автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Моделирование теплофизических процессов критических режимов работы трибосопряженных элементов автомобильных дизелей

На правах рукописи

ФЕДОРОВ АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КРИТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРИБОСОПРЯЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

05 04 02 - "Тепловые двигатели"

Авгорефераг диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ярославль - 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высше! о профессионального образования «Ярославский государственный технический

университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Бытев Донат Олегович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гальговский Владимир Рудольфович

кандидат технических наук, доцент Несиоловский Олег Григорьевич

Ведущая организация:

ОАО Тутаевский моторный завод, г. Тутасв

Зашита диссертации состоится « 21 » сентября 2004 г. в_часов на

заседании диссертационного совета КМ 212.308.01 при Ярославском государственном техническом университете по адресу: 150023, г. Ярославль, Московский пр-т, 88, ауд. Г-219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ярославского государственного технического университета.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного С( кандидат технических наук, доцент

Панкратов В.А.

«

»

з

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время развитие двигателей внутреннего сгорания идет в соответствии с европейскими стандартами ЕЭК ООН 49.0В. В связи с этим увеличивается уровень форсирования двигателя, что обуславливает повышение нагруженности его деталей и может отразиться на их надежности.

Известно, что аварийные отказы двигателя часто зависят от работы деталей, входящих в наиболее нагруженные трибосопряжения: верхнее компрессионное и маслосъемное кольца - рабочая поверхность гильзы цилиндра; подшипники скольжения; кулачок - толкатель механизма газораспределения.

На безотказность трибосопряжения основное влияние оказывает процесс схватывания поверхностей трения, внешним проявлением его является натир, сопровождающийся резким повышением температуры на пятнах фактического контакта, которая может стать причиной возникновения задира и последующего разрушения всего узла.

В связи с эгим при анализе работы пар трения, как правило, основное внимание уделяется изучению протекающих в них теплофизических процессов. Поэтому в настоящее время особенное значение приобретает теоретическое описание тепловых процессов и новых форм их математического моделирования.

Целью настоящей работы является разработка метода прогнозирования безотказности трибосопряжений дизелей: ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра и кулачок - плоский толкатель в механизме газораспределения.

Основными задачами работы являются:

- проведение исследований по определению типичных причин аварийного выхода из строя наиболее нагруженных пар трения автомобильного дизеля;

- разработка модели расчета теплофизических процессов в трибосопряжен-ных узлах и элементах автомобильных дизелей для определения критических температурных режимов их работы;

- разработка методики прогнозирования безотказности наиболее нагруженных трибосопряжений дизелей на ранних сроках их проектирования.

Научная новизна заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту:

- методика расчета критических тепловых режимов работы трибосопряжен-ных узлов автомобильных дизелей: кулачок - плоский толкатель; ВКК -рабочая поверхность гильзы цилиндра;

- расчетная зависимость обобщенных теплофизических параметров элементов трибосопряжения, учитывающие масло в зоне контакта;

- магматическая модель теплофизических процессов в трибосопряженных узлах и элементах дизелей, учитывающая эффект накопления поверхностных

дефектов и синергетический эффект насгройки формы тепловою импульса, которая позволяет, совмещенным во времени образом, рассчитывать поверхностные и вспышечные контактные температуры.

Практическая ценность работы. Методика расчета критических тепловых режимов работы трибосопряжений: кулачок - плоский толкатель; ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра, может применяться на ранних стадиях проектирования с целью прогнозирования их безотказности.

Достоверность результатов расчета подтверждается микроскопическими и металлографическими исследованиями поверхностей трения.

Реализация работы. Разработанная методика расчета применяется в УГК ОАО "АВТОДИЗЕЛЬ".

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: IX международной научно-практической конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей", (Владимир, ВГТУ, 200?г.); XIV школе-семинаре молодых специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках", (Рыбинск, РГАТА, 2003г.); международном конгрессе "Механика и трибология транспортных систем - 2003", (Ростов-ка-Дону, РГУПС, 2003г.); XVII международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях", (Кострома, КГТУ, июнь 2004 г.); семинарах кафедр ПМ и ВТ, ДВС ЯГТУ.

Публикации. Основное содержание диссертации представлено в восьми печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений и содержит 161 страниц основного 1екста, 67 рисунков, 12 таблиц, список используемой литературы из 183 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Проведено обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы основная цель и задачи работы, представлена ее краткая аннотация.

Первая глава диссертации содержит обзор и анализ литературных источников, посвященных вопросам долговечности и безотказности наиболее нагруженных трибосопряженных узлов дизелей. Проведен анализ различных видов изнашивания узлов ДВС (схватывание, контактная усталоаь, коррозия, абразивное изнашивание). Эксплуатационные испытания дизелей показывают, что долговечность ЦПГ определяется следующими факторами: катастрофическим разрушением рабочих поверхностей компрессионных, маслосьем-ных колец и рабочая поверхность гильзы цилиндра. Определяющее влияние на эти процессы оказывают особенности условий работы трибосопряжений

(нагрузка, скорости относительного перемещения, контактные температуры, смазочные материалы), а также условия эксплуатации, материалы деталей и способы их механической и термической обработки. В соответствии с работами Паркера ДА, Мура Л., Энглиша К., Семенова B.C., Асташкевича Б.М. и др.. проведенными как на испытательных стендах, так и на реальных двигателях, установлено, что поверхности ВКК и гильзы цилиндра разделяются масляной пленкой, которая разрушается в зоне фактической площади контакта. При этом возникает металлический контакт между микрошероховатостями с последующим схватыванием только тех пятен фактического контакта, энергетический уровень которых превышает определенный для каждого материала порог схватывания. Также отмечается, что, когда сопряженные поверхности при резком возрастании удельных нагрузок и температуры не успевают создать в зоне контакта надежные защитные структуры и приспособиться к критическим режимам трения, возникает лавинообразный процесс образования и разрушения очагов схватывания - задир. Для оценки надежной работы трибосопряженных узлов дизелей в настоящее время применяют, в основном, упругогидродинамический (УГД). Однако в работах Т.В. Виноградова показано, что УГД~критерий недостаточен для исключения возможности схватывания сопрягаемых поверхностей. Поэтому более существенным для описания критических явлений в трибосопряжениях следует считать критерий суммарной максимальной температуры Ттах =ТПОВ + ТВСП, введенный Блоком. Существенным недостатком критерия Блока является экспериментальное определение критической температуры. В качестве критерия задиростой-кости также находит применение критерий удельной мощности трения (Матвеевский P.M.). Анализ литературных источников, проведенный в первой главе, позволяет утверждать, что задирообразование является катастрофической формой разрушения поверхностей трения деталей дизеля. Критерием надежной работы трибосопряжения может служить суммарная максимальная температура в зоне контакта. Нагрузка, относительная скорость перемещения, физико-механические и теплофизические характеристики поверхностей трения, а также другие параметры могут быть интегрально учтены распределением температур в трибосоединениях.

Поэтому особенное значение приобретает теоретическое описание тепловых процессов и новых форм их математического моделирования, что позволит уже на стадии проектирования наиболее нагруженных трибосопряже-ний дизеля прогнозировать их работоспособность.

Вторая глава посвящена установлению и описанию физических основ и количественных показателей факторов, оказывающих основное влияние на развитие процессов микроконтактного схватывания и задира в трибосопря-женных узлах дизелей. На возникновение схватывания существенное влияние оказывают контактное давление, скорости скольжения и качения и, в особен-

ности, коэффициент трения, природа которого в полной мере не установлена и в настоящее время. Для описания трения скольжения предлагается адгезионный механизм, по которому для взаимного смещения обоих тел трибосоп-ряжения необходимо преодолеть силы сцепления, которые сопровождаются разрывом адгезионных связей между атомами кристаллической решетки и таким же внезапным образованием новых связей. Определяя по Г.В. Дедкову

энергию контакта поверхностей - изменение по-

верхностной энергии k-ой связи, получим представление силы трения

- период кристаллической решетки поверхности. Принимая зону сильного адгезионного контакта за фактическую площадь контакта получаем представление - удельное зна-

чение поверхностной энергии для материала поверхности. Тогда сила трения и коэффициент трения скольжения при схватывании по адгезионному механизму определяются выражениями

где F - сила, действующая перпендикулярно поверхности трения.

