автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБКАТКИ ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПРИ ПОМОЩИ МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИХ ПРИСАДОК К МАСЛУ

4 -з

На правах рукописи УЖ 621.43 : 621.790.3

КАР11ЕНКОВ АРТЕМ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОТБКАТКИ ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПРИ ПОМОЩИ МЕТ АЛЛОСОДЕРЖАЩИХ ПРИСАДОК К МАСЛУ

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и

ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Московском государственном агроинженерном университете им. В .П. Горячкина .

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

- доктор технических наук, профессор Стрельцов В.В.

- кандидат технических наук, доцент Колокатов A.M.

доктор технических наук, профессор, Евграфов В. А.

доктор технических наук, Сафонов В.В.

Корпорация «Агропромсервис»

Защита состоится 14 июня 2000 г. в 15й® на заседании диссертационного совета Д 120.12.04 Московского агроинже верного университета им. В.П. Горячкина.

С диссертацией : можно ознакомиться в библиотеке Московского агроинженерного университета им. В.П. Горячкина. Автореферат разослан «/£2>> мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного сове»

Н.А. Очковский

1 ( - РГАУМСХА -----

| имени К.А. Тймиря^ьсз

! ЦНБ имени Н.И.,2&:лезш>в& Общая характеристику раэдщ научн:.й литературы

■" Актуальность'- рабрты. На рынке . сельскохозяйственнойтехники -представлено более 100 наименований средств малой механизации. Примерное количество эксплуатируемых на них двигателей 5,5 млн.' шт. Двухтактные двигателя состаштот37%, что соответствует 2 млн. шт.'На ремонтныезаводы и- заводы-производители, предоставляющие сервисные услуги, ежегодно поступает 400...500 тыс. шт. мотокультиваторов и других средств ■: малой механизации, причем большинство с дефектами' двигателей', внутреннего сгорания. Данные цифры не учитывают количество - средств , малой механизации, ремонтируемых самостоятельно владельцами и другими путями в обход сервисных структур. Стоимость ремонтов ■ за период эксплуатации превышает по' самым скромным подсчетам стоимость* двигателя в 5;,.6 раз. Кроме того, после ремонта; как правило, ■ снижаются производительность и ресурс двигателя,- Ввиду -всего вышесказанного,' можно сделать • вывод' о необходимости повышения качества производства I и ремонта двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на средства малой механизации. ■

Одним из путей повышения качества производства и ремонта двигателей внутреннего сгорания является проведение качественной заводской обкатки. Освовнов задачей заводской обкатки должна являться подготовка двигателя к восприятию эксплуатационных нагрузок. Показателями • готовности' могут служить многие факторы, но в общем нужно говорить об установлении ^некоторой установившейся шероховатости- трущихся • деталей двигателя (качество приработки)1-' и работе без поломок на максимальных эксплуатационных режимах. От качества приработки деталей зависит как межремонтный ресурс,"гак и срок службы двигателя,-Цель работы. Повышение

качества приработки деталей ~ ЦПГ с

1 ;. • 3' *

использованием присадаи к маслу на основе никеля» обеспечивающей эксплуатацию двигателей с повышенным ресурсом.

Объект исследований. Двигатели, ММЗКО 03.501,;МД-6, МД-8 и ПД-10, широко применяемые в народном хозяйстве. '

• Методика исследований. . Включает проведение,. исследований прирабатываемости.основных деталей ЦПГ. двигателей с использованием современных к вновь разработанных составов ; приработочных присадок к

маслу, стендовых, натурных'испытаний. Качество приработки - оценивали по

, м- ' : ■

величине износа, шероховатости поверхности, времени сопротивления схватыванию и др. , •/* • i , .

Научная новизна, Заключается в теоретическом обосновании применения мелкодисперсного никеля для повышения качества приработки деталей ЦПГ двигателей; - экспериментальном . подтверждении концепции ускорения приработки деталей ! ЦПГ за счет интенсификации приработки в период холодной обкатки с последующим снижением интенсивности-износа деталей при горячей обкатке; создании новой прнработочной присадки кмаслу на основе' никеля, реализующей эффект. образования, пленки никеля - за счет физической адсорбции; разработке устройства холодной обкатки двухтактных двигателей внутреннего сгорания (патент №2 И1047 от 6б'.10.97 г.); разработке способа хйлодййя обкатки двигателя, внутреннего сгорания (патент; №2141048 от 06.10.97 г.). . ^ - ..... ^ ч

Iîp'aiçpweçKajj значимость. Разработана приработочная присадка на основе мелкодисперсного никеля, добавление которой к маслу позволяет:

- сократить -время стендовой обкатки; в-раза, сэкономить электроэнергию в 2,2 раза, топливо — в 3,1 раза по сравнению с обкаткой по типовой технологии без применения присадок.

- снизить суммарные приработочные износы до 56%, повысить ресурс

■■. ■ - usxf.-

двигателей на 30% по сравнению с обкаткой по типовой технологии

> . ! t..,î- ■. - ..'fj без пряработочных присадок. •

Пути : реализации работы. Результаты исследования могут бьтть использованы на ремонтных.предприятиях при обкатке-двигателей,, а также в других отраслях народного хозяйства. " *• ' •*'

Внедрение.-1 Процесс' ускоренной обкатки» двигателей; с использованием присадки никеля внедрен на: Л " ' ■ 1

- научно-производственном предприятии' «Агродизель» на ремонтном участке,при обкатке отремонтированных двигателей МД-б и МД-8;

- ОАО «Ростокинский ремонтный- завод» .при обкатке отремонтированных двухтактных двигателей ПД-10;

- Гомельском заводе пусковых двигателей при обкатке двигателей МД-. 6, МД-8. . Г, . Л,, ...

Апробация. Основные-,., положения .диссертационной; -работы докладывались: - . с , , ... - ,■ .■ -

- на научно-практической конференции «Восстановление и упрочнение деталей —■ современный, и эффективный способ повышения надежности машив»,Москва, 1997г.; . / ^ >■■•

- на международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика В.П. Горячкина, 1998 г.

Публикации.. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в-том^ числе один патент и два решения на выдачу патента на изобретение. ,■•.

Структура я объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов,.списка, использованной литературы,и приложений. Работа изложена на 226 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 38 ■ таблиц, библиографию из 112 наименований. . ; • •*-

ра тяд^ту выносятся: < :

- теоретическое обоснование применения приработочных присадок на основе: мелкодисперсного никеля для качественной приработки деталей ЦИГ двигателей; . ... . _ _.. г ... ,

- результаты,.,исследований (лабораторных, стендовых и .натурных) гфирабо^р^рьгх. присадок на основе мелкодисперсного г никеля ,для ускорения и повышения качества обкатки двигателя; результаты.эксплуатационных испытаний двигателей ММЗКО 03.501, обкатанных с применением присадат никеля; — ,,,: .-,■:.•< ... - , результаты ,,. внедрения ; исследований в .производство и их , .. экономическая оценка. ...

. ■ ■ •• ■>•■• . .■■ •••• ■ . Содержание работы . • . • "Г ■ ■■>*..г.-■

Во введении обоснована актуальность работы а сформулированы основные положение, которые выносятся на защиту.

1. Состояние вопроса н задачи исследований '' Средства малой механизации (СММ) ■ являются сельскохозяйственной техникой, пригодной для работы на небольших фермерских хозяйствах, приусадебных участках и т.д., призванной существенно снизить долю ручного труда при выполнении сельхозработ. ■ СММ: рассчитаны' на использование в местах, где невозможно и (или) экономически невыгодно применение крупных сельскохозяйственных машин. В России И страизх бывшего СССР выпускается около 100 наименований СММ и около 70 орудий к ним. :гу! - 1 : '

В основном- на 5 'мотоблоках- российского : производства ставятся одноцилиндровые1 четырехтактные и двухтактные карбюраторные двигатели; Если рассмаггриВать^весь объем СММ;'то можно видбт^,' что двухтактные двигатели составляют около 37%, а четырехтактные ^ около 63% от общего числа двигателей. :

При анализе' дефектов" мотокультиваторов, поступивших на гарантийное обслуживание,'*-вЪшснилось, что найболыпий- процент неисправностей приходится на цилиндропоршневую группу (22%) и разрушение подшипников качения, установленных на шатунной шейке коленчатого вала (14%).

