автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение долговечности сопряжения гильза - поршневое кольцо путем применения антифрикционных добавок в моторное масло

Содержание.;.

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Общий анализ и требования к деталям сопряжения.

1.2 Процесс изнашивания сопряжения поршневое кольцо - гильза цилиндра.

1.3. Разновидность и принцип действия применяемых антифрикционных добавок в моторное масло.

1.4 Классификация и характеристика антифрикционных добавок к моторному маслу.

1.5. Выводы и задачи исследования.

2. Расчетно-теоретический анализ эффективности применения добавок в масло для сопряжения гильза - поршневое кольцо.

2.1. Расчет интенсивности изнашивания сопряжения гильза - поршневое кольцо в условиях рядовой эксплуатации двигателей.

2.2. Расчетно-теоретическая модель изнашивания сопряжения гильза -поршневое кольцо.

2.3. Расчетно-теоретический анализ влияния добавок в масло на изнашивание сопряжения кольцо - гильза.

3. Методика экспериментальных исследований.

3.1. Конструирование машины трения для проведения лабораторных испытаний.

3.2. Условия и режимы проведения лабораторных испытаний.

3.3. Методика взвешивания образцов поршневое кольцо - гильза цилиндра.

3.4. Методика измерения шероховатости.

3.5. Методика проведения стендовых испытаний.

4. Экспериментальные исследования влияния антифрикционных добавок в моторное масло на работу сопряжения гильза - поршневое кольцо.

4.1. Лабораторные исследования эффективности действия добавок в моторное масло.

4.2. Результаты проведения стендовых испытаний.

5. Экономический эффект применения антифрикционных добавок.

Выводы.

Проблема повышения долговечности деталей цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) относится к числу проблем, не теряющих своей актуальности с течением времени. Современное развитие конструкций двигателей характеризуется применением новых конструкционных и эксплуатационных материалов. Одними из таких материалов являются антифрикционные добавки в смазочное масло. Анализ применения антифрикционных добавок в смазочные масла различных узлов показал их высокую эффективность.

Применительно к сопряжениям цилиндропоршневой группы ДВС в настоящее время производится более 20 антифрикционных добавок различного действия.

Исследование процессов изнашивания сопряжений цилиндропоршневой группы с введением этих добавок в смазочное масло ДВС изучено недостаточно. В связи с этим теоретические обоснования и экспериментальное исследование эффективности различных добавок с целью улучшения работоспособности основного сопряжения гильза - поршневое кольцо является весьма актуальным.

Исследованием работы и методов повышения надежности сопряжений цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания занимались многие ученые. Применительно к поставленной цели исследования вопросами работоспособности сопряжения гильза - поршневое кольцо посвятили свои работы В.И. Балабанов, В. Н. Быстров, Д.Н, Гаркунов, П.П. Дудко, М.Н. Ерохин, Г.И. Истомин, Н. Н. Козловский, М. Круль, В.Н. Кузьмин, С.М. Мамыкин, В. Ф. Пичугин, Л.И. Погодаев, В. В. Стрельцов, В.И. Ципцин, А.Ю. Шабанов и многие другие.

Выводы

1 . Изучение литературных данных показало, что повышение износостойкости рабочих поверхностей сопряжения гильза - поршневое кольцо можно путем применения антифрикционных добавок в моторное масло.

2. Разработанная теоретическая и физическая модели процесса изнашивания сопряжения гильза - поршневое кольцо, адекватные эксплуатационным условиям работы сопряжения.

3. Интенсивность износа сопряжения гильза - поршневое кольцо при применении в моторное масло добавок СУРМ, Римет, ТСК-В(ВД/ВК) снижается в 1,4-1,6 раза .

4. Применение антифрикционных добавок в моторное масло улучшает качество поверхностей сопряжённых деталей. Средняя высота неровностей (Ra) снижается с 0,32 до 0,16-0,2 мкм, высота неровностей профиля (Rz) с 2,85 до 1,7-2,0 мкм, максимальная высота неровностей (Rmax) с 4,3 до 2,5 мкм.

5. Стендовые испытания бензинового двигателя показали, что применение добавки Сурм снижают механические потери до 10% (с доверительной вероятностью 0,95) и повышают мощность на 5-6% (с доверительной вероятностью 0,95)

95

1. Абачараев И.М., Абачараев М.М., Дорохов А.Ф., Шихсаидов Б.П. Конструкторско-технологические разработки по повышению ресурса и экономичности двигателя внутреннего сгорания//Двигателестроение. -2004.-№ 1. -С.20-22

2. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2003. 896 с.

3. Анализ металлов: Справочник/Лазарев А.И., Харламов И.П. М.: Металлургия, 1987. 320 с.

4. Архангельский В.М., Вихерт М.М., Воинов А.Н., Степанов Ю.А. и др. Автомобильные двигатели. М.: Машиностроение 1967г. 488с.

5. Афинеевский С.А. Расчет двигателя внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1977.

6. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.