Во второй главе также приводятся описания методик металлофизиче-ских и микроскопических исследований поверхностей трибосопряженных деталей дизельных двигателей, которые применялись в исследовательской части работы.

Установлено, что микроконтактное схватывание способствует дальнейшему росту температуры на поверхности трения вследствие выделения энергии при разрушении мостиков сварки, что приводит к необходимости моделирования теплофизических процессов поверхностных явлений в трибо-сопряжениях. Кроме того, установлено, что износостойкость трущихся деталей в отсутствии абразива определяется вторичными структурами, формирующимися на их поверхности под воздействием высоких температур.

В третьей главе изучаются вопросы математического моделирования типичных механизмов изнашивания и разрушения трибосопряженкых элементов автомобильных дизелей, а также описания тепловых процессов на их контактных поверхностях. Установлено, что большинство известных расчетных зависимостей линейного износа или интенсивности износа в трибосоп-ряжениях имеют эмпирическую или полуэмпирическую форму, справедливую для частных условий износа и конкретных узлов трения (Хрущев Н.Н., Ханип М.В., Проников А.С., Кузнецов В.Д., Эванс Д.Г. и др.).

Известные в настоящее время модели расчета контактных температур и износных характеристик тел в трибосопряжениях не позволяют учитывать эффекты поверхностных и вспышечных температур совмещенным во време-

ни образом. В частности, в работе Пикуса В.И. задача об определении Тп01> и Ткп решается разделенным образом. При этом полученное решение оказывается справедливым для представления удельного тепловыделения в зоне контакта ВКК - гильза цилиндров =f • р • V для случая, когда f является

постоянным. Поэтому наиболее перспективным направлением в моделировании тегоюфизических явлений в трибосопряженных элементах дизелей следует считать термодинамический подход для открытых, неравновесных и нестационарных систем.

В четвертой главе рассматриваются вопросы математического моделирования теплофизических процессов поверхностных явлений в трибосоп-ряженных элементах дизелей и вывода расчетных зависимостей для определения поверхностных и вспышечных контактных температур. При моделировании теплофизических процессов в трибосопряжениях в качестве базовой выбирается контактная задача теплопроводности.

В настоящей работе, в соответствии с физическими механизмами фрикционного взаимодействия, повышения поверхностной температуры, термодеструкции и износа, предлагается обобщенная форма граничного условия для краевой задачи теплопроводности, которая учитывает совмещение тепловые и износные процессы. Последняя, в соответствии с общими положениями термодинамики открытых, неравновесных и нестационарных систем, может быть представлена в виде

-^(зт/ах)х=0+та8нас/с!1, (2)

где левая часть определяется мощностью механической энергии а правая часть определяется тепловой и массовой

энтропийными составляющими. Представляя - ли-

нейный износ, , - плотность изнашиваемого тела, а Дв =С01п(Т,/То) в соответствии с теорией Нернста, Со - теплоемкость, укажем базовую форму краевой задачи теплофизических процессов в трибосопряжении

Процесс разрушения поверхности трибосопряжения может быть представлен механизмом накопления поверхностных дефектов в микрообъемах материала. Для описания вышеуказанного механизма накопления поверхностных дефектов вводится распределительная функция их плотности

ра(Т8) = (1-Т0/Та(ф-11+т°/т^). (4)

Заметим, что предлагаемую форму (4) можно получить из кинетической теории долговечности нагружаемых тел Журкова. Тогда, представляя qs(0 = (l~Ps(^Ts))'qs(t)+Ps(t,Ts)-qs(t) суммой составляющих, можно разделить краевую задачу (3) на две части. Первая определяет Ts(t):

~ =3) — , 0<t<tu, х>0; Т(х,0) = Т0; at дх.

-X1^ = (l-Ps(t,Ts))-q(t), х = 0, T(x = 0,t)=Ts(t). (5)

а вторая определяет линейный износ hj(t):

C.iToJp,^ ln(Ts/T0)^!- = Ps(t,Ts).qs(t). (6)

Для решения краевой задачи (5) применяется метод расщепления оператора теплопроводности, который позволяет, не определяя пространственную составляющую T(x,t), прямым образом определять поверхностную температуру в удобной для технических приложений форме

го

о__

где u8(t) = Ts(t)/T0; A = q0a0A/a, ■ tu /(>-] -То): а0 = \/(\ + \2^[/(xi,fa2)) при Ре ¿8, а о = l/(l + 0.25-М2 УРе'Д,) ПРИ Pe^8i Pe = v0d/a1; q0 = f0v0P0, f(x)=(l+a) (l+a+p) xa(l-xp)/p - функция теплового импульса,

которая изменяется, как правило, от гиперболической до параболической формы и имеет "в среднем" треугольную форму (а = 0, Р = 1). На рис. 1 показаны температурные кривые, рассчитанные по алгебраическому уравнению для us(t), следующему из (7) для треугольного импульса f(x) при иятефи-ровании (7) по внутреннему времени т.

Анализ кривой 1 (см. рис. 1) показывает, что она после короткого режима установления выходит на квазистационарный режим Т, = Тиэн » const. Последнее указывает на то, что трибосопряжение в режиме износа находи гея в стационарном неравновесном термодинамическом состоянии.

В диссертации (приложение 1) приводятся данные по расчету температурных характеристик для большого количества («30) трибосопряжений. Отклонение расчетных данных от экспериментальных не превышает 14%. Следует заметить, что все известные в настоящее время модели расчета Ts (t) могут быть получены из (5) при Ps (t, Ts) s 0.

При анализе критических режимов работы трибосопряженных элементов автомобильных дизелей было установлено, что эффект вспышечных температур является определяющим. Однако их определение, как правило, проводится расчетно-экспериментальными методами.

5

1-0 5--

0 -1-1-1-г-

0 02 04 0в 08 1

безразмерное время

Рис.1. Поверхностная безразмерная температура и,.^): 1 - функция нагрева с учетом Р,(1,Т?); 2-функция нагрева без учета Р,(1,Т,).

Следуя развиваемому в настоящей работе кинетическому уровню описания теплофизических процессов в трибосопряжениях, который базируется на введенной функции распределения плотности поверхностных дефектов РД^Тз), эффект пространственной локализации тепла в микронеодно-родностях можно представить как стохастический субдиффузионный процесс в неоднородных средах с задержками тепловыделения во времени. Или, с другой стороны, микронеоднородности являются концентраторами тепловой энергии, которая сбрасывается- эффект температурной вспышки.

Тогда, полагая что температурные вспышки моделируются субдиффузионными процессами с ловушками, укажем краевую задачу совмещенных процессов теплопроводности в трибосопряжениях автомобильных дизелей

Щ[т(х, I)]=а,С-гЭ2Т/ ах2 + <2о(1) / , (1 -Ра (1, Т,)).Яо« = -Я,ЗТ/ Зх,

х = 0, Т(х,0) = Т0, Т(<ю,0) = 0, (8)

общее решение которой может быть представлено в виде и, (0 = 1 + А • ДГ/2 ^ (т) • (1 - Р5(т,и8(0))]+ ДгфоО)/тт]= иГ(() + иГ(1) .(9)

В представлениях (8), (9) использованы операторы дробного интегрирования Лиувилля - Летникова

Форма теплового импульса Щ) при температурных вспышках представляется в виде

ЦТ) = Г(1,о(г),у)=Тс(1)(1-х").(1 + е(1)).(1 + е(1) + У)/2у, (12)

который учитывает синергетический эффект настройки формы теплового импульса за время контакта тел в трибосопряжениях. Для вычисления инте-

гралов в (10) с учетом представления Д]^(0] используется метод интегрирования по внутреннему времени т, который приводит уравнение (9) с учетом (10) к алгебраической форме. На рис. 2 и 3 приведены формы теплового импульса Г(т,и5(^у) и функций распределения поверхностных дефектов для различных трибосопряжений.

