автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Ускоренная обкатка отремонтированных карбюраторных двигателей с применением металлоплакирующих присадок

ргь Oft

г

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации

Саратовский государственный агроинженерный университет

На правах рукописи ГАРЧЕНКО Виктор Иванович

УДК 621.43.001.4:621.43.004.67

УСКОРЕННАЯ ОБКАТКА ОТРЕМОНТИРОВАННЫХ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩИХ ПРИСАДОК (НА ПРИМЕРЕ 3M3-53)

Специальность 05.20.03 — «Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники^

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов — 1995

Работа выполнена в Саратовском ГАУ н Московском ГАУ им. В. П. Горячыша.

Научный руководитель: доктор технических наук, про. фессор ЦЫПЦЫН В. И.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор СТРЕЛЬЦОВ В. В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ЗАГОРОДСКИХ Б. П., кандидат технических наук, доцент ОСИПОВ К. Г.

Ведущая организация — Управление технического сервиса . Главмехэлектро МСХП РФ.

Защита состоится «

ге » А/^7/? 1995 г. в 12 часов

на заседании диссертационного света Д.120.04.01 при Саратовском государственном агроинженерном университете по адресу: 410740, Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ. Автореферат разослан « > О/7/Э е/?1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор

ОБЩ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работу. В сельскохозяйственном производстве Российской Федерации на автомобилях эксплуатируется более одного миллиона карбюраторных двигателей, в основном после капитального ремонта- Нормативный ресурс отремонтированного двигателя ЭМЗ-53 составляет 95 тно. им, фактический же не превышает 55...65 тыс. кы. -Долговечность двигателя, его работоспособность во многой зависят от качества приработки трущихся деталей. Приработку их осуществляют на заключительной стадии ремонта в период стендовой обкатки. Обкатку проводят в течение двух-трех часов с нагрузками и скоростями меньшими, чем в эксплуатации, на стандартных моторных маслах и режимах, не обоопечивазарк ускорение приработки трущихся деталей. Это является причиной того, что двигатели дополнительно обкатывают в эксплуатационных условиях хозяйств с понккеншми на 25 % скоростями и нагрузками. Общий пробег эксплуатационной обкатки равен 1000 кы. Так как двигатель не эксплуатируется на полную мощность, то это приводит к дополнительным экономическим потеря!.!. Интенсификация сельскохозяйственного производства, увеличение нагрузки иа единицу техники требуют максимальней подготовки двигателей к эксплуатации на южную мощность. Производитель сельскохозяйственной .продукции должен иметь технику с гарантированным ресурсом на менее 80 % от нормативного значения. Ооэтотлу крайне важно завершить приработку деталей в период стендовой обкатки двигателей.

Актуальность проблемы подтверждается тем, что она включена в планы НИР !»ТАУ, СГАУ, явяявдиеся частью государственных и региональных научно-технических программ и постановлений 1КНТ и АН России. . .

Пета- раооты. Интенсификация процесса приработки трущихся деталей двигателей путем применения металлоплакируоднх присадок, обеспечивающих повышение их ресурса.

Объект исследований. Отремонтированные карбюраюрные двигатели 3,13-53, широко используемые в аграрном производстве.

Методика исследований вклвчала лабораторные испытания прира-боточннх присадок, стендовые испытания экспериментальных двигателей, эксплуатационные испытания дэпгатолей в хозяйствах. При проведении исследований использоьали современные кот ода ОЗЕБ-спектро-скспии, ЭШ, специально созданные установки.

Научная новизна диссертаиии заключается в комплексном подходе к решению поставленной задача по интенсификации процесса обкатка двигателей с применением металлоплакирухшх присадок, новнх способов и технологий. Разработан новый зкологаческя чистый способ проведения обкатки двигателей с использованием приработочшх присадок к воздуху. На способ получено положительное реженке о вндо-46 патента.

Практическая ценность. Разработану технология ускоренной стендовой обкатки двигателей, установка ло приготовлению и сепзраш:;: прирзботочишс присадок, система подготовки к централизованной ¡га-дота приработочшсс .масел к двигателям. Обеспечено увеличение ресурса стромоктированша двигателей, приработанных по новой технологии, на 50 % по сравнению с двигателями, лриработашы.ш по га-псво^ гохнояогии,

Пути реетаз тети пабоТк. Результаты исследований могут-быть использованы ка мотороремонтных заводах, при проектировании станций по обкатке и кспитанию двигателей, а также при чтении курсов ремонта машин s триботехники "в вузах.

