CC BY
58
конструкций и предметов, при этом послерекристаллизационная зона (Рпр1 <0,5) будет соответствовать зоне наибольших термических поражений.
В предлагаемом усовершенствованном виде методика позволяет сравнивать степень термических поражений кабельных изделий, имеющих разное сечение или выполненных из различных материалов, что значительно расширяет аналитические возможности применяемого метода.
Список использованной литературы
1. Интернет-ресурс МЧС России http://www.mchs.gov.ru/pogarustat.doc.
2. Патент РФ № 2342965, рег. 10.01.2009. Чешко И.Д., Соколова А.Н., Данилов С.Н. / Способ определения степени термического поражения.
3. Применение инструментальных методов и технических средств в экспертизе пожаров: Сб. метод. рек. / Под ред. И.Д. Чешко и А.Н. Соколовой. -СПб.: СПб ф-л ВНИИПО МЧС России, 2008. - 279 с.
ПРИМЕНЕНИЕ НАПОЛНИТЕЛЕЙ К МОТОРНЫМ МАСЛАМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ
ТЕХНИКИ
В.П. Зарубин, старший преподаватель, к.т.н., доцент,
И.А. Легкова, доцент, к.т.н., доцент, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
г. Иваново
Двигателям внутреннего сгорания пожарной и спасательной техники уделяется большое внимание. От их работоспособности зависит эффективность использования техники в целом. В соответствии с ГОСТ 13337-75 работоспособностью называют состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя при этом значения выходных характеристик в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Для автомобильного двигателя такими характеристиками могут быть мощность, крутящий момент, расход топлива, содержание токсичных веществ в отработавших газах и др. Характер износа основных деталей значительно влияет на его работоспособность [2].
Для предотвращения отказа и своевременного проведения ремонта необходимо проводить мероприятия по оценке состояний деталей двигателя. Фактором, непосредственно указывающим на состояние деталей двигателя, является такой показатель как компрессия. Под процессом измерения компрессии понимается диагностирование состояния цилиндропоршневой группы, головки блока, прокладки и распределительного механизма при помощи специального прибора - компрессометра (компрессиметра) или компрессографа. Показатели компрессии должны находиться в определенном
диапазоне, как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.
Компрессия - это физическая величина, которая характеризует давление, создаваемое в цилиндрах двигателя при вращении коленчатого вала стартером при отключенной системе питания [1, 5]. Именно эта величина характеризует собой один из комплексных показателей технического состояния и работоспособности двигателя.
Основными факторами, влияющими на компрессию в двигателе, являются: состояние цилиндропоршневой группы, состояние газораспределительного механизма, количество потерь тепла в двигателе при такте сжатия, коэффициента теплопередачи стенок цилиндра, время контакта сжимаемого воздуха со стенками цилиндра [1].
Состояние цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма один из самых важных факторов, влияющих на показатели компрессии. Чем выше качество обработки и сборки двигателя, тем меньше утечки через сопряжения. И если для новых двигателей разброс показателей герметичности, как правило, небольшой, то в процессе эксплуатации показатели при одном и том же пробеге могут в несколько раз отличаться друг от друга.
Показатель компрессии в дизельном двигателе играет очень важную роль, так как от этого показателя зависит работа двигателя в целом.
При сжатии воздух в цилиндрах сильно нагревается. В конце такта сжатия, когда температура воздуха максимальна, в цилиндр впрыскивается топливо. Если температура воздуха будет достаточна для воспламенения топлива - оно воспламенится, если нет - вспышки не произойдет. Показатель компрессии опосредованно показывает, до какой степени повышается температура воздуха в цилиндрах и, соответственно, до какой температуры возможен запуск дизеля. Поэтому настолько и важен этот показатель.
Для исправного нового дизельного двигателя характерна компрессия порядка 30 килограмм на квадратный сантиметр. В целом, достаточной для нормального запуска можно считать компрессию в 24 килограмм на квадратный сантиметр. При падении компрессии дизельного двигателя ниже этого предела происходит снижение температуры сжатого воздуха, что затрудняет вспышку топлива и, в конце концов, делает её невозможной [5].