Учитывая эффект термического сопротивления смазочной пленки, были предложены расчетные зависимости для теплофизических параметров системы (микронеровкость смазочная пленка), которые входят в комплексы А и Ре теплофизической модели трибосопряжения

-^плОч +1*пл) а (Ь1+Ьпл)

•ь;,а~а1'а--.........

Ч '"1 а1

где индекс " 1" относится к материалу микронеоднородности, а "пл" - к масляной пленке.

Следует отметить, что представленная в четвертой главе теплофизиче-ская модель трибосопряжений имеет общетеоретический характер и достаточно удовлетворительным образом позволяет рассчитывать контактные температуры для различных типов трибосопряжений и прогнозирует критические режимы их работы.

Пятая глава посвящена расчету критических температурных режимов работы наиболее нагруженных трибосопряженных элементов автомобильных дизелей: кулачок распределительного вала - плоский толкатель (двигатель КамАЗ - 740) и ВКК - гильза цилиндров (двигатель ЯМЗ - 238Н).

:+«пя-Ь1

(13)

На рис. 4 показаны кулачок, вращающийся с угловой скоростью а, и плоский толкатель, действующий на кулачок. Целью расчета является определение Тп1ах = ТП03 + Т„сп на единичкой неровности хулачка за время прохождения ее через контурную площадь контакта.

Базовое уравнение, определяющее Ттах в безразмерной форме и 8 (0 - Ттю (0/ То, следует из общей формы (10)

0 = 1-4,0)+

А

Л*-

1-1

у+--

У »»(О

А-л/я

- Рей 1-

(1 + ^'РеХ

"8(0 .

2

1-

г+ -

и8(1)

(14)

Для решения полученного уравнения необходимо установить представления комплексов А, Ре и у = 1/(1 + -/Ре), которые рассчитываются в соответствии со схемой, приведенной на рис.5.

Шо. с р г„ыД. 2] г. Ы р. Ро, Мпр.

Той (?) 5 {<р). и. у Е, НВ Сп. И. 12

Ы'Р)

щ

Ре Ы

Щ Ф)

Пусф). Ук (?)

Ш

В

Ш Ы<?)

V мм

Ш кг(<р).Ц<р), а{<р). Ь('/>).Рксн ('/з)

?1

Н9)

V

121

Ыч>)

м

Ш Ме) ^Тбсп(р). ТпоВ [<?)

Рис. 5. Схема расчета температуры в зоне контакта кулачок - плоский толкатель

Блоки 1 - 5 обеспечивают ввод исходных данных: теплофизических параметров кулачка, толкателя, масла, и Т0; геометрических и микроскопических характеристик и а); динамических характеристик механизма газораспределения. Блок б обеспечивает расчет теплофизических характеристик ку-

700 ч - - ................

О -I-1-1-1-1—>

95_П5_135_165 Граяус 175

-♦-ттях'200 об/мин -»-ТпоаШО об/мин

-А- Об ьемная температура (температура масла) -*-Ттта1бОО об/мич -*-Тпов 1600 об/мин -♦-ТтахвОО об/мин _-»-Тпсв 800 об/мин_

Рис. 6. Зависимость температуры в зоне контакта от >гла поворота распределительного вала

лачка и толкателя с учетом масляной пленки по (13). В блоках 7-9 производится расчет уск, радиуса кривизны кулачка и силы в зоне контакта. Блок 10 обеспечивает расчет Ре = (уск(ф) ь(ф)/атм (ф)+Уск((р)-Ь(<р)/а„, (<р))/2, кото-

рый изменяется в пределах 50£Ре(<р)<160 , Блок И обеспечивает расчет контурной и фактической площадей контакта, величины сближения неровностей и контурного давления, которое является определяющим для расчета коэффициента трения на фактических пятнах контакта в блоке 12. Блоки 14 -16 обеспечивают расчет времени контакта 1и(<р), теплового потока Я[0 (ф) и коэффициента его разделения сх^ср). В блоке 17 определяется комплекс

который вместе с обеспечивает расчет в блоке

18 по уравнению (14).

На рис. б приведены расчетные суммарные температуры в сопряжения кулачок - плоский толкатель для трех режимов работы двигателя с частотой вращения распределительного вала 800,1200,1600 мин'1.

Для оценки контактных температур, развивающихся на поверхностях кулачков, не имеющих следов катастрофического изнашивания, вырезались образцы, которые загем подвергались отпуску при температуре 300,400, 500,

600° С последующим замером микротвердости. На основании проведенных замеров было установлено: на вершине кулачка Т=400-500°С ; на набегающей и сбегающей ветвях кулачков в непосредственной близости от их вершины Т~300-400°С ; на участках, соответствующих затылку кулачка, уменьшение твердости не обнаружено, что свидетельствует о том, что Ттах кс

превышала температуру технологического отпуска Т=220-240°С . Полученные экспериментальные оценки температуры на поверхности кулачка удовлетворительным образом совпадают с расчетной зависимостью при частоте вращения распределительного вала 1200 мин"1 (рис. 6).

Во второй части пятой главы проводится расчет критического температурного режима работы трибосопряжения ВКК - гильза цилиндра дизеля ЯМЗ 23 8Н. При расчете были приняты допущения: контакт считается абсолютно упругим, при определении коэффициента трения и температуры в зоне контакта не учитывается вязкое трение в масляной пленке, так как оно несоизмеримо мало по сравнению с коэффициентом трения в местах фактического контакта; распределение давления по периметру ВКК принимается равномерным. Для расчета температурного режима в зоне контакта ВКК - гильза цилиндра также составлена схема, структура которой аналогична расчет)' кулачка толкателя. На рис. 7 показан тепловой режим в зоне контакта ВКК -рабочая поверхность гильзы цилиндра в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Наибольшая максимальная температура Тшх зафиксирована в

районе ВМТ - »1600°С. Она превышает температуру плавления чугуна Тш = 1530° С и подтверждается фотографией (рис. 8), на которой четко видны оплавленные верхушки микрошероховатостей, но так как данная зона за-

после ВМТ (см. рис. 7), поверхностная температура Тпои и максимальная температура в контакте Ттах превышают температуру аустенитного превращения Т^ а = 730° С, которая вчияет на образование области вторичной закалки

рис. 9. На расстоянии 60° ¿ф£140° поворота коленчатого вала после ВМТ (см. рис. 7) по расчету наблюдается повышение максимальной температуры выше температуры разрушения масляной пленки Т,^м = 380°С, что показывает возможность возникновения задиров в этой зоне. По результатам статистических исследований были зафиксированы случаи задира гильзы и в средней части хода поршня в зоне максимальных скоростей скольжения ВКК по зеркалу гильзы.

Температура в зоне контакта в трибосопряжениях ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра и кулачок плоский толкатель в механизме газораспределения, рассчитываемая по предлагаемой в пятой главе методике, удовлетворительно подтверждаются микроскопическими и металлографическими исследованиями контактирующих поверхностей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработан метод прогнозирования безотказности трибосопряжений дизелей: ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра и кулачок - плоский толкатель в механизме газораспределения.

2. Установлено, что главной причиной возникновения задира является схватывание между контактирующими поверхностями в трибосопряжениях,

3.Установлено, что наиболее эффективным критерием оценки безотказности трибосопряжений является суммарная контактная температура, равная началу структурных изменений в сопрягаемых материалах.

4. Разработана теплофизическая модель трибосопряженных узлов и элементов автомобильных дизелей, учитывающая эффект накопления поверхностных дефектов и синергетический эффект настройки формы теплового импульса, которая позволяет совмещенным во времени образом рассчитывать поверхностные и вспышечные контактные температуры, в которой для расчета сил трения и коэффициента трения в трибосопряжениях в режиме схватывания использована микроконтактная физическая модель разрыва и восстановления межузельных связей кристаллической решетки.