Виеп?°нке, Технология ускоренной обкаткЕ двигателей внедрена на двух азторемопт.чнх заводах г. Кемерово. Положительныэ резуяь-тати дали возможность рекомендовать ковув технологию дет внедрения по всему региону Кузбасса.

H:i зааитг вннооятся следующее научгко положения:

- теоретической обоснование кятеноафикоцшг приработки трушах-сл деталей двигателей с помогая метоляопввкируюаих присадок;

- результаты испытанна нового экологически частого способе холодной обкатка двигателей с по:,:о20,а присадок к воздуху;

- результату стендозих кспытзннй двигателей 3-Î3-53 с яспояь-зованаеу стандартных ыотеркнх касел и масел с ярвработочнща присадка:,-^.;

- результаты внедрения в производство новглс способов a itx экоио?л:ч«ская оценка.

Ддробапая. Осногкне полог.оняя работы дел о г: о ни, обсувдеац и одобрен;!:

- на ьаутанх кэнгерегщдях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Московского государственного агрошшгнорно-го университета гм. В.П. Горячккна в 1392-1904 гг., Саратовского. государственного агрокнгзнорногэ университета в 1995 г. ;

- на технических советах Кемеровского АРЗ (I3SG-I393 гг. ), завода "Автоаграгат" (г, Кемерово, IS92 г.).

¡MlШШШи Результат диссертационной работы отражена s грох публикация^ одном нзушо-мсдедовательсг.см отчете, зарегистрированном в ЩШК. Получено одно пологлтояькое релешэ Госкоиизсбре-тоннй Р'5 ü рцдаче патента.

Стггтурч и об'щ.'. работ». Диссвр-тщя состоят кэ ввекек«!, оек'й глав, общих выводов, списял литература, дри/гокенай. Района лалоаока из 131 странице машинописного такс?-':, содортат 55 рлзуп-ков, 52 табяицц, библиографию лз 99 наниепозаигЛ:.

• СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение

Изложена актуальность проб ли,ш и основные педоглонкя, которне выносятся на защиту.

I, Состояние вопроса. Цель и задача исследования

Ресурс двигателей по еле ремонта обеспечивается качественно;! приработкой трустхея деталей» Приработку производят в период схек-доеой обкатки двлгатзлел ка заводах и во время эксплуатационной обкатки в хозяйствах.

Полная обкатка двигателя, качественное проведение которой позволяет уменьшить откаэи в период эксплуатации и повысить ресурс двигателей, происходит за 1000 км пробега автомобиля. Объективные причины не позволяет1 проводить столь длительную обкатку, поэтому возникает необходимость ускорения этого процесса.

В решение прсблеш иктенсификзцаи процесса приработки деталей и обкатки двигателей внесли сеой вклад ученые: С.Г. Арабян, Н.З. Варшавский, И.С. Воинов, S.A. Владимиров, Л.М. Гаепко, Д.И. Гаркунов, В.В. Долбин, В.Г. Заренбия, К.П. Карасшс, Б.И„ Кос-тецкпй, U.M. Кривенко, P.A. Кугелъ, H.H. Масяов, 2.М. Мухик, М.Х. Пигьмзтов, II.К. Носихип, И.К. Столяров, П. Г. Суслов, . В.В. Стрельцов, А.Г. Терхунов, H.A. &ломоноп, Н.В„ Ураицоэ, Г.Л. йароиов, B.II. Лупщш и др.

Нсслодоглпвлул, прозеденшдщ вздушти научно-исояедопатольс-

кимя коллективами страны: 1ШШ1И, ЛГЛУ, МГЛУ, Ю1ИАТ, СГЛУ, ЩТУ, ЧГАУ п ад., подтверждается актуальность данной проблемы.

Ускоренную приработку поверхностей трешм деталей при обкатке двигателей осуществляют с пошцьп приработочных присадок к воздуху, топливу и маслу, а также изменяя режшш и условия ее проведения (нагрузку, скорость, время, температуру воды, масла).