Помимо проблем при запуске дизельного двигателя, пониженная компрессия может доставлять еще массу неприятностей владельцу дизельного автомобиля. Одной из таких проблем можно назвать тряску дизельного двигателя, поскольку падение компрессии происходит по цилиндрам всегда неравномерно, в результате чего возникает дисбаланс. Низкая компрессия вызывает неполное сгорание топлива, что увеличивает его расход и вызывает появление сизого дыма. Падение компрессии приводит к прорыву отработанных газов в картер, поэтому двигатель с низкой компрессией всегда можно узнать по многочисленным масляным потекам. Низкая компрессия негативно отражается на мощности двигателя и на показателях шума при езде. Одним из самых неприятных последствий является повышенный расход масла,
который представляет опасность тем, что в ходе работы двигатель может остаться без масла.
Главной причиной падения компрессии дизельного двигателя, без сомнения, является износ его поршневой группы, а именно зеркала цилиндров. Причиной этому может послужить несколько факторов, наиболее значимым из которых является качество топлива, а точнее, высокая концентрация в нем серы. В составе всасываемого в цилиндр воздуха, неизбежно оказывается определенное количество водяного пара, с которым вступает в химическую реакцию содержащаяся в топливе сера. В результате такой реакции образуется серная кислота, которая, в свою очередь, вступает в реакцию с железом зеркала чугунного цилиндра. Продукты этой реакции непрочно держатся на поверхности зеркала цилиндра и легко снимаются поршневыми кольцами при движении поршня, что и приводит к износу.
Зная причины и характер износа деталей двигателя внутреннего сгорания, предоставляется возможность проведения научных исследований с целью увеличения срока службы деталей двигателей, снижения затрат на их ремонт и эксплуатацию, а также увеличения рабочих характеристик двигателей в целом.
В настоящее время в России и за рубежом разрабатываются и все более активно предлагаются к продаже препараты и средства, позволяющие в процессе эксплуатации, не производя полной разборки узлов и агрегатов, частично восстанавливать изношенные поверхности трения с одновременным повышением их износостойкости и других технико-экономических показателей.
К таким средствам можно отнести самые различные восстановители: металлоплакирующие и металлокерамические материалы, металлизанты и реметаллизанты, кондиционеры и рекондиционеры, модификаторы и т.п. Они основаны на введении в зазоры трущихся деталей специальных технологических сред, содержащих соединения металлов, полимеризующиеся, органические и другие поверхностно-активные вещества, как в чистом виде, так и вместе с технологическими средами (маслом, топливом, охлаждающей жидкостью, пластичной смазкой и т.п.).
Из отечественных металлокерамических препаратов следует отметить: (СПФ) «Живой металл», «ХАДО», «Ремонтно-восстановительный состав - РВС технология» [3].
Геообработка поверхностей трения зародилась во второй половине прошлого века в России и в настоящее время широко распространена в практике упрочняющей антифрикционной обработки тяжело нагруженных передач.
Геомодификаторы - это порошковые минерально-силикатные композиции на основе подвидов минерала серпентинита. Основной механизм влияния на поверхности трения - микрошлифовка, сопровождающаяся некой модификацией поверхностных слоев обрабатываемых деталей.
При введении мелкофракционных порошков серпентина в зонах трения двигателя образуется упрочненный металлокерамический слой. Твердые
фракции порошка, попадая в тонкие зазоры между поверхностями трения, производят их микрошлифовку, убирая следы износа. Процесс сопровождается сильным разогревом поверхностей, которому способствует выделение внутренней энергии при разрушении серпентина. Высокие температуры размягчают поверхности трения вплоть до их перехода в пластическое состояние. В размягченные слои внедряются твердые частицы минералов, образуется композит «металл-минералы», который обычно называют металлокерамикой [4].
Применение металлокерамических добавок к моторным маслам положительно влияет на работу двигателей внутреннего сгорания. Использование таких препаратов в момент обкатки значительно снижает время необходимое на приработку пар трения, кроме этого на поверхности деталей образуется защитный модифицированный, устойчивый к истиранию слой с низким коэффициентом трения.