5.Разработаны методики расчета критических тепловых режимов работы трибосопряженных узлов автомобильных дизелей: кулачок - плоский толкатель; ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра.

6. Металлографические и микроскопические исследования рабочих поверхностей трибосопряжений: кулачок распределительного вала - плоский толка-

тель и ВКК - гильза цилиндра позволяют рекомендовать разработанную методику расчета контактной температуры в качестве расчетной основы для прешоза безотказноеги работы автомобильных дизелей.

Основные обозначения и сокращения Тп(№ - поверхностная температура; Т^ - вспышечная температура; f- коэффициент трения; р - давление в зоне контакта; v - скорость скольжения; го- угловая скорость; X - теплопроводность; а - температуропроводность; а - коэффициент распределения тепловых потоков; индексы: 0 - начальные значения параметров; 1 - изнашиваемое тело; 2 - неизнашиваемое тело; s -поверхность; сокращения: ДВС - двигатель внутреннего сгорания; ЦПГ -цилиндрочоршневая группа; ВКК - верхнее компрессионное кольцо; ВМТ -верхняя мертвая точка; НМТ - нижняя мертвая точка.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Новиков В.Г., Федоров А.А., Бытев Д.О. Критерий задиростойкости сопряжения кулачок - плоский толкатель автомобильного дизеля // Справочник. Инженерный журнал. --2004. -Вып.7. - С24-31.

2. Федоров А. А., Бытев Д.О. Расчет температурных режимов тормозных устройств // Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей: Материалы IX Международной науч.-практ. конф. Владим. гос. ун-т. - Владимир. 2003.- С.291-293.

3. Федоров А.А., Бытев Д.О. Моделирование температурных вспышек при трении // Сборник докладов Международного конгресса "Механика и трибология транспортных систем-2003". В 2-х т. Т.2. Рост. гос. ун-т, путей сообщения. Ростов н/Д, 2003. - С. 330 - 335.

4. Федоров А.А., Бытев Д.О., Романова М.Н. Тепломассоизнос поверхностей твердых тел в условиях теплового удара // Химия и химическая технология. -2001.-Т. 45.-Вып. 6.-С. 114-118.

5. Федоров А.А., Бытев Д.О, Королев Л В. О роли температурных вспышек в условиях теплового удара // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XIV Школы-семинара молодых специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. В 2-х т. Т. 2. - М.: Издательство МЭИ, 2003. - С. 139 - 142.

6. Федоров А. А., Быт ев Д О., Романова М.Н. Операторный метод решения задачи Стефана при импульсном тепловом испытании // Математика и математическое образование. Теория и практика. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 2. - Ярославль: Изд-во ЯЛТУ, 2001 г. - С. 147 - 151.

7. Федоров А.А., Бытев Д.О.., Королев Л.В. Оператор теплопроводности с переменной временной дробноегыо // Математика и математическое образо-

ваше, Теория и практика. Межвузовский сборник научных трудов. Вып.З. -Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002 г. - С. 23 - 26.

8. Бытев ДО., Федоров ЛА., Ивашковская Т.К. Субдиффузионные процессы в формализме случайных временных фрактальных моделей переноса // Математические методы в технике и технологаях - ММТТ -17: Сб. трудов XVII Междунар. науч. конф.: В Ют. Т.1. Секция 1 / Под общ. редакцией B.C. Балакирева. - Кострома: изд-во Костромского гос. технсл. ун-та, 2004. - С. 58-60,

Лицензия ПД 00661 от 30.06.2002 г. Печ. л. 1. Заказ 1216. Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, тел. 30-56-63.

• 18 6 7 5

РНБ Русский фонд

2005-4 20391

Введение.

1. Обзор и анализ литературы по вопросу долговечности и безотказности наиболее напряженных трибосопряженных узлов дизеля

1.1. Определение наиболее нагруженных трибосопряжений дизеля, влияющих на долговечность и безотказность автомобильного дизеля.

1.2. Виды изнашивания поверхностей в трибосопряжениях дизеля.

1.3. Характер изнашивания деталей ЦПГ.

1.4. Условия смазки сопряжения верхнее компрессионное кольцо -гильза цилиндра.

1.5. Задирообразование в цилиндропоршневой группе.

1.6. Критерии задиростойкости трибосопряжений.

1.7. Выводы.

1.8. Постановка задач.

2. Физические основы микроконтактных явлений в трибосопряженных деталях автомобильных дизелей.

2.1. Микроконтактное схватывание.

2.1.1. Факторы, влияющие на развитие процесса микроконтактного схватывания трибосопряжений.

2.1.2. Адгезионный механизм трения.

2.2. Фазовые превращения в тонких приповерхностных слоях трибосопряженных деталей.

2.3. Взаимная приспособляемость поверхностей в трибосопряжении.

2.4. Методика металлофизических и микроскопических исследований деталей.

2.4.1. Оптическая микроскопия.

2.4.2. Металлографические исследования трущихся поверхностей и подповерхностных структур.

2.4.3. Рентгеноструктурный анализ трущихся поверхностей.

2.5. Выводы.

3. Моделирование типичных механизмов изнашивания и разрушения трибосопряженных элементов автомобильных дизеле.

3.1. Общие сведения о проблеме моделирования изнашивания.

3.1.1. Феноменологические модели

3.1.2. Концептуальные и эмпирические модели.

3.1.3. Металлофизические модели.

3.1.4. Термодинамические, кинетические и синергетические модели.

3.2. Влияние теплофизических процессов на изнашивание трибосопряженных элементов.

3.2.1 Термофрикционные модели.

3.2.2 Термомеханические модели.

3.3. Выводы.

4. Теплофизическая модель поверхностных явлений в трибосопряжении.

4.1. Метод оператора дробного интегрирования для определения поверхностных температур в трибосопряжениях.

4.2. Энергетический уровень моделирования тепловых и износных характеристик трибосопряжений.

4.2.1. Энтропийная модель износа трибосистемы.

4.2.2. Кинетический уровень описания теплофизических процессов в трибосопряжении.

4.2.3. Адекватность теплофизической модели для различных трибосопряжений.

4.3. Температурные вспышки в теплофизической модели трибосоп-ряжения.

4.4. Учет смазочного слоя.

4.5. Выводы.

5. Теплофизический анализ явлений в трибосопряженных узлах автомобильных дизелей.

5.1. Определение температуры на фактических пятнах контакта трибосопряжения кулачок - плоский толкатель.

5.2. Определение температуры на фактических пятнах контакта три-босопряжения верхнее компрессионное кольцо - рабочая поверхность гильзы цилиндра дизеля.

5.3. Выводы.

На протяжении всего периода развития двигателей внутреннего сгорания (ДВС) решаются задачи обеспечения надежности, увеличения литровой мощности и ресурса, снижения расходов топлива и масла, токсичности отработавших газов, виброактивности и металлоемкости. В настоящее время развитие ДВС обусловлено в основном европейскими стандартами ЕЭК ООН 49.0В. В связи с выше сказанным увеличивается уровень форсирования двигателя, что влечет за собой повышение нагруженности в его узлах и деталях, что может сказаться на показателях его надежности.

Одним из показателей надежности двигателя является его безотказность, которая зависит от безотказности его деталей. Согласно теории надежности следует рассматривать двигатель как систему, состоящую из последовательно соединенных элементов, не имеющую резервирования, т.е. отказ любого из элементов может приводить к отказу всей системы.

Известно, что аварийные отказы двигателя часто зависят от работы деталей входящих в наиболее нагруженные трибосопряженния: верхнее компрессионное и маслосъемное кольца, канавка в поршне под верхнее компрессионное кольцо, гильза цилиндров; вкладыши нижней головки шатуна и коленчатого вала и соответствующие шейки; кулачок, толкатель механизма газораспределения.