Присадки к воздуху более эффективны для деталей Ш1Г, к маслу -для деталей КШМ, поэтому рекомендуется комплексное их применение.

Из приработочных присадок наиболее интересны металлоплакирующие присадки, обеспечивающие в зависимости от условий трения ускорение приработки и уменьшение приработочннх изкосоь деталей. К ним относят комплексные металлоорганическиэ соединения 1/КФ-1В, ОГЫ-Т. 2, 3; КТШС-1,4, 1Ъетердн-3, 4 и др.

-бзор литературы показал, что, кроме четырех*лорнстого олова, практически отсутствуют присадки к воздуху. Однако данная присадка токсична. При проведении обкатки дизелей используется присадка АЛД-ШС, действующая ках приработечная только на этапе горячей обкатки. Для холодной обкаткй впервые создана присадка ОШ-С, требующая дальнейших исследований.

Обкатку двигателей, как правило, проводят на облегченных режимах, что не способствует ускорению приработки деталей. Поэтому, очевидно, что рациональные режимы обкатки с использованием специальных присадок могут существенно ускорить атот лроцесс. На основе анализа литературнше и патентных источников установлена возможность эффективной приработки деталей в период обкатки двигателей за счет комплекса новых приработочных присадок к воздуху и маслу, что обеспечит подготовку двигателей к тяжелым эксплуатационным условиям.

Основной целью Дапной работы является интенсификация процесса приработки труикхся деталей карбюраторных двигателей путем применения мьтавяоплакируюдих нрисадок, обеспечивазэдих повышение гас ресурса,

Исходя из указанной цели, поставлены основные задачи ясслодо-вания:

1. Теоретически обосновать применение мстсляоппакируюцчх присадок для ускорено!} приработки трудкхсл деталей в период обглткк двигателей.

2. Разработать присадку, новые споссби и устройства для проведения ускоренной и качественно)'; об«£тки дя::гателеЯ.

б

3, Провести сравнительные лабораторные исследования образцов деталей на мгьлнэ трешш с применением прирзботочшк ггеталдодяа-кирукцкх присадок.

4, Провоста стендовые испытания двигателей на стандартных маслах и маслах с приработочшг-Ш присадками по типовым и разработан-1шм режимам.

5, Внедрить технологию ускоренной обкатки двигателей па мотороремонтных заводах России и дать ее технико-экономическую оценку.

2, Теоретические предпосылки интенсификации приработки труются деталей при обкатке двягателэЛ

Концепция ускоренной обкатки двигателей (по Стрельцову В.В.) отражена на рис. I.

Рис. I. Схема ускоренной обкатки двигателей ^ 13-53 с уво точенными нагрузка!.«! и примененная моталлоплакирующих присадок: I - изменение пркработочного износа; 2 - -частота рращекяя коленчатого ва-тш; 3 - ус&овкпл нагрузка

?

В период холодной обкатки двигателя под действием позерхност-но-азшшанх веществ, содержащихся в приработочнкх присадках, и удзшгых нагрузок происходит пластифицирование поверхностных слоев» что обеспечивает нятенсивнув приработку деталей (рис. I, зона I). В период горячей обкатки реализуется явяекяо избирательного переноса с ойразовашш.: антифрикционных пленок металла (например, меди) в местах трения деталей, что сникает прлрзботочннй износ (рис-, I,. зона 3). Тпк\кл образом, применение метайяопдакпрузсйпх яр;:су?.ок, с одной стороны, способствует ускорении приработки, с другой - сцаяеяню начального износа деталей.

При тр-зтпгг. деталей граничные поверхности испытывают как упругие, тгл: з слпышз локальные пластические дс^ор.мецп;; с паруие-нлем структура я появление:.; дислокаций* В результате увеяичнвоет-ся сь .одноя поверхностная о нерпу;, и контактная'зона пратерпава-01 состоялпе сильного активирования. Это состояние сопровождается проэбразсзакнеа вещостз, сг-ткрацкой хнаяескпс реакций.