При обработке двигателей с пробегом, металлокерамические наполнители к маслам позволяют частично восстановить поверхности трения, улучшая рабочие характеристики двигателей. Показателем положительного влияния наполнителей является снижение расхода топлива и масла, выравнивание компрессии по цилиндрам, снижение шума и детонации, уменьшение нагарообразования, облегчение запуска двигателя при низких температурах.
Большинство металлокерамических добавок к маслам в своей основе содержат мелкодисперсный порошок природного минерала серпентина. Использование природного геомодификатора сопровождается рядом недостатков. А именно: трудоемкий и энергоемкий процесс измельчения минерала; сложность отделения частиц асбеста который, как известно, обладает фрикционными свойствами; большой разброс содержания отдельных компонентов (магния, кремния, асбеста, железа, никеля, базальта, шамота и др). Во избежание этих проблем и недостатков предлагается использовать в качестве наполнителя к маслам и смазкам искусственный серпентин, полученный в условиях лаборатории [3].
Лабораторные триботехнические исследования порошков природного и искусственного наполнителей показали, что смазочные композиции, содержащие искусственный аналог геомодификатора обладают лучшими триботехническими свойствами, чем смазки с природным наполнителем. Коэффициент трения, интенсивность изнашивания пары трения значительно снижаются, а микротвердость поверхности трения возрастает. Свободный от примесей, мелкодисперсный наполнитель к маслам, полученный в условиях лаборатории, может беспрепятственно проходить через масляные фильтры двигателя и, попадая в зону трения, образовывать на поверхностях деталей защитный металлокерамический слой. Образованный слой с высокой микротвердостью и низким коэффициентом трения значительно снизит интенсивность механического истирания поверхности трения, а также позволит защитить стенки цилиндров от химического разрушения. Однако,
использование искусственного наполнителя к моторным маслам в двигателях, в большей мере сводится к созданию защиты на поверхностях деталей. Восстановительные свойства у такой смазки не высокие. То есть для продления срока службы деталей двигателя использовать такого рода смазку необходимо с момента обкатки. У двигателей с пробегом применение металлокерамического наполнителя может не дать положительного результата. В этом случае, рекомендуют применять металлоплакирующие присадки к моторным маслам. Но применение таких присадок имеет ряд недостатков. Одним из которых является невысокая твердость образованного защитного слоя. В процессе эксплуатации он истирается и для возобновления требует проводить повторные обработки.
Поэтому, перспективным направлением является создание смазочных материалов, имеющих преимущества и металлоплакирующих присадок и минеральных наполнителей.
Список использованной литературы
1. Богданов С.Н. Автомобильные двигатели / С.Н. Богданов, М.М. Буренков, И.Е. Иванов. - Машиностроение, 1987. - 368 с.
2. Звягин А.А. Автомобили ВАЗ надежность и обслуживание / А.А. Звягин, Р.Д. Кислюк, А.Б. Егоров. - Машиностроение, 1981. - 238 с.
3. Мельников В.Г. Исследование влияния на микротвердость поверхности пар трения смазочных композиций, наполненных порошками силикатов / В.Г. Мельников, В.В. Терентьев, В.П. Зарубин // Изв. вузов. Химия и хим. технология: Т.50. - Вып.1. - Иваново, 2007. - С. 110-111.
4. Усачев В.В. Разработка упрочняющей обработки трибосопряжений природными геомодификаторами трения / В.В. Усачев, Л.И. Погадаев, Е.Ю. Крюков // Трение и смазка в машинах и механизмах: №11. - Машиностроение, 2009. - С. 8-23.
5. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / А.С. Хачиян, К.А. Морозов, В.Н. Луканин, и др. - Высш. шк.1985. - 312 с.
МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЖАРООПАСНЫХ СВОЙСТВ
ВЕЩЕСТВ
Д.С. Королев, преподаватель, Д.К. Усачев, инспектор учебного отдела,
Н.С. Гунин, курсант, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Потребность во внелабораторном оперативном химическом анализе свойств веществ и материалов без проведения сложного эксперимента велик. Это обусловлено необходимостью решения практических задач, выполнение