На безотказность трибосопряжения основное влияние оказывает процесс схватывания поверхностей трения, внешним проявлением его является натир, сопровождающийся резким повышением температуры на пятнах фактического контакта, которая может стать причиной возникновения задира и последующего разрушения всего узла.

В связи с этим, при анализе работы пар трения, как правило, основное внимание уделяется изучению протекающих в них теплофизических процессов. Поэтому в настоящее время особенное значение приобретает теоретическое описание тепловых процессов и новых форм их математического моделирования.

Целью настоящей работы является разработка метода прогнозирования безотказности трибосопряжений дизелей: верхнее компрессионное кольцо (ВКК) - рабочая поверхность гильзы цилиндра и кулачок - плоский толкатель в механизме газораспределения.

Основными задачами работы являются:

- проведение исследований по определению типичных причин аварийного выхода из строя наиболее нагруженных пар трения автомобильного дизеля;

- разработка модели расчета теплофизических процессов в трибосопряжен-ных узлах и элементах автомобильных дизелей для определения критических температурных режимов их работы;

- разработка методики прогнозирования безотказности наиболее нагруженных трибосопряжений дизелей на ранних сроках их проектирования.

Научная новизна заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту:

- методика расчета критических тепловых режимов работы трибосопряжен-ных узлов автомобильных дизелей: кулачок - плоский толкатель; ВКК -рабочая поверхность гильзы цилиндра;

- расчетная зависимость обобщенных теплофизических параметров элементов трибосопряжения, учитывающие масло в зоне контакта;

- математическая модель теплофизических процессов в трибосопряженных узлах и элементах дизелей, учитывающая эффект накопления поверхностных дефектов и синергетический эффект настройки формы теплового импульса, которая позволяет, совмещенным во времени образом, рассчитывать поверхностные и вспышечные контактные температуры.

Практическая ценность работы. Методика расчета критических тепловых режимов работы трибосопряжений: кулачок - плоский толкатель; ВКК

- рабочая поверхность гильзы цилиндра, может применяться на ранних стадиях проектирования с целью прогнозирования их безотказности. В частности используется в проектно-конструкторской деятельности управления главного конструктора ОАО "Автодизель" (Приложение 4).

Достоверность результатов расчета подтверждается микроскопическими и металлографическими исследованиями поверхностей трения.

Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность и благодарность к.т.н., доценту Новикову В.Г., проявившему большую заинтересованность в формировании работы, обсуждении результатов и научном консультировании.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработан метод прогнозирования безотказности трибосопряжений дизелей: ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра и кулачок - плоский толкатель в механизме газораспределения.

2. Установлено, что главной причиной возникновения задира является схватывание между контактирующими поверхностями в трибосопряжениях.

3. Установлено, что наиболее эффективным критерием оценки безотказности трибосопряжений является суммарная контактная температура, равная началу структурных изменений в сопрягаемых материалах.

4. Разработана теплофизическая модель трибосопряженных узлов и элементов автомобильных дизелей, учитывающая эффект накопления поверхностных дефектов и синергетический эффект настройки формы теплового импульса, которая позволяет совмещенным во времени образом рассчитывать поверхностные и вспышечные контактные температуры, в которой для расчета сил трения и коэффициента трения в трибосопряжениях в режиме схватывания использована микроконтактная физическая модель разрыва и восстановления межузельных связей кристаллической решетки.

5. Разработаны методики расчета критических тепловых режимов работы трибосопряженных. узлов автомобильных дизелей: кулачок - плоский толкатель; ВКК - рабочая поверхность гильзы цилиндра.

6. Металлографические и микроскопические исследования рабочих поверхностей трибосопряжений: кулачок распределительного вала - плоский толкатель и ВКК - гильза цилиндра позволяют рекомендовать разработанную методику расчета контактной температуры в качестве расчетной основы для прогноза безотказности работы автомобильных дизелей.

7. Предлагаемая модель может быть использована в качестве оптимизации поверхностей трибосопряжений с целью уменьшения механических потерь.

8. Для обеспечения безаварийной работы узла трения кулачок - толкатель необходимо заменить плоский толкатель роликовым.

9. Для обеспечения безаварийной работы узлов трения необходимо уменьшать энергию адгезионного взаимодействии контактируемых поверхностей.

1. Григорьев М.А., Долецкий В.А. Обеспечение надежности двигателей. М.: Издательство стандартов, 1978, 324 с.

2. Костецкий Б.И., Носовский И.Г. Износостойкость и антифрикцион-ность деталей машин, Киев, Техника, 1965, 206 с.

3. Valve gear wear and materials. Narasimhan S. L., Larson J. M. "SAE Techn. Par. Ser.", №851497, 1985, 30 p.p.

4. Друзгальский В.В. Влияние температуры гильз цилиндров тракторных дизельных двигателей на интенсивность их коррозионного изнашивания В сб.: Борьба с коррозией двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок. - М.: Машгиз, 1962, С. 27-30.

5. David A. Bolis, John Н. Johnson, Donald A. Faavetilla. The Effect of Oil and Coolant Temperature on Diesel Engine Wear. SAE Preprints. №770086, 1977, 16 p.p.

6. Антропов B.C., Сацума Б.В., Чернышев B.M. Эффективность использования воздухоочистителей сухого типа на двигателях ЯМЗ // Двигате-лестроение, 1980, № 1, С. 47 50.

7. Величкин И.Н., Нисневич А.И., Зубиетова М.П. Ускорение испытания дизельных двигателей на износостойкость. М.: Машиностроение, 1964- 183 с.

8. Маев В.Б., Пономарев А.А. Воздухоочистители автомобильных и тракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1971. - 175 с.

9. Слабов Е.П. Исследование и разработка методов ускоренных стендовых испытаний автомобильных дизелей и их элементов на долговечность и безотказность. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: 1975. - 170 с.

10. Ю.Почтарев Н.Ф. Влияние запыленности воздуха на износ поршневых двигателей. М.: Изд - во МО СССР, 1957. - 139 с.

11. П.Григорьев М.А., Пономарев Н.Н. Износ и долговечность автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. - 248 с.

12. Семенов B.C., Трофимов П.С. Долговечность цилиндро поршневой группы судовых дизелей. - М.: Транспорт, 1969. - 216 с.

13. Новиков В.Г., Слабов Е.П., Антропов Б.С. Разгерметизация впускного тракта и изнашивание автомобильного двигателя // Двигателестроение, 1983, №3, С. 42-45.

14. Слабов Е.П., Антропов Б.С. Еще раз о пылевом износе двигателей ЯМЗ и КАМАЗ // Автомобильный транспорт, 1981, № 9, С. 35 37.

15. Григорьев П.Ф. Влияние запыленности воздуха на износ деталей цилиндровой группы. // Гражданская авиация, 1955, № 3, С. 17 19.

16. Гудвич И.Б. Износ и долговечность двигателей. Волго - вятское издательство, 1970. - 175 с.

17. Tischbein Н. Reibung an kolbenringen. Diss. Т.A. Karlruhe, Berlin, 1939.

18. Hawres C.J., Hardy C.F. Friction of Piston Rings, SAE Engineer, 161(1936), p.268.

19. Stanton. The friction of pistons and Piston Rings, Techn. Rep.Aeron. Research Comn. 2(1924/25). P.460/73.

20. Poppinga R. Nachweis der Schmierfilmdurchbrechang durch Messen des ebetri schen Uberganswiderstandes zwischen Kolbenring und Zylinder, Diss.T.H. Dresden, 1940.Vgl. Dtsch.Kraftf. Forschung, Heft 54, Berlin, VDJ-Verlag, 1941.

21. Wing R.D., Sanders O. Oil film temperature and thichness measurements on the piston rings of diesel engines. Proc. Jnstn. Mech. Engrs, 1972, Vol.186, p.1-33.

22. Галахов М.А., Гусятников П.Б., Новиков А.П. Математическое моделирование контактной гидродинамики.- М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985. -296 с.