Коэффициент тэения при динамичоокск взаимодействии тел «моет

вид:

где уо начальное значение когЭДицмента треняя; <5- напряжение;

У - га* К.ашент, характеркзуадгй прочностные сьойства твэрдс.л-» тела; ис - величина энергетического барьера; 'С - постоянная

вдака; Т - температура,

3 соответствии и теорией активных центров Тейлора при иаруше-кристаллической решетки образуется кьтаяитически активной по— ьорхность. Напримех*, дл>» активизации процессов на поверхности трещи; в с выдали «астуцы окис г. кремния ралмзром до 3 мж, что способствовало ускорена»? ¡уступпения якглыуатат'.оллого рдамп а-рекхй щй'ч данко« нагрузке к «акхекав энерготачеокого

барьера и0. Яри значг.тельной интенсификации процесса приработки

величина иоторь энергия на трение умеккп&ьвеь, а коэффициент трения имел максимальное оначенаа по сравнения сс суозкой без окиси кремния.

3 данной работе активаторами били частицы кеди, которые обра-зсаыгались после стирания труцишея поверхностями дстат" деигатб-

гя шдаой плепта, восстановленной из состава метаядопяшшрущой

присадки.

На оспово кгтодягл Добгпгша М.Н. спрздолепа аналитическая зг<-п:С'Хоо?ь ресурса еояряавякя "кояопчатшЧ вал -- вкяадиз" ог- грсг.о-нл обкатан:

аТ = ~ , (2)

где N - *шспо оборотов коленчатого вала за зрогп обхотш,

&0 - дх

N = — - , (3)

ДН

дН - среднее значение износа за один оборот кояопчатсго ваяо;

Дт, А2 - радпалышй зазор соответственно в начале л в конце приработки; П - средняя частота вращения коленчатого вала в период обкатки.

При холодной обкаткэ двигателей длт экологической безонас-нсстп п сниаения расхода лрпсадкя к воздуху разработан способ, эп-клочахдайся в многократной цкрхсуяяцш: приработочной присадки с воздухом по заг/кнутому циклу (рис. 2). На данный способ получено положительное решение на выдачу патента й 820091122 от 15.12,94 г.

Расход приработочных присадок при обкатка двигателей можно .определись по фэр:луле

где Од - количество присадки ОШ-С для обкатки одного двигателя; ты - теоретический расход меди на обкатку одного двигателя;

т.

= (5)

р - плотность меди; $ц - суммарная площадь поверхностей трения

гильз цилиндров; к - толщина пленки меди; - количество ыедп в I кг присадки ОШ-С.

Рис. 2, Холодная обкатка' двигателей при циркуляция воздуха с присадкой по замкнутому циклу

3. Методика экспериментальных исследований

Методика исследований основано «а системном подхода к включает проведение лабораторных нспатаний образцов деталей я масел с ыеталлоплаккруодима прясадяаыл; испытание двигателей в заводских условиях; пень-танке отремоахирозашаас яадгатеяей в эксплуатационных условиях.

Качество приработки дат а лей сцонявада по многочисленным параметрам Т. Е0, и, Н/<, Рп,'Рр, %. ый), обоспечквашшм достоверность результатов.

Лабораторные йсслодогаш: проводили с использованием образцов, изготовленных из основных деталей двигателя 333-53 (гильз цилиндров я похешеигх колец), Шероховатость 8д поверхностей трения по-рад испытанием была сведущая: гильз цилиндров - 0,32 шм; поршневых конец - 2,4 мкм. Испнташм проводила но масане трения СЩ-2 с прилзненяем самоустакавтшващвйся колодки, что обеспечило хорошо повторностя результатов испытали*. Режимы испытаний: п = 10

= 500 мин-*, Р - 1000 Н. При этом использовала наиболее зффок-ткв1-шо пр'юадгсп: Гретерпн-З, ШХ-2, Гарант, ИОС АН, ОШ-3',1. При-са&ш вводили в касло М-В-В^ с концентрацией от 0,25 ко 3 ?! по (лзесо.

!(1игфотвардоегь поверхностей тр-зпгл образцов гильз цаялндроз определила па кеталяогрзфэтесксм микроскопе ИоорноЬ-21, состав структуры поверхностного сдоя образцов порэиеных колец - снятием 0ЖЗ-спекгрограг.гл па спсктрскзтрз Г31 1-6С0, перохссзтссгв Па поверхностей трения деталей - на профалогтафо-пра^нгоибтро ?-??дэгд 201 завода "Калибр". Для шшгюметрагл деталей ксподъзоп'эг.л кяда-каторкий нутромер п скобу с точностей измерений 0,001 г/л. Износ деталей измеряли по потера их кассн на аналитических весах ВЛЛ-20СМ.