7. Балабанов В.И., Беклемышев В.И., Махонин И.И. Трение, износ, смазка и самоорганизация в машинах. М.: Изумруд, 2004. 192 с.

8. Балабанов В.И. Безразборное восстановление технических характеристик ДВС// Эффект безызносности и триботехнологии. 1999. № 3.

9. Балтенас Р., Сафонов А.С., Ушаков А.И., Шергалис В. Моторные масла. Производство. Свойства. Классификация. Применение. М.-СПб.: Альфа-Лаб, 2000.

10. Ю.Бауман В.Н., Боренко Л.В., Золотов В.А., Бартко Р.В. Использование зарубежных функциональных присадок (пакетов присадок) в моторные масла российского производства//Двигателестроение. 2002. - № 3. -С.43-44

11. П.Билик Ш.М., Протасова Р.Н. О работе сталь-полимер при возвратно-поступательном трении скольжения. Труды ВНИИЖТа, М., «Транспорт», 1973, вып. 488, с. 83-89.

12. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка. М. : Машгиз, 1960.

13. Брэдеску Р.Д. Стенд и обоснование режима проведения лабораторных исследований сопряжения поршневое кольцо гильза цилиндра. //Надежность и ремонт транспортных и технологических машин в сельском хозяйстве. Сб. научных трудов. Вып. 3. СПб.: 2002.

14. Венцель С.В. Смазка и долговечность двигателей внутреннего сгорания. Киев: Техника, 1977. 208 с.

15. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам (Противозадирные, противоизносные и антифрикционные). М.: Химия, 1972 г.

16. Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчет автотракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1964г.

17. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для студентов втузов. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1989.

18. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник. 4-е изд., перераб. И доп. - М.: «Издательство МСХА», 2001.

19. Гаркунов Д.Н. Триботехника (конструирование, изготовление и эксплуатация машин): Учебник. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: «Издательство МСХА», 2002.

20. Гнатченко И.И. и др. Автомобильные масла, смазки, присадки: Справочное пособие. М.: ООО «Издательства ACT»; СПб.: ООО «Издательство «Полигон», 2000.

21. Гриб В.В., Лазарев Г.Е. Лабораторные испытания материалов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1968.

22. Григорьев Б.П. Новый режим смазки двигателей внутреннего сгорания. Мурманск: Кн. Изд-во. 1966.

23. Гурвич И.Б. Долговечность автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1967.

24. Денисов А.С. Басков В.Н. Особенности изнашивания деталей при переменных режимах работы агрегатов//Двигателестроение. 2003. - № 4. - С.46-48

25. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей/Д.Н. Вырубов, С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко и др.; под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. 384 с.

26. Дорфман В.П. Жигулевское меню // За рулем. 1998. № 11. С. 120-121; № 12.-С. 132-133.

27. Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. М.: Машиностроение, 1986. -224 с.

28. Евдокимов В.Д. Реверсивность трения и качество машин., Киев, «Техшка», 1977, 148 с.

29. Заславский Ю.С. Трибология смазочных материалов. М.:Химия, 1991.

30. Звягин А.А. и др. Автомобили ВАЗ. Надежность и обслуживание.- JI: Машиностроение, 1980.-238с.

31. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. 213 с.

32. Кожевников А.В., Мироненко И.Г., Токарев А.О. Влияние кондиционера металла «ФЕНОМ» на триботехнические характеристики трущихся пар. //статья Интернет www.fenom.ru

33. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. Пособие для ВУЗов./ А.И. Колчин, В.П. Демидов 3-е изд. Перераб. и доп. - М.:Высш.шк., 2002.

34. Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания: Учебник для вузов/ Н.Х. Дьяченко, Б.А. Харитонов, В.М. Петров и др.; под ред. Н.Х. Дьяченко. JI.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. 392 с.

35. Корнилова И. Масла, которые мы покупаем // Семь верст. 1999. 15 окт. -С. 6-9.

36. Косарев С. Н., Волгин С. Н., Козлов П. Л., Яметов В. Н. Устройство, ремонт, эксплуатация, техническое обслуживание ВАЗ 2105 , ВАЗ 21053, В A3 21045, и др. М., Колесо, 2002 г.

37. Косарев С. Н., Волгин С. Н., Козлов П. Л., Яметов В. Н. . Автомобили ВАЗ 2110, ВАЗ 21102, ВАЗ 21103, ВАЗ 2111, ВА32112. Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию. СПб, ПетерГранд, 2002,- 240с.

38. Коченов В.А. Конструктивные средства повышения долговечности ДВС. Нижний Новгород, 2003. 178 с.

39. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В. С. Основы расчетов на трение и износ. М., «Машиностроение», 1997.

40. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.

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

42. Лавров Ю.Г. Минеральные добавки в смазочное масло путь к самоорганизующимся трибопроцессам//Двигателестроение. - 2003. - № 2. - С.46-48

43. Левитский И.С Организация ремонта и проектирование сельскохозяйственных ремонтных предприятий. М.: Колос, 1977. с 239

44. Матвеевский Р.М и др. Смазочные материалы. М. : Машиностроение, 1989.

45. Методика расчетной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин.- М: Издательство стандартов, 1979.-100с.

46. Молдаванов В.П., академик. Формирование научных принципов расчета и проектирования поршневых колец ДВС. ОАО «Кольцо», Одесса. (По материалам Интернет)

47. Моторные и трансмиссионные масла, присадки/ автор-составитель Е.В. Трембач Ростов н/Д: «Феникс», 2000.

48. Налимов В.В., Голиков Т.И. Логические основания планирования эксперимента. 2-е изд., перераб. М.: Металлургия, 1980.

49. Папок К.К. Методы оценки эксплуатационных свойств моторных масел с присадками на модельных установках и одноцилиндровых двигателях. //

50. Сб. «Присадки к маслам». М.: Химия, 1968. - С. 72-77.

51. Погодаев Л.И., Кузьмин В.Н., Дудко П.П. Повышение надежности трибосопряжений. С-Пб.: Академия транспорта Российской Федерации, 2001.-304 е.: ил.

52. Полунин В.И., Павлихин С.Е., Дорфман В.П. Россия, г. Тольятти Исследования эксплуатационных свойств масел и присадок к ним. (По материалам Интернет)

53. Польцер Г. и др. Основы трения и изнашивания. М.: Машиностроение, 1984. 264 с.

54. Попых К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1965г.

55. Пружанский JI. Ю Исследование методов испытаний на изнашивания. М.: Наука, 1978.

56. Пыкин К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1973. 45 с.

57. Росс Твег. Ремонт двигателей «Жигулей». М., 1994.

58. Савицкий А.И. Исследование антифрикционных свойств композиций системы полиамид-медь. «Механика полимеров», 1978, № 6, с. 10431048.

59. Салмин В.В. Улучшение температурно-динамических характеристик смазочной системы как способ повышения эффективных показателей ДВС//Двигателестроение. 2003. - № 4. - С.41-43

60. Синельников А.Ф., Балабанов В.И. Автомобильные топлива, масла и эксплутационные жидкости: Краткий справочник. М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2003. 176 с.

61. Сизов В.П., Дорфман В.П. Комплекс методов оценки функциональных и триботехнических свойств моторных масел на двигателях ВАЗ // Тезисы Российского симпозиума по трибологии. Самара: СамГТУ, 1993. - С. 54-55.

62. Синельников А.Ф., Балабанов В.И. Автомобильные топлива, масла и эксплуатационные жидкости. Краткий справочник. М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2003. - 176 е.: ил., табл. с. 52.

63. Сковородин В. Я., Тишкин Л, В. Справочная книга по надежности сельскохозяйственной техники. Л.: Лениздат, 1985.

64. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин/ Л.К.Шведов, Д.Я. Равинский, В.Д. Зозуля и др. Киев: Наукова думка., 1979.

65. Справочник по триботехнике. 1-3 том. М.: Машиностроение, 1989.

66. Справочник по триботехнике: В 3 т. Т.2: Смазочные материалы, техника смазка, опоры скольжения и качения/под ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1990. 416 с.

67. Степанов Ю.А. Вихерт М.М., Доброгаев Р.П., Ляхов М.И., Павлов А.В., Соловьев М.П., Суворов В.Г. Конструкция и расчет автотракторных двигателей М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1957. -458 с.

68. Трение, изнашивание и смазка. Справочник в 2 т. T.l/под ред. И.А. Крагельского, В.В. Алисина. М.: Машиностроение, 1978. 400 с.

69. Трение и износ. Всесоюзный научно-теоретический журнал. Т. 8. №3. Минск, Наука и техника, 1987. 576 с.

70. Трибология и надежность машин. Под ред. Авдуевского В. С. М.: Наука, 1990.

71. Чудинов Б.А., Полунин В.И., Криштал М.М., Павлихин С.Е., Рыбакин Г.Г. Опыт создания и работы трибологического центра на Волжском автомобильном заводе // Заводская лаборатория. 1997. № 4. С. 57-63. 82.10 лет ВМП// Авто Мир № 52. 2001 г.

72. Шабанов А.Ю. Прения по трению//5-е колесо. 2003. - №7. - С. 154-156.

73. Шабанов А.Ю., Зайцев А. Мотор не обманешь//5-е колесо. 2003. - № 11.- С.146-150.

74. Шабанов А.Ю., Зайцев А. Мотор не обманешь//5-е колесо. 2003. - № 12.- С.134-138

75. Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества. М.: Издательство «МИР», 1970, 368с.

76. Шпеньков Т.П. Физикохимия трения. Минск: «Университетское», 1991.397с.

77. Юдин Ю. Н. Конструирование и расчет автотракторных двигателей. Саратов., 1983 г.

78. Утверждаю Генеральный директор ОАО «Всеволожское»1. Шаваров В.В.г Че1. СУ '<2,о -о у1 I