23. Hamilton С.М., Moor L. The lubrication of piston ring. Proc. Jnstn. Mech. Engrs, 1974, Vol.188, p.20-37.

24. Parker D.A. Experimental Measurements of the Quantities Necessary to Predict Piston Ring Cylinder Bore Oil Film Thichness and of the Oil Fijm Thichness Ytself, in Two Particnlar Engines. В сб. "Piston Ring Scuffing, London - New Jork, 1976, p. 79 - 98.

25. Марковский E.E., Тихонович В. И. Радиоактивный контроль износа деталей двигателей внутреннего сгорания. Киев, 1965. 75 с.

26. Энглиш К. Поршневые кольца. Том 1. с нем. М. : Машгиз, 1962, 583с.

27. Асташкевич Б.М. Трибологические аспекты изнашивания деталей ци-линдропоршневой группы мощных двигателей внутреннего сгорания // Трение и износ, т. 16. 1995. № 1. С. 91-105.

28. Семенов B.C. Режим смазки пары трения поршневое кольцо — цилиндровая втулка ДВС // Двигателестроение. 1991. № 10. С. 19-23.

29. Фофанов Г.А. Прочность масляной пленки между поршневым кольцом и гильзой цилиндра дизеля 2Д100 // Вестник ВНИИЖТ. 1968. № 1. С. 26-32.

30. Костецкий Б.И. и др. Надежность и долговечность машин. Киев : Техника, 1975,408 с.

31. Задирообразование и качество поверхности трения деталей цилиндро-поршневой группы тепловозных дизелей / Асташкевич Б.М. // Вестник ВНИИЖТ. 2003. №1. С. 63 85.

32. Механизм задира поверхностей трения цилиндровых гильз и поршней дизеля 1 ОД 100 / Б. М. Асташкевич, Т. В. Ларин, А. И. Ремпель, Н. К. Бабаев // Вестник ВНИИЖТ. 1972. № 6. С. 29 36.

33. Асташкевич Б.М., Ларин Т.В., Зияев Д.И. Влияние трения на смачиваемость поверхностей. Проблемы трения и изнашивания. Киев: Техника, 1975. № 10. С. 57-61.

34. Ремпель А.И. Исследование причин возникновения задиров поршней и цилиндровых гильз тепловозных дизелей 1 ОД 100 / Автореф. дис. ВНИЖТ, 1973. 23 с.

35. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Взаимное влияние пятен касания при контактирование шероховатых тел. Трение и износ. 1980, №2. С.341-349.

36. Митрофанов Б.П. Влияние формы и размеров соприкасающихся тел на величину сближения и площадь фактического контакта. В кн.: Теория трения износа. М.: Наука, 1965. С. 112-115.

37. Матвеевский P.M. Температурный метод оценки предельной способности машинных масел. Изд-во АН СССР, 1965. 168с.

38. Коднир Д.С. Контактная гидродинамическая смазка деталей машин. М.: Машиностроение, 1976, 304 е.

39. Виноградов Г.В., Подольский Ю.Я. Механизм противоизностного действия смазочных сред при тяжелых режимах граничного трения. В сб.: "Труды Всесоюзного симпозиума о природе трения твердых тел". Минск, "Наука и техника", 1969, С. 53-62.

40. Крагельский И.В., Демкин И.Б. Расчет площадей касания неподвижного и скользящего контактов. В кн.: Электрические контакты. М.: Энергия, 1964, С.87-93.

41. Финкин Г.Ю. Исследование применения УГД-критерия для расчета заедания зубчатых передач. Проблема трения и смазки, 1974, №3, С.130-133.

42. Эйкин JI.C. Расчет толщины УГД-пленки смазки для силовых и зубчатых передач. Проблемы трения и смазки, 1974, №3. С. 137-142.

43. Block H. Seizure delay method for determining the protecting against scuffing a boarded by extreme pressure lubrication. J. Soc. of Auto Engrs. 1939. v.44. №5, p. 193-210.

44. Dyson A. A scuffing. A review, Tribol. Intern., 1975, v.8, №12, p. 77-87.

45. Bailey M.W., Cameron A. The influence of temperature and metal pairs on the scuffing of commercial oil. Proc. Inst. Mech. Engrs. 1973, v. 187, №67, p.757-761.

46. Miller B.J., Mackezie D.A. Lubrication of sliding rolling contacts using a disc machine of novel design. - ASLE Trans., 1973, v. 16, №4, p.245-251.

47. Block H. Theoretical study of temperature rise at surfaces of actual contact under oiliness lubricating conditions. Proc. Gen. Discuss on Lubrication Extreme Pressure. Proc. 2 World Petroleum Congress, 1937, p.471.

48. Jaeger J.C. Some two-dimensional problems in conditions of heat with circular symmetry. Proc.Roy. Soc. London A. 1942, v.16, p.203.

49. Kelley B.W. The importance of surface temperature on surface damage. Handbook of mechanical wear. University of Michigan Press, 1961, p.243.

50. Петрусевич А.И. Роль гидродинамической масляной пленки в стойкости и долговечности поверхностей контакта деталей машин. Вестник машиностроения, 1963, №1, С.45-56.

51. Петрусевич А.И. Зубчатые передачи. Червячные и винтовые передачи. -В кн.: Детали маши, кн.1, М.: Машгиз, 1953, 136с.

52. Дроздов Ю.Н., Гавриков Ю.А. Новый критерий для расчета зубчатых передач на заедание. Вестник машиностроения, 1967, №7, с.24.

53. Дроздов Ю.Н. Новый метод исследования и расчета противозадирной стойкости фрикционного контакта. В кн.: Методы оценки противоза-дирных и противоизносных свойств смазочных материалов. М.: Наука, 1969, С.153-168.

54. Fein R.S. Transition temperatures with forkball machine. ASLE. Trans., 1960. v.3, p.34-39.

55. Carper H.J., Ku P.M. Thermal and scuffing behaviour of discs in sliding -rolling contact. ASLE. Trans., 1975, v. 18, p.39-47.

56. Niermann G., Lechner G. Gie Fregressgrenzlast bei Strinradern auf Stahl. -Erdol und Kohle, Petrochimie, 1967, Bd.20, s.96-172.

57. Нил M.M. Задиры поршневого кольца. Обзор проблем, Proc. Justn. Mech. Engrs, том 185, 2/71, pp.21-32.

58. Barwell F.T. A report on the papers on wear. Proc. Justn. Mech. Engrs. Conference on Lubrication and Wear, 1957, pp. 587-601.

59. Niermann G., Seitzinger A. Temperature rise as the criterion for scuffing resistance of case. Hardened gear feeth, 1971, s.97-172.

60. Менг B.B Исследование заедания стали при испытаниях на роликовой машине, М.: Изд-во АН СССР, 1960, С.222-239.

61. Безбородько М.Д. Методы оценки противоизносных свойств смазочных материалов в тяжелонагруженных механизмах. М.: Наука, 1969, С.100-116.

62. Bell J.C., Dyson A. The effect of some operating factors on the scuffing of hardened steel discs. Inst. Mech. Engrs. London, 1972, p. 61-67.

63. Дроздов Ю.Н., Рещиков В.Ф. О коэффициенте трения и толщине масляной пленки в тяжело нагруженном контакте. "Вестник машиностроения", 1968, №2, С. 9-12.

64. Семенов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958, 280 с.

65. Исследование кинематики и трибологии кулачкового механизма. MTZ, 1990, №4, С. 15-21.

66. П. Кулько. Долговечность газораспределительного механизма/ Автомобильный транспорт, 1985, №10, С. 27-31 .

67. Генкин М.Д., Кузьмин Н.Ф., Мишарин Ю.А. Вопросы заедания зубчатых колес. М.: Изд-во АН СССР, 1959, 147 с.

68. Дроздов Ю.Н. Тепловой аспект проблемы заедания катящихся со скольжением тел. Машиноведение. 1972, №2, С. 71-79.

69. Дроздов Ю.Н., Туманишвили Г.И. Толщина смазочного слоя перед заеданием трущихся тел // Вестник машиностроения, 1978, №2, С.8-10.

