocr.

6 Mahle 124 12,00-13,20 0,6 0,80-1,30 0,200 0,30 0,80-1,30 0,80-1,50 0,050 0,200 0,30 0,050 ocr.

7 Mahle 138 17,09 0,27 0,96 - 0,C1 1,008 1,027 0,0033 0,014 0,03 0,003 OCT.

Таблица 2

Линейное расширение поршней различных ДВС

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля Коэффициент линейного расширения а-10 , град"1 при температуре, СС

50 100 150 200 250 300 35Э 400 450

ЗИЛ 130 17,PR 18,20 19,09 19.81 20,51 21,14 21,47 21,88 19,84

ЗИЛ 375 16,32 18,20 18,33 19,59 20,11 23,92 22,88 21,62 22,02

ИКАРУС 255 16,25 18,20 19,51 20,26 20,51 22,24 23,21 22,15 22,83

ГАЗ 53-4 16,53 18,20 19,09 20,03 20,51 21,14 21,46 22,42 22,52

BMW 17,28 18,56 19,30 19,81 20,27 21,67 22,28 2214 22,02

Mahle 138 15,73 17,53 18,34 18,80 19,03 18,83 18,27 17,71 13,61

УДК 621.941

'ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НРВФИНЬ ОБРАБОТАННОЙ ПООЕРХНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ

С.Л. ЛЕОНОВ, профессор, канд.техн. наук, В.Н. НЕКРАСОВ, инженер, канд. техн. наук, М.В. ДУЦАРЕВ, магистрант, АлтГТУ, г. Барнаул

Исследуется влияние параметров технологического процесса на случайную составляющую профиля обработанной поверхности при точении. Установлено, что наибольшее влияние здесь оказывает скорость резания.

The effect of technological process characteristics on the random component of the machine surface profile in turning is studied. It is found that the cutting speed produces the greatest effect.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ТЕХНОЛОГИЯ, ПРОФИЛЬ ПОВЕРХНОСТИ, ТОЧЕНИЕ, ЭКСПЕРИМЕНТ

Около 50 % станочного парка машиностроительной промышленности составляют токарные станки. На них выполняются основные операции по изготовлению типовых деталей машин: обтачивание валов цилиндрической и конической формы, растачивание отверстий и многое

другое. Большую популярность точение приобрело благодаря высоким производительности и точности.

Одним из важнейших показателей качества изделия является шероховатость поверхности после обработки. Ьолыиой вклад в исследование качества поверхности

12 №4(41)2008