Испытания двигателей проводиля па стенда КИ-2139Б. Стонд оборудовали расходоморачп топлива АИР-50 а газов РГ-40-1. При испытаниях использовали серийно выпуска егдав иасха: И-Г-А—58, И-бд/Ю-Гр

1Л—0—Вр, СВД-8. При испытаниях указанные масла сравнивали нвкду

собой п определяли их эффективность для обкатки. Затем в эти масла вводили приработочныо присадки и оценивали их влияние на э^Т.активность приработки деталей.

На последнем -этапе стендовых испытаний наиболее эффективные присадки и масла исследовали по ускоренной технологии. Испытшгдл проводила на регюлах, указании в таблице.

Испытания проводит с присадкой к воздуху 01М-С в период холодной обкатка двигателей. Для введешш присадки использовали стандартный карбюратор.

Качество приработки деталей в период обкатки контролировали но критериям, основными из которых являлись Ые, дРы. дРг. Методика испытаний соответствовала ГОСТ 14846-84.

На эксплуатационные испытания направляли двигатели Ж3-53, отремонтированные на КАРЗ. Двигатели эксплуатировала на маслах М-З-В^- и М-8-Б в различных хозяйствах Кемеровской области. Двигатели испытывали до лоступлешш в решит согласно плану [мим] по ГОСТ 17510-79.

Реяиш сравнительных испытаний двигателей 2.!Э-уЗ на различных маслах и присадках

Этапы обкатки

! ! ! Вщ«щ

!Чястота !УсловншШ-8--&г, !вращения !нагруз- !и г .'колькчато-'ка, Й ¡{Ц^^,

1сЩ-8, Ш-в-В}- с

коленчатого вала,

-I мин

! 1

.... X ¡воздуху

}приработочнн-!01М-С рги присадками I

!01М-35: Г Ш-Г-А-ё8+2 %\ ЮШ-ЭМ и '.присадка к !воэ;

евд-е

Холодная

Горячая без нагрузки

Горячая под нагрузкой

800 - 25 10 15

1000 - 15 — 10

1400 - - 5 . -

16С0 125 Ю 5

1600 170 10 - с о

160Э 190. - 2 -

1600 210 15 2 5

1700 240' . - 2 -

теоо 220 10 - 5

18С0 290 - 3 -

2000 225 10 - 5

200) 330 - 3 -

2100 350 - 3 -

2200 250 10 ■ - с; и

2400 300 10 - 5

Всего: 135 30 т

4. Лабораторные исследования

металлоплакируоЕйх присадок

'¿'рибологические сравнительные испытания ;.:<?таллоплпкирухпих присадок проводили по двум параметрам: изменении момента силы трения (рис. 3) и температура прпработечного масла.

Для определения э'М-октивчосзи действия приработочннх присадок использовали дМт - разницу меяду екяаш трения

Ы„

- м.

•тех

•'П1Л

= д!.'

т'

¿3.1

9

\

\32.

Ряс. 3. Изменение момента с.члы трения при испытания образцов сопряжения "гильзе - поршневое коль-

цо" (Р = 1000 Н, п = 500 млн ) на маслах: I -:г.-8-В1; 2 - М-8-1^+2 % ОШ-ЗЛ; 3 - М-8-%+2 %

ШХ-2; 4 - % Гретерин-3; 5 - М-8-В-^

+ 3 % Гарант; 6 - И-З-В^+О.б % КОС АН

Применение моторного масла М-в-В^ в&Дбт к некоторому снижению лМ,г (см. крпвук I на ряс. 3). По море приработки она достигает незначительной величины, равной 0,35 Н-м.

При введении присадки Гарант в базовое масло Ы-в-З^ величина

дЫт составила 0,20 Н-м, что в 1,75 раза нкг.э, чем при использовании :.!-8-Вт. Это молою объяснить абразивным действием алмазных порошков. В то же вре?дя присадка обеспечивает наименьшую шероховатость образцов гильз Ра = 0,19 мкм.

.¡рпсадкп йСС АН, несмотря на ее малое содержание, достаточно о^;г ктивка. Ло сравнении о маслом М-8-В^ дМ? в 1,4 раза больше.