70. Райко М.В. Смазка зубчатых передач. Киев, "Техника", 1970. 194 с.

71. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. М.: Наука, 1984.-322с.

72. Любарский И.М., Палатник Л.С. Металлофизика трения. М.: Металлургия, 176с.

73. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.-272 с.

74. Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1979. 247 с.

75. Справочник по триботехнике: В 3 т. Т.2: Смазочные материалы, техника смазки, опор скольжения и качения/ Под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1990. - 416 с.

76. Венцель С.В. Применение смазочных масел в автомобильных и тракторных двигателях. М.: Химия, 1969. 228 с.

77. Виноградова Н.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972, 272 с.

78. Энглиш К. Поршневые кольца. Том 2. с нем. М. : Машгиз, 1962, 368с.

79. Поверхностная прочность материалов при трении. Костецкий Б.И., Носовский И.Г., Караулов А.К., Бершадский Л.И., Костецкая Н.Б., Ляш-ков В.А., Сагач М.Ф. Под общей редакцией д-ра техн. наук Костецкого Б.И. "Техника", 1976. 296 с.

80. А.Н. Вакилов, М.В. Мамонова, В.В. Прудников Адгезия металлов и полупроводников в рамках диалектического формализма/ Физика твердого тела, 1997, Т. 39, №6, С. 964-967.

81. Г.В. Дедков. Адгезионный механизм трения в нанотрибоконтактах/ Письма в ЖТФ. 1998. Т.24. №19. С.44-50.

82. Польцер Г., Майсснер Ф. Основы трения и изнашивания/Пер. с нем. О.Н. Озерского, В.Н. Пальянова; Под. ред. М.Н. Добычина М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

83. Грозин Б.Д. Износ металлов. Киев, Гостехиздат УССР, 1951. - 252 с.

84. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. М. : Машиностроение, 1966.-331 с.

85. Блантер М.Е. Фазовые превращения при термической обработке сталей. М.: Металлургиздат, 1962. - 287 с.

86. Гуляев А.П. Термическая обработка сталей М.: Машгиз, 1960. - 495 с.

87. Гловер С.Г., Смит Т.Б. В кн. : Фазовые превращения в сталях. Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1961, С. 378 - 385.

88. Любарский И.М. Фазовые превращения на поверхности трения и их влияние на износостойкость сталей в вакууме. Трение и износ. Том 1. №2, 1980,356 с.

89. Любарский И.М. Об обратимости структурных превращений при трении. В сб.: Теория смазочного действия и новые материалы. - М.: Наука, 1965, С. 237-241.

90. Палатник Л.С., Равицкая Т.М., Любарский И.М. О механизме образования вторичных структур при импульсном нагружении стали. ДАН СССР, 1970, т. 191, №23, С. 568-571.

91. Структуры и методы формирования износостойких поверхностных слоев/ А.В. Белый, Г.Д. Карпенко, Н.К. Мышкин.-М.: Машиностроение, 1991.-208 с.

92. WelshN.C. // Phil. Trans. Roy. Soc., London, A257, 1965, p. 31.

93. Eyre T.S., Dotta K.K. Some metallurgical astpects of scuffing. Пер с англ. В сб. : Piston Ring scuffing. London New York. 1976, p.p 125 - 140.

94. Mayhard D., Eyre T.S. Surface aspects of unlubricated metal to - metal wear // Wear, vol.18, № 4, 1971, p. 301 - 310.

95. Снитковский М.М., Силаев И.И., Дятлов А.А. Формирование тонкой структуры поверхности чугунных пар трения. В сб.: Теория смазочного действия и новые матери. - М.: Наука, 1965, С. 161 - 164.

96. Костецкий Б.И., Носовский И. Г., Вернадский JI. И., Караулов А. К. Надежность и долговечность машин. Киев, Техника, 1975, 408 с.

97. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970,396с.

98. Матвеевский Р. М. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов. М. Изд-во Наука, 1971, 228с.

99. Матвеевский Р. М., Буяновский И. А., Лазовская О. В. Противозадир-ная стойкость смазочных сред при трении в режиме граничной смазки. М. Наука, 1978, 192 с.

100. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. М. Наука, 1967, 230с.

101. Березняков А.И., Венцель Е.С., Евтушенко А.В. Термодинамический анализ взаимосвязи износа поверхностной плотностью дислокаций. Трения и износ. 1994. Т. 15, №2, С. 181-185.

102. Szirmae A., Fisher R. Specimen Damage During Cutting and Grinding, ASTM Special Teclm. Publ., № 372, ASTM, Philadelphia, 1963, p. 176.

103. Приборы и методы физического металловедения / Под ред. Ф. Вейнберга. В 2-х кн. М.: Мир, 1973. 1 т. 427 с.

104. Schwartz Н. A. Metalls Allays, 5, 139 (1934)

105. Хрущев М.М, Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов, М.: Изд. АН СССР, 1960. 351 с.

106. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

107. Крагельский И.В, Добычин Н.М, Камбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

108. Боуден Ф.П, Тейбор Д. Трение и смазка. М.: Машгиз; 1960, 542 с.

109. Основы трибологии / Под ред. А.В. Чичинадзе. М: Наука и техника, 1995. 774 с.

110. Справочник по триботехнике. В 3-х т. -М. Машиностроение, 1992, 730 с.

111. Дубинин А. Д. Энергетика трения и износа деталей машин. М.Киев: МАШГИЗ, 1963. 139с.

112. Иванова B.C., Терентьев В.Ж. Природа усталости металлов. М: Металлургия, 1975. 456с.

113. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М. Наука, 1983. 280с.

114. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. М.: Наука, 1979. 118с.

115. Пб.Бартеньев Г.М., Лаврентьев В.В. Трение и износ полимеров. Ленинград.: Химия. Ленинград, отделение, 1972. 240 с.

116. Дмитриевский А.А. Механическая активация топохимических реакций, лимитируемых диффузией реагентов через плотую пленку продукта. Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. ИТХИ. Иваново, 1985, 153с.

117. Ханин М.В. Механическое изнашивание материалов. М.: Изд. стандартов, 1984. 152 с.

118. Проников А.С. Надежность машин. М.: Машиностроение. 1978, 561с.

119. Голего Н.Л., Алябьев А.Я., Шевеля В.В. Фреттинг- коррозия металлов. Киев.: Техника, 1974. 270 с.

120. Цеснек Л.С. Механика и микрофизика истирания поверхностей. М.: Машиностроение, 1979. 263 с.

121. Рыбакова J1.M., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1982. 212 с.

122. Машков Ю.К. Трибология конструкционных материалов. Омск: Ом-ГТУ, 1996. 299 с.

123. Fleischer G., Groges Н., Thum Н. Verscheiss und zukerlassiqkit. Veb Verlag Technik. Berlin, 1980. 244 p.

124. Харт Дж., Лоте И. Теория дислокаций, М. Мир. 1972. 116 с.

125. Мейз Дж. Теория и задачи механики сложных сред. М. Мир. 1974. 204 с.

126. Буше Н. А. Трение, износ и усталость в машинах. М.: Транспорт, 1987. 223 с.

127. Иванова B.C., Баланкин А.С., Бунин И.Ш., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994. 338 с.

128. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970, 376 с.

129. Чичинадзе А.В., Браун Э.Д., Гинсбург А.Г., Игнатьева З.В. Расчет, испытание и подбор фрикционных пар. М.: Наука, 1979. 267 с.

130. Евтушенко А.А., Уханская О.М. Термомеханический критерий изнашивания / Трение и износ. 1994, Т. 15, №3, С.379-388.

131. Лужнов Ю.М., Чичинадзе А.В. К вопросу о причинах катастрофического изнашивания колес и рельсов на железнодорожном транспорте. Трение и износ. 1998. Т. 19, №3, С. 344-349.

132. Евтушенко А.А., Иванчик Е.Г. Расчетные формулы для определения средней температуры и износа поверхности при торможении. Трение и износ. 1999. Т.20, №3, С.257-264.

133. Рабочий.процесс и теплонапряженность автомобильных дизелей/ Г.Д. Чернышев, А.С. Хачиян, В.И. Пикус; Под общ. ред. Г.Д. Чернышева -М,: Машиноведение, 1986. 216с.

134. Балакин В.А. Трение и износ при высоких скоростях скольжения. М.: Машиностроение 1980, 136 с.

135. Чичинадзе А.В. Сорокин Г.М. Метод расчета температуры на динамическом контакте при импульсных процессах /Оптимальное использование фрикционных материалов в узлах трения машин. М. Наука; 1973. С.130-136.

136. Чичинадзе А.В. Горюнов В.М. Температурный режим работы опор скольжения при высоких скоростях /Тепловые динамические трения. М. Наука, 1970.С. 70-77.

137. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.- Л.: Госэнергоиздат, 1963, 536с.

138. НО.Бабенко Ю.И. Тепломассообмен: Метод расчета тепловых и диффузионных потоков. Л.: Химия, 1986, 144с.

139. Машков Ю.К. Термодинамический поход к моделированию метал-лполимерных систем./ Трение и износ. 1998. Т. 19. №4. С.431-439.

140. Бартенев Г.М., Лаврентьв В.В. Трение и износ полимеров. Л.: Химия, 1972,240с.

141. Запорожец В.В. Динамические характеристики прочности поверхностных слоев и их оценка. Трение и износ. 1980, Т.1, №4. С.602-609.

142. Фен Дж. Машины, энергия, энтропия. М.: Мир. 1986. 240с.

143. Бершадский Л.И. Основы теории структурной приспособляемости и переходных состояний трибосистем и ее приложение к задачам повышения надежности зубчатых и червячных передач. Дисс. докт. техн. наук. Киев. 1982. 510с.

144. Журавлев В.А. Термодинамика необратимых процессов в задачах и решениях. М.: Наука. 1979. 190с.

145. Гольденблат И.И., Баженов В.А., Коинов В.А. Энтропийный принцип в теории ползучести и длительной прочности материалов. Механика полимеров. 1971. №1. С. 113-121.

146. Булатов Н.К., Лундин А.Б. Термодинамика необратимых физико-химических процессов. М.: Химия. 1984. 336с.

147. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука. 1964. 567с.

148. Ляшков В.А., Потемкин М.М. К вопросу о термодинамической интерпретации двух моделей трения. Трение и износ. 1994. Т. 15 №3. С. 515-521.

149. Машков Ю.К., Суриков В.И., Кузнецов И.В. Влияние межфазного слоя на теплоемкость и износостойкость наполненного политетрафторэтилена. Трение и износ. 1998. Т. 19. №4. С. 487-492.

150. Федоров А.А., Бытев Д.О., Романова М.Н. Тепломассоизнос поверхностей твердых тел в условиях теплового удара. Известия вузов. Химия и химическая технология. Иваново. 2002. Т.45. вып.6. С. 114-118.

151. Блюмен А., Клафтен Дж., Цумофен Г. Реакции в фрактальных моделях неупорядоченных систем. Фракталы в физике. М.: Мир. 1988. С. 561-574.

152. Гинзбург А.Г., Чичинадзе А.В. К расчету износа при торможении с применением системы уравнений тепловой динамики трения. Сб. Трение и износ фрикционных материалов. М.: Наука. 1977. С. 26-30.

153. Евтушенко А.А., Иваник Е.Г. Нестационарное распределение фрикционной температуры в окрестности единичного пятна касания вершин микронеоднородностей. Трение и износ. 1994. Т. 15. №8. С.949-957.

154. Block Н. Fundamental mechanical aspets in boundary lubrication. SAE Trans. 1949. V.46. P. 54-68.

155. Корочкина T.B., Свидеренок А.И. Статический метод определения температурных полей в трущихся телах. Трение и износ. 1989. Т. 10. №3. С. 397-402.

156. Чичинадзе А.В., Курочка П.Н. К вопросу оценки температурных вспышек на фрикционном микроконтакте. Трение и износ. 1999. Т.20. №2. С. 132-136.

157. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука. 1970. 227с.

158. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука. 1986. 724с.

159. Чукбар К.В. Стохастический процесс и дробные производные. Журнал Экспериментальной и теоретической физики. 1995. Т.108. в.5(11). С.1875—1884.

160. Бершадский Л.И. Основы теории структурной приспособляемости и переходных состояний трибосистем и ее приложение к задачам повышения надежности зубчатых и червячных передач. Дисс. докт. техн. наук. Киев. 1982. 510с.

161. Уиттекер Э.Т., Ватсон Дж.Н. Курс современного анализа. М.: ГИФМЛ. 1963. ч.2. 515с.

162. Балакин В.А., Сергиенко В.П., Родзевич П.Е. и др. Сравнительный анализ тепловой нагруженности тормозов грузовых автомобилей //Трение и износ. 2001. Т.22. № 2. С. 123 127.

163. Корчемный Л.В. Механизм газораспределения автомобильного двигателя: Кинематика и динамика. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1981.- 191 с.

164. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для вузов. 2-е изд. переработ, и доп. / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; Под общ. ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.

165. Bowden F.P., Tabor D.F. The Friction and Lubrication of Solids. Clarendon, Oxford, 1950.

166. M.B. Мамонова, P.B. Потерин, В.В. Прудников Расчет поверхностной энергии металлов в рамках моделиобобщенного псевдопотенциала хейне-абаренкова / Вестник Омского университета, 1996, Вып. 1. С. 41-43.

167. Физические величины / Справочник под ред. Григорьева И.С. и Михайлова Е.З. М.: Наука, 1991, 862с.

168. Лютов И.Л. Исследование истечения газа через кольцевое уплотнение. // Труды ЦНИИМФ, 1966, вып. 71, С. 42 46.

169. Лютов И.Л. Расчет прохода газа через поршневые кольца ДВС. // Труды ЦНИИМФ, 1970, вып. 125, С. 19 24.

170. Гинцбург Б.Я. О дросселировании газа верхним поясом поршня // Вестник машиностроения, 1961, № 12, С. 27 30.

171. Герц Е.В, Крейнин Т.В. Расчет пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1975. - 272 с.

172. Краткий химический справочник. Робинович В.А, Хавин З.Я. Л.: Химия, 1978, 136с.

173. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. С.143-160.

174. В.И. Пикус, Б.С. Стефановский, В. Г. Новиков, Т. А. Линанова / Оценка температур на фактических пятнах контакта в условиях двигателя внутреннего сгорания. В сб.: Двигатели внутреннего сгорания. - Ярославль, 1976, с. 63 - 67.

175. Балакин В.А, Сергиенко В.П, Тепловые процессы, возникающие при включении фрикционных муфт и тормозов //Трение и износ. 1996. Т. 17. №5. С. 589-597.

176. Балакин В.А, Галай Э.И. Тепловой режим фрикционного тормоза электропоезда при скоростном регулировании силы нажатия колодок //Трение и износ. 1997. Т. 18. № 5. С. 636 642.

177. Тормозные устройства: Справочник. Под общ. ред. М.П. Александрова. М.: Машиностроение. 1985. 312с.

178. Балакин В.А, Галай Э.И. Расчет температурных полей в дисковом тормозе железнодорожного подвижного состава //Трение и износ. 1998. Т.19. № 3. С. 323-330.

179. Балакин В.А, Сергиенко В.П, Лысенок Ю.В. и др. Тепловой режим работы тормозов карьерных самосвалов БелАЗ в условиях их экстренного торможения //Трение и износ. 2001. Т.22. № 5. С. 520-526.

180. Балакин В.А., Сергиенко В.П. Тепловой расчет тормозов легковых * автомобилей //Треиие и износ. 1999. Т.20. № 3. С. 270 281.

181. Балакин В.А., Сергиенко В.П. Испытание материалов на фрикционную теплостойкость //Трение и износ. 1996. Т. 17. № 2. С. 194-201.