Дефекты ЦПГ связаны - как с тяжелыми' условиями работы поршня и других деталей;' ее составляющих, так и с необходимостью 'улучшения предэксшгуатацнонной ■ обкатки - для' подготовки; деталей ЦПГ к'' восприятию рабочих нагрузок; Поршни'двухтахтных двигателей1 не" только воспринимают действие газовых сил, но и открывают и закрывают продувочные и выпускные окна. Термическая нагрузка на поршень большая, а условия смазки плохие. Все это приводит к тому, что поршни являются деталями двигателя, чаще всего 'выходящими из стро*. Смзака порхйя осушестиется подачеЙ.в хщлнндры бензина, в который в определеннойпропорции подмешано смазочное масло. Во время работы двигателя-- эта смесь попадает'' на< нагретые до- высокой температуры стенки-цилиндра. В результате ■ этого бензин испаряется ина

■ стенках остается только масло, обладающее высокой вязкостью. ■' - •

Существует несколько путей повышения качества приработки деталей двигателя: конструктивный^ технологический и эксплуатационный: Каждый из них определяется набором мероприятий. •

Способ, связанный с применением различных присадок к маслу, топливу, воздуху}наиболееэкономичный. 1 '<.- -

Для обкатки двухтактных двигателей с точки зрения подвода присадки к трущимся деталям ЦПГ удобно использовать присадки к маслу, добавляемые в тогшивно-масляную смесь. ■ " •

В связи с вышеизложенным определены следующие задачи работы:' *

1. Провести анализ состояния вопроса по < литературным и патентным

■ источникам. Определить наиболее перспективные направления по улучшению качества приработки и способы их реализации. .'

2. Теоретически обосновать применение приработочяой - присадки' на основе никеля для повышения качества приработки деталей ЦПГ двигателя.1

3. Провести сравнительные*' ~ исследования" эффективности ни кельсодержащих присадок с различным массовым - содержанием никеля и других металлов и масла М-8-В. *' :

4. Провести сравнительные исследования эффективности/лучшей из никелесодержащих присадок с другой выбранной присадкой на томже масле.

5. Провести лабораторные, стендовые испытания, сделать выводы.

6. Дать технико-экономичесхую оценку разработанных мероприятий.

• 2. Теоретическое обоснование применении присадок на основе -.-. ■ мел КОЛНСПерСМОГО никеля -.4, - " •'«-,!.

. Принцип действия присадки на основе карбонилз ннкеляшНикель .в высокодисперсцом состоянии добавляется;в моторное.масяо.тРазмер¡частиц никеля ^^жит а интервале 10"7... ДО"5 см. Данный золь входит в состав масляно-топливноЙ смеси для двухтактных двигателей. Во время работы двигателя выхлопные газы пропускаются через емкость« масляно-топливиой смесью, где никель, реагируя с окисью углерода, образует карбонил никеля, Карбонил никеля подается вместе с топливно-масляной смесью в цилиндр двигателя, где после выгорания бензина оседает с маслом на стенках цилиндра. Наибольшие температуры: достигаются на поверхностях, подвергающихся наибольшему износу. Именно здесь будет разлагаться карбонил никеля, снижая коэффициент трениями рзнос деталей. ЦШ" двигателя.

Таки}« образом, мы имеем; высокодисперсную систему с, дисперсной средой в виде масла М-8-В н дисперсной фазой н * виде-частиц- никеля со свойствами отличными от свойств никеля в большом.объеме.:. .

Яд|Х} дисперсной частицы составляют кристаллический агрегат.никеля и потенциал оопределякяцие иоцы никеля. В целом.ядро с двойным заряженным слоем называется мицеллой. Состав;.-.мицеллы, образованной высокодисперсным^(частицами никеля и оксидом углерода из отработавших газов показан на рнс. I. - , , - . :

Между > протнвоионами .■; адсорбционного и диффузного слоев устанавливается динамическое равновесие: , у

СО'--СО'.

л.

Состав мицеллы изображается следующим образом: .

-■V * ' • '■ ! ' *■ 1 - ■ ............. ' ' ' ' '

.■ tW.^^.im-^CO-i^iCO:,^ v , f „ (1) . .где коэффи циенты п,ти х — определяют число частнц, - составляющих мицеллу. , ].;.-■ • .,. г .... ^uMi :-- ■

. -Li* < \ ' Рнс.1. Строениемвцеллы наоснове никеля: .

кристаллический агрегат Ni;

^^■ютенцнапообразующие ноны NT*;

-адсорбционный слой, образованный ., Щ/протавононамя СО";

©-диффузный слой, образованный протнвоиоиамн СО" с постепенным ^ -t 'понижением концентрации по мере - удаления от ядра.v

Во время трения, при условии наличия иа трущихся поверхностях пленки смазки, имеются две границы раздела фаз. Одну границу образует зеркало цилиндра и смазочный материал, другую — поршневое кольцо и смазочный материал. На поверхности раздела двух фаз возникает направленная внутрь одной из них равнодействующая сил, приложенных к 1 см поверхностного слоя. Данная сила образуется за счет различного' межмолекулярного взаимодействия »'соприкасающихся фазах. Для перенесения молекул из объема фазы в поверхностный слой необходимо совершить работу, идущую на повышение поверхностной энергии. Данное повышение вызывается избытком энергии частиц в поверхностном слое по сравнению с энергией в глубине, объема фазы. В случае' наличия в жидкой фазе (смазочном материале) частиц, которые могут быть адсорбированы, происходит процесс сгущения этих частиц в пограничном. слое, т.е. адсорбция. Частицы могут вступать в связь с

поверхностью твердой фазы двумя способами: физическим и химическим. При физической адсорбции проявляются силы, имеющие ту же природу, что и силы межмолекулярного взаимодействия в твердых, телах. При этом частицы сохраняют свои индивидуальные свойства. При ' хемосорбции молекулы образуют химическое соединение с твердой фазой в поверхностном слое.

В нашем случае имеется поверхность зеркала цилиндра в качестве твердой фазы и смесь масла М-8-В с карбонилом никеля в виде высокодисперсной системы. Взаимодействия в этой двухфазной системе происходят в несколько этапов:

1. Диффузия частиц карбонила никеля в виде мицелл к поверхности твердой фазы с каплями смазочного материала. , , - т

2. В зоне взаимодействия микронеровностей поверхностей зеркала цилиндра и поршневых колец температура возрастает, становится'выше температуры разложения карбонила никеля, и получаются никель н окись углерода.

3. На поверхности твердой фазы происходит реакция физической адсорбции.

4. В точках фрикционного нагрева осаждается пленка никеля.

5. Истирание (десорбция) никеля с поверхности зеркала цилиндра и . поршневых колец.

6. ] Диффузия продуктов износа н десорбция с поверхности твердых фаз №.

., Во время разложение, карбонила никеля образуются безлигандные металлические кластеры в виде ультрадисперсных «голых» кластерных ионов.

Адсорбированная . пленка никеля, на поверхности зеркала цилиндра представляет собой кластерную пленку. Пленка образуется в основном за счет действия Ван-дер-ваальсовых сил.

3. Методика лабораторных исследований .

В целях получения достоверных результатов исследований использовали следующие методы оценки качества приработки деталей двигателя: этап

теоретической проработки; лабораторное исследования; натурные испытания; эксплуатационные испытания... ■-. • 1 ••

Для испытаний прирабатываемости деталей выбраны следующие составы - N1 (никель), ПГ-СР2, ПГ-СРЗ, ПГ-СГ4 и моторное масло М-8-В. Для оценки эффективности выбранных составов использована известная металлоплакирующая г присадка ОГМ-3, предназначенная ■ для ускорения приработки деталей ЦПГ двигателей ЗМЗ и ЗИЛ.

Исследования проведены на машине для испытания материалов; на 'грение и износ СМЦ-2 с применением самоустанавливающихся образцов.. - : ■.■'.>

Программа рсследрваннЦ н^ м^шиии СМЦ-2.: ч • ■ '' ■ : .

1. Присадки добавляли в моторное масло в количестве 2% по массе;.'

2. В качестве:образцов использовали*колодки изсерого чугунаСЧ25, внутреннюю'поверхность которых?-механически , обрабатывали, до

3. Режим проведения ¡испытаний в зависимости от опыта: л=300:..1000

' мин"', Р=0..Л862Н. ■ ■ . ■ '

4. Машину трения СМЦ-2 подготавливали для проведения испытаний с образцами по схеме колодка-ролик и проводили испытания.

5. Качество ^ приработки; деталей оценивали лпо*моменту силы трения, температуре, износу деталей, шероховатости рабочих поверхностей..

Во время'лабораторных исследований использовали следующий: способ получения оксида углерода: :к . 100 мл концентрированной серной :кислоты Н^Од, нагретой > до ■ 80°С, прикапывали 30 мй 90-процентной муравьиной кислоты: .- ■ ■ •• »:.'.

11 1 НСООН-+СО+НгО. >■■:'.• ■■ ' (2)

Кроме паров НзО. газ содержад немного 50з, СО^ и воздух;'1'- * ■ ' ' -

После получения оксид подводился к маслу М-8-В'с добавкой никеля и, соединяясь' с ним,' образовывал карбонил'никеля.' -После этого присадка считалась готовой длялабораторных испытаний на машине трения СМЦ-2.'"'''

Данный способ более удобен, чемиснользование.СО от отработавших газов. Он более чистый и менее материалоемютй. По . своему составу (примесям),. полученный газ близок к отработанным газам 1 двухтактных двигателей внутреннего сгорания. - V ... < ..„.„„^ .■■■

4. Методика стендовых н эксплуатационных испытаний: ■,,

Испытание приработочных свойств; масла ;с. присадками. проводили в небольших ремонтных'мастерских^ и автосервис^, ^ги^осквы,;^;>ГЛ99ковской области. Испытуемые двигатели ¡собирали из деталей,. имеющих- одинаковые размерные группы.: Поршневые. кольца устанавливали' новые.: Проводили проверку параллельности,*- соосности и'перпендикулярности всех базовых деталей - двигателей.. Испытания?'двигателей' проводилиI с ..креплением на специальной раме, собранной для обкатки двигателей данного типоразмера.

Было обкатано по 10 двигателей на смеси бензина А-76 с чистым маслом М-^В, М-8-В с присадками «ПГ-СР2, ПГ-СРЗ, ПГ-СР4,: (100%Х ОГМ-3, -всего60двигателей, то . , ; - .;= ..

Для о11ределения суммарного приработочного юноса после обкатки двигателей;*испытуемых на' масле М-8-В-чистом* и с присадками,они были установлены на мотоблоки и прошли - натурные испытания в течение 20 ч. Испытания-проводили^ на слегка задернованных глинистых почвах. Качество приработки , двигателей оценивали по * шероховатости гильз : цилиндров, величине износа поршневых колец, гильз цилиндров и визуальным осмотром.

Для определения величины, стендового износа проводили микрометраж и взвешивание деталей ЦПГ. двигателя до обкатки и после. Для определения полного: приработочнрго^износа проводили дополнительно; микрометраж и . взвешивание этих.же деталей после шестичасовых натурных испытаний. .

: Определение рзноса поршневых кодецпрюводили по потере массы за время испытания. Для этого использовали аналитические весы точностью

0,0001 г..Износ гильз цилиндров определяли ыикрометражом с помощью индикаторного нутромера с точностью измерения 0,601 "мм^ Микрометраж гильз цилиндров проводили в плоскостях и сечениях, указанных на рис.2.

'Все исследуемые детали были подвергнуты визуальному осмотру на налйчие'задиров, мест схватывания и т.д. Шероховатость поверхности зеркала гильз цилиндров определяли. при помощи профилографа-профилометра "мод. 201. ' ^ • ' '•• *

-Для ^оценки надежности и межремонтного ресурса двигателей, 1 обкатанных на масле М-8-В с присадкой N1 (100®/»), па эксплуатационные

Рис.2. Схема1 микром етража цилиндра двигателя ММЗКО 03.501:

1-ЮС - пояса измерений;: 7,5...67,5 -рссстоиние от верхнего , торца далиндра, мм.

испытания направили 10 двигателей, установленных на мотокультиваторы. Также эксплуатационные испытания проходили 10 двигателей, обкатанных на чистом майле<-' М-8-В. Все мотокультиваторы с установленными на них двигателями интенсивно эксплуатировали на частных земельных угодьях. Вместе с '- каждым мотокультиватором владельцу выдавался специальный журнал для регистрации наработки в моточасах,-отказов двигателя! в процессе эксплуатации1 ;М!; Др.»' Гарантией аккуратного заполнения журнала владельцем мотоблока являлось условие льготного гарантийного обслуживания в период эксцлуатациошшхиспьгганнй:-'1' > -' . ..л: ¡к..

5. Результаты исследований н обсуждение результатов - '"

1 Выявлена оптимальная концентрапдя, присадки никеля для улучшения процесса приработки, . равная 2% , мае. При этом данная концентрация обеспечивает стабилизацию момента сил трения и температуры в зоне трения в промежутке между 10 и 20...25 минутами, снижение износа образцов (рис. 3, 4).

■ В результате изучения влияния присадок. на, шероховатость образцов выяснилось, что интенсивность приработки . образцов поршневых колец и зеркал цилиндров наибольшая при применении в качестве присадки никеля и за первые 15 мин составляет соответственно 3,4$ и 1,17.

В результате испытаний присадок на противозадирные свойства выяснено, что.схватывание образцов, испытываемых па чистом масле М-8-В, наступало после 5,6 мин, а на смеси масла и присадки никеля - после 27 минут.

Таким образом, к 30 минутам обкатки на смеси масла М-8-В и присадки никеля все основные трибологические показатели стабилизировались, что свидетельствует об установившемся режиме трения и изнашивания и об окончании приработки образцов.

Согласно методике стендовых испытаний. проведены испытания двигателей ММЗКО 03.501 на смеси бензина с чистым маслом М-8-В, с маслом М-8-В с присадками ПГ-СР2, ПГ-СРЗ,'ПГ-СР41 никеля (100%), ОГМ-3. В ходе испытаний было использовэдо 18 двигателей (по 3 аа каждой позиции).

При проведении сравнительных испытаний присадок получено следующее:

' 1.' Использование смеси масла М-8-В и присадки никеля (100% N1)

обеспечивает более качественную приработку с меньшими : приработочиыми изиосами основных' деталей ЦПГ. У двигателей, обкатанных на данной смеси, износ меныие на 63.„72% для

м„ Н М

/ 3

■ч.. , ► / 4 Ч:

■1 /// < \

ч - .

и ^ я .А *л *

/ " " *

г.инн

Рис.3. Зависимости момента рилы трения от времени испытаний образцов на масле М-8-В чистом и с различными присадками: 1- ПГ-СР2; 2 - ПГ-СРЗ; 3- ПГ-

СР4; А -ОГМ-3; 5 - М-8-В;« - №.

.*Г ..г

т,*с

■1 *■• \ / 1

2

__

т- .

■■ »- ^; |

Г, мин

Рис.4. Зависимости температуры в зоне трения от времени испытаний образцов на разных присадках н чистом масле: 1- ПГ-СР2; 2 - ПГ-СРЗ; 3- ПГ-СР4; 4 - ОГМ-3; 5 -М-8-В; б—ГЛ.

поршневых колец (рис. 5, б) и примерно соответствует суммарным износам поверхностей зеркал цилиндров (рис. 7) при обкатке на масле М-8-В.

2. Износы поршневых,, колец при - 20-часовой натурной' обкатке уменьшаются на 37.. .43% у двигателей, обкатанных на смеси масла М-8-В и присадки никеля. ■ '-'■•'

3. Суммарный прирабогочный износ поршневых колец уменьшается на 48, „56% в сравнении с износом на чистом масле.

4. Данный состав позволяет получить более ровную кривую износов зеркала цилиндра, без резких скачков и изгибов. Амплитуда колебаний значений износов вдоль кривой составляет около 1,5x10° мм.

5. Шероховатость гильз цилиндров уменьшается с 0,32 мкм после обкатки до 0,30 мкм после 20-часовых натурных испытаний.

На эксплуатационные испытания направляли отремонтированные двигателив количестве 20 шт. Изних 10 двигателей. были обкатаны на приработочном составе, состоящем из масла М-8-В С присадкой никеля 2% мае., а 10 — прошли обкатку на чистом масле М-8-В. Обкатка двигателей проводилась в ремонтных мастерских, как правило, находящихся рядом с хозяйствами.

Начало эксплуатации двигателей - май 1999 г. Конец эксплуатации (сбор данных) - сентябрь 1999 г. Состояние двигателей хорошее. Средняя наработка на 30.09.99 г составляет:

для двигателей, обкатанных на чистом масле М-8-В, -187,6 моточасов; - , для двигателей, обкатанных на смеси масла-: М-8-В с присадкой никеля,— 175,1 моточасов,

После окончания работы для определения величины износа деталей ЦПГ двнгателя производили микрометраж' цилиндра и взвешивание поршневых колец. ''

И,

.1 н

; (

т

. Ч !

■ "■.•■! А

1 •

ои» 1 г * ДД1011

/у АМЮ <иав*

-

- 5\ \

шн 1 йоамм .: 1 АОМ

* - - Т V" ' ЦП4/' '■<' ' ' ' -Т" ^ Ч

,, ЛА Ри<^5. Износ ъерхнмх поршневых колец даигателеВ; 1 — 11Г-СР2; 2 -ПГ-СРЗ; 3 — ПГ-СР4; 4 - Ыц 5 - ОГМ-3; б - М-8-В.

Н.

Г «*

-1 • : -11 •с- ---- 2 14ЛИ11 М"« -

«и. ^ %

"1 I ..........

5

\ - -

. »• <• ,'. т,ч '

Рис.6. Износ вторых (нижних) поршневых колец двигателей; Г^'ПГ-СРЗ;' 2 - ПГ-СРЗ; 3 - ПГ-СР4; 4 - N5; 5 - ОГМ-3; б - М-8-В.

«У

1С« • / —

»,04 * 1' ;

•с

* \ и

\ (г

4'

• Рис.7. Диаграмма иэйосов цалиндров двигателей: I - ПГ-СР2; 2 ; - ПГ-СРЗ; 3 - ПГ-СР4; 4 - N5; 5 - ОГМ-3; б - М-8-В расстояние от верхней кромки цилиндра)

i i«

При сравнении полученных данных видно, что- износ • порш невых колец ? двигателей, обкапанных на смеси масла М-8-В и присадки никеля, ниже, чем юное поршневых колец двигателей, обкатанных на чистом масле М-8-В.

Зеркала цилиндров двигателей, обкатанных на масле М-8-В с присадкой никеля, изнашиваются меньше. Максимальный износ для двигателей, обкатанных на чистом масле М-8-В, составил 0,0032 мм, а обкатанных на смеси масла и присадки никеля составил 0,0016 мм, что в два раза меньше. :

В- результате.....визуального "'осмотра '* видной""что использование

вриработочного состава позволяет получать и сохранят* более качественной поверхность зеркала цилиндра, и во время эксплуатации. Так у двигателей, обкатанных на чистом.масле М-8-В, видны задиры, риски и прочие дефекты поверхности. В то время.- как у двигателей, обкатанных на смеси масла М-8-В и присадки никеля; задиров-не замечено, а прочих дефектов значительно меньше.

Использование присадки никеля к маслу M-8-J3 позволяет ускорить обкатку двигателей с получением более равновесной шероховатости поверхностей трения ЦПГ двигателей. При этом обеспечиваются меньшие начальные изн осы основных деталей ЦПГ^ (снижение на 63...72% для поршневых колец и примерно на 5 % для суммарных взносов поверхностей зеркал цилиндров). < . '

Двигатели, прошедшие обкатку на смеси масла М-8-В и присадки никеля

2% мае., по состоянию на 30.09.99г., имеют за время эксплуатации среднюю + ■ * *

наработку 175,1 моточасов и находятся в хорошем состоянии к есть основание ожидать повышения ресурса двигателей. По прогнозу - ресурс двигателей,

обкатанных на смеси масла М-8-В и присадки никеля 2% мае., увеличится

( "- *

примерно на 30%,'по сравнению с двигателями, обкатанными на чистом масле M-S-B.

г & Внедрение результатов исследований в производство Расчет техн и ко-оконом нческого эффекта

: ■ . Процесс ускоренной обкагки с' йримеиением присадки никеля внедрен в производство на научно-производственном предприятии «Агродизель» при обкаТке'огремонтиро ванных пу&овыхдв^тактнЙх' Двигателей МД-би МД-8 и на. ОАО Ростокинский ремонТшай завод» при обкатке 'отремонтированных пусковых двигателей ПД-10. Данный • процесс позволяет сократить время стендовой обкатки в 2,3 раза. -

> Расчет экономической эффективности праведен на примере внедрения технологического процесса ускоренной обкатки двигателей ПД-10 на ОАО «Ростокинский ремонтный завод». ' '

• - Внедрение технологического процесса ускоренной обкатки двигателей с применением присадки никеля к маслу дает экономию электроэнергии в 2,2 раза, тошгава — в 3,1 раза, повышает надежность рабойы двигателя. Расчетный ; экономический эффект от внедрёйия даййого техУ¿логического процесса ( на примере обкатки двигателей ПД-10 на ОАО «Ростокинский ремонтный завод») за период 2000 - 2004 гг составил 1 493 718 рубля.»

Ч . *' '

^ т.. .

. . .1 ■■'ti, . . ■ ■ м-,1 • 1 ■ , ...

Общие выводы

'' I. Анализ литературных и патентных источников показал, что наиболее перспективным направлением повышения качества приработки деталей ЦПГ является s'. применение нриработочн ых присадок, особенно для обкатки двухтактных двигателей внутреннего сгорания,' применяемых на средствах малой механизации, в качестве пусковых двигателей и т.д.