Присядка ОЫХ-2 обеспечивает сиигекко за время испытаний на

0,43 Н«и, что объясняется действием ПАВ, содержащихся в присадке. • '

Присадки ОШ-ЗМ и Гротерии-З по своего действию пршерно одинакова. Величина дМу снижается соответственно на 0,55 н 0,50 Н-м, что в 2 раза больше, чем при использовании масла M-8-Bj. Такое действие отих присадок обеспечивается содержанием в них олеиновой кислоты и соединении меди.

При оценке эффективности присадок по увеличения темпоратурц зв время приработки наиболее эффективным оказался состзв M-8-Bj + + 2 % ОШ-ЗЛ. Температура увеличивалась на 57 К, что меньше по ерзвпеншз с другими составами на 10...33 К.

Сроди мета л лоп лакирующие присадок наиболее аффективной была присадка ОШ-ЗМ. После приработки на масле M-B-Bj мякротвердость поверхности образцов снизилась до 1600 МПа, что на 13 % меньше, чем пос"9 приработки на масло Ы-8-Bj + 2 % 0IM-3M« На глубине О,03...0,05 ш наблюдалось некоторое увеличение микротвердости по сравнения с основным слоем (Нзд = 2200 МПа): на 9 % - при использовании масла M-8-Вт и па IB % - при использовании масла с присадкой ОШ-а.1. Эти данные свидетельствуют о возможности повышения ресурса работы таких деталей по сравнению с деталями, приработанными но стандартных моторных маслах -(сипа Ll-8-Bj-).

ОЖЕ-спектроскоппл показала, что после' приработки на масле с присадкой 0Ш-£.1 на поверхности образцов поршневых колец ¡плелся слой меди толщиной 0,3 ккм. Непосредственно на поверхности наряду с медью (6 %) содержалось 91 % углерода. Такое распределение элементов обеспечивало низкое тренаэ к малый износ деталей. После ■ приработки на пасло M-S-Bj содержание углерода снизилось на 23 %.:

5. Стендовая обкатка отремонтированных двигателей

Обкатку двигателей на стандартных маслах проводили по типовым режимам. Время стендовой обкатки составило 115 мин. Лучшие результата получили при обкатке двигателей ШЗ-БЗ на приработочном масле СЩ-8. Так, по сравнении с маслом H-6-Bj- расход мощности на трение пра холодной обкатке снизился в 1,8 раза, или составил 3,2 к 5,6 кВт соответственно, картержх газов при горячей обкат-кв - в 1,36 раза, или ¡¿2 и 20 л/мин соответственно, топлива -

И

в 1,19 раза, или 22 и 26 кг/ч соответственно, при я. = 2400 мин-*. Лриработочные язносн деталей снизились почти в 3 раза.

После полной обкатки двигателей на моторных маслах М-8-В| к М-бд/10-Г2 получили примерло одинаковые результаты по расходу картер;мх газоз (31 л/мин) и мощности на трение (5,4 кВт). Лучшие результаты после обкатки по износу деталей а расходу топлива показало масло М-бд/10-Гр Это обеспечивалось допиленным содержанием в масле эксплуатационных присадок.

Шероховатость гильз цилиндров была более низкой при обкатке па масле И-Г-А-68. Снижение шероховатости, очевидно, происходит за счет повышения износа деталей из-за отсутствия противоизпоспых присадок в этом масле. Г.пело (ВД-8 снилает начальный износ деталей за счет образования на поверхности трения пленка дисульфид молибдена.

Таким образом, испытания двигателей на стандартных маслах показали, что лучшим из рассмотренных масел, является приработоч-ное шсло О'ДД-8, разработанное специально для обкатки двигателей. Масло И-Г-А-68 представляет интерес, так как обеспечивает наименьшую шероховатость и имеет низкую стоимость. Недостатком его является значительный износ деталей. Uao.no М-бц/Ю-Г^ по своим показателям находится на втором месте после шсла О'ДД-8. Шсокие показатели масла !,!-63/10-Гх обеспечивается большим содерланнем (по сравнении о другими) эксплуатационных присадок, но для ускоренной обкатки это масло нельзя рекомендовать из-за низких пряработочных свойств я высокой стоимости по сравнении о другими шсязми (примерно в 2 раза).

Для дальнейших исