CC BY
9[5] Ищук Ю.Г. Топливо и полнота его сгорания в судовых дизелях. - Л.: Судостроение, 1985. - 117 с.
[6] Ищук Ю.Г. Интенсификация процесса сгорания топлива в судовых дизелях. - Л.: Судостроение, 1987. - 54 с.
[7] Свиридов Ю.Б., Кобзев А.И., Кукушкин В.Л., Романов С.А. Базовый эксперимент по природе дизельной струи//Двигателестроен ие. - № 1-3. - 1992. - С. 3-7.
ANALYSIS OF MODELS FUEL INJECTION AND COMBUSTION
OF FUEL IN DIESEL V. V, Glebov, D. S. Kerov, A. A Batyalov
The models offormation and combustion of fuel-air charge in a diesel engine are surveyed.
Is shown, that the most adequate model is the zonal model of a structure of a fuel jet. It is scored inconsistency and insufficiency of available experimental data, that hampers calculated optimization ofprocess fuel injection.
УДК 621.436: 621.793
С. Ю, Ефремов, старший преподаватель, В Г4ВТ,
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
СТОЙКОСТЬ К СХВАТЫВАНИЮ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССИОННЫХ КОЛЕЦ ^ СУДОВЫХ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
В работе хсследошна стойкость к схватыванию материалов и покрытий поршневых компрессионных колец судовых среднеоборотных дизелей. Показано, что наибольшей стойкостью к схватыванию обладают материалы, нанесенные методом электроду-говой металлизации, что объясняется наличием оксидных прослоек между частицами порошка и гетерогенной структурой псевдосплава.
На трущихся поверхностях втулок цилиндров и поршневых колец протекают сложные процессы как разрушения (механического, абразивного, адгезионного, водородного и усталостного изнашивания; явления химической, электрохимической и газовой коррозии), так и самоорганизации (взаимного массопереноса, образования защитных пассивирующих и сервовитных пленок). Интенсивность протекающих процессов разрушения трибосопряжения весьма велика и преобладает над процессами самоорганизации, что обусловлено экстремальными условиями работы пары трения цилиндровая втулка - поршневое кольцо (высокие температуры, значительная механическая напряженность, воздействие агрессивной среды, масляное голодание, реверсивность трения и т.д.).
Воздействие указанных факторов в большей степени проявляется в зонах минимальных скоростей скольжения, особенно вблизи в.м.т. Высокие удельные нагрузки в зоне контакта сопряженных поверхностей, резкое увеличение температуры микроконтакта, возникающее вследствие этого разрушение пассивирующих, оксидных и масляных пленок приводит к адгезионному взаимодействию контактирующих поверхностей.
Образование металлургических (адгезионных) связей происходит при одновременном увеличении площади микроконтактов в результате сдвиговой деформации.
Следовательно, разрушение связей будет протекать все с большим увеличением силы трения и температуры, зачастую вплоть до наступления полного задира (схватывания) [1]. Процесс схватывания характеризуется катастрофическим изнашиванием сопряженных пар, образованием глубоких борозд, вырывов, рисок, наростов и оплавлений [2].
Проведенный анализ причин выбраковки цилиндровых втулок судовых ДВС [3] показал, что вследствие наступления задира зеркала цилиндра выбраковывается свыше 3% обследованных втулок (применительно с дизелям 6 ЧРН 36/45 и 6-8 НФД 48). Возникновение микросхвтывания в зонах в.м.т. и н.м.т. оказывает существенное влияние на износостойкость деталей ЦПГ (вследствие достижения предельного износа и предельной эллиптичности ежегодно выбраковывается соответственно 32 % и 75 % втулок при неполной выработке назначенного ресурса).
Таким образом, стойкость к схватыванию (задиру) является одной из важнейших триботехнических характеристик для материалов пары трения цилиндровая втулка - поршневое кольцо.
В настоящей работе определяли стойкость к схватыванию (задиростойкость) материалов и покрытий поршневых колец при работе в паре с материалом цилиндровой втулки судового дизеля 6 ЧРН 36/45 (серый чугун СЧ25).
Исследовали задиростойкость как серийных материалов поршневых колец (СЧПФ и гальванический Сг), так и покрытий, нанесенных на трущуюся поверхность кольца методом электродуговой металлизации и плазменного напыления.
Испытания проводили на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме нагружения диск -колодка. Диски изготавливались из материала цилиндровой втулки СЧ 25. Получение заготовки, механическая и химико-термическая обработка дисков производилась по технологии ОАО «Завод Нижегородский Теплоход». Гальваническое хромирование колодок осуществлялось на ОАО «РУМО», сульфоцианирование — на ОАО «Завод Нижегородский Теплоход», напыление покрытий — на оборудовании каф. ТМ и МР ВГАВТ. Механическая обработка колодок проводилась до шероховатости На = 1,25... 1,6 мкм. Площадь контакта колодки с диском составляла 140 мм2.
В качестве критерия задиростойкости считали число циклов (оборотов диска) до момента наступления задира. Испытания проводили следующим образом. На первом этапе (6000 циклов) подготовленные образцы работали при нагрузке 800 Н, скорости скольжения 1,57 м/с и с подачей в зону трения смазочного масла М10В2. Затем подача масла отключалась и режим трения от граничного переходил к сухому (второй этап). По прошествии 65000 циклов нагрузка увеличивалась до 1000 Н (третий этап). В дальнейшем увеличение нагрузки осуществлялось при 75000 циклов (1200 Н), 85000 циклов (1400 Н) и 95000 циклов (1600 Н).
Момент наступления задира фиксировали по резкому возрастанию коэффициента трения, который фиксировали на всех этапах испытаний.
Результаты исследований представлены в табл. и на рис. 1.
По результатам испытаний видно, что материалы, применяемые в настоящее время для изготовления компрессионных колец (СЧПФ и Сг), неудовлетворительно работают в условиях отсутствия смазочного материала. Большую стойкостью к схватыванию демонстрируют покрытия, наносимые методами плазменного напыления и электродуговой металлизации. Максимальную задиростойкость в паре с материалом цилиндровой втулки показывает ЭДМ-покрытие бОС2+Бр.КМц-3-1, что можно объяснить наличием большого количества оксидных прослоек между частицами покрытия, образованием интерметалл ид ных соединений в процессе напыления, а также гетерогенной структурой псевдосплава (рис. 2).
100000
90000
80000
70000
60000
50000
40000
30000
20000
10000
101670
46030
Я (—
ез
со
Ьй
79740
и
а.
из
64940
41100
Ъй
<
О
<
е
х
Р=1600
Р=1400
Р= 1200
Р=1000
7}
7}
7}
VI
IV
III
Р=800 Н
Р=8(Ю Н (. 1 (подача масла))
Рис. I. Задиростойкост ь материалов и покрытий поршневых колец
Рис. 2. Микроструктура покрытия 60С2+Бр КМЦ-3-1 (х 135,травление 3% «Нитапь»)
Таблица
Характеристики исследуемых материалов и число циклов до задира
№ Материал колодки/ ХТО/ покрытие Примечание Число ЦИКЛОВ Нагрузка до схватывания, Н . (МПа)
1 СЧПФ/сульфоцианирование технология ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» 36700 800 (5,7)
2 Сг (гальванический) технология ОАО «РУМО» 46030 оо 8
3 ПН73Х16СЗРЗ плазменное напыление 71000 1000 (7,1)
4 60С2 + Бр.КМц-3-1 «псевдосплав», метод элек-тродуговой металлизации 101670 1600 (11,4)
5 12Х18Н10Т + Бр.КМц-3-I 79740 1200 (8,6)
6 30ХГСА + Бр.КМц-3-1 41100 800 (5,7)
7 51ХФА + Бр.КМц-3-l 64940 800 (5,7)
Список литературы
[1] Буше Н.А. Трение, износ и усталость в машинах. - М.: Транспорт, 1987.-223 с.
[2] Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. - М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.
[3] Матвеев Ю.И. Повышение ресурса цилиндровых втулок и поршневых колец судовых среднеоборотных двигателей износостойкими покрытиями и лазерной обработкой. - Дисс. ... канд. техн. наук. -Н. Новгород, 1995. -230 с.
RESISTANCE TO SOLIDIFICATION MATERIALS AND COATING OF PISTON RINGS FOR SHIP DIESEL ENGINES
S. U. Efremov
The paper investigates the resistance lo solidification of materials and coating of piston rings in ship diesel engines. Large resistance to solidification has been demonstrated, by plasma spraying and electroarc metallization. Maximum resistance to scoring with the material of the cartridge has been demonstrated by the coating, received by electroarc metallization «highcarbon steel + spring bronze» (fig. I) shows, ft is possible to explain the fact by presence of a carge number of oxide layers between particles of the coating, the formation of in-termetal connections in the spraying process, and also the heterogeneous structure of a pseudo-alloy (fig. 2).
УДК 628.162.82.002.5
A. С. Курников, д. т. н., профессор.
B. Н. Власов, аспирант, ВГАВТ.
603600Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ОПТИМИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРОТОКА ПИТАНИЯ В ОЗОНАТОРАХ
Показан один из наиболее перспективных способов повышения производительности озонатора, обеспечивающий снижение его массо-габаритных показателей. Пояучена формула частоты электротока питания озонатора, при которой достигается максимальная концентрация озона на выходе озонирующих элементов.