' 2. Изучена зона контакта "Jwyx трущихся тел с точки зрения коллоидной химии, когда поверхность зеркала цилиндра является твердой фазой, а смесь

масла с присадкой никеля - высокодисперсной системой. В процессе работы двигателя карбоннл - никеля,- разлагаясь , в.. зоне взаимодействия микронеровностей за счет возрастания температуры, высвобождает никель в виде кластерных частиц, которые за счет физической адсорбции осаждаются на зеркале цилиндра. ■ ■•■-_■.

3. Разработана присадка к маслу на основе мелкодисперсного никеля, позволяющая, снизить сопротивление трению-и износ деталей за счет образования антифрикционной пленки никеля. Определен оптимальный состав концентрации присадки 2% мае. к маслу. <

4. -Сравнительными: лабораторными^ испытаниями установлено, что -присадка никеля является наиболее эффективной приработочной присадкой по

сравнению с присадкой ОГМ-3 и другими составами. Шероховатость поверхности снижается в 1,1 раза. Противозадирная стойкость повышается в 4,5 раза, момент силы трения стабилизируется через 10...20 минут. • ■

5. Натурные испытания.двигателей показали,.что добавление присадки никеля к маслу обеспечивает более качественную > приработку с меньшими приработочными износами основных деталей' ЦПГ (на 10% меньше по сравнению с присадкой ОГМ-3). Суммарный приработочный износ поршневых колец уменьшается на 48..,56%, шероховатость, гильз цилиндров уменьшается на 5% после 20-часовых натурных испытаний, в сравнении с износом на чистом масле. ; - , . . :

6. Эксплуатационные испытания показали, что использование во время обкатки приработочного состава на основе присадки никеля обеспечивает снижение износа поршневых колец и зеркал цилиндров.в 1,6... 1,7 раза по сравнению с обкаткой на масле с присадкой ОГМ-3. 7 ...»

7. Технологичесий процесс ускоренной обкатки с применением присадки никеля к маслу внедрен в производство па научно-производственном предприятии «Агродизель» на ремонтном участке при обкатке отремонтированных двигателей. МД-б, МД-8 и на ОАО «Ростокинский

t ...

ремонтный,завод»,,при обкатке отремонтированных двухтактных двигателей ПД-10. Процесс j обеспечивает сокращение времени стендовой об&тки в 2,3 раза, дает экономию электроэнергии в 2Д раза, топлива — в 3,1 раза, повышает надежность работы двигателя. Расчетный экономический эффект от внедрения данного технологического процесса ( на примере обкатки двигателей ДД-10 на ОАО «Ростокинский ремонтный завод») за расчетный период 2000 — 2004 гт сотавил 1 493 718 рубля.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Нужна ли методика ускоренной обкатки двухтактных двигателеЙ?//Ж. «Тракторы и сельскохозяйственные машины», №8, 1997г. С 34.

2. Технологические мероприятия для ускорения обкатки ЦПГ автотракторных двигателей. — Материалы н.т.к. «Восстановление и упрочнение деталей— современный и эффективный способ повышения надежности машин», М.: ВНИИТУВИД «Ремдеталь», 1997, C.51...52. (соавторы Подзоров А.Н., Соловьев A.B.).

3. Интенсификация процесса приработки цилиндропоршневой группы автотракторных двигателей. - Материалы международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика В.П. Горячкина. — Том 2, М.: МГАУ, 1998, с. 211...212 (соавторы Подзоров А.Н., Соловьев A.B.).

4. . Решение о выдаче патента на изобретение №97116204 от 0б.10.97г, Устройство холодной обкатки двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Кл. F 01 М 15/00. (соавторы Попов В.Н., Стрельцов BJ3», Карпенков В.Ф., Подзоров А.Н.).

5. Решение о выдаче патента на изобретение №97116203 от 0б.10.97г. Способ холодной обкатки двигателя внутреннего сгорания. Кл, Р 01 М 15/00. (соавторы Попов В.Н., Стрельцов В.В., Карпенков В.Ф., Подзоров А.Н.).

б. Патент №2128686 от 06,10.97г.. Состав для ускорения приработки деталей цшпшдропоршневой труппы в период стендовой обкатки, (соавторы , Попов В.Н., Стрельцов В.В., Карпенков В.Ф., Подзоров А.Н.).

Подписано к печати Х&еО

Формат 60 х 84/16.

Бумага офсетная. Печен офсетная.

Уч.-нзд. л.

Тираж л><Рэкз.

Заказ № Л

Отпечатано в лаборатории оперативной полиграфии Московского государственного агроннженерного университета вы. В,П. Горячкииа

127550, Москва, Тимирязевская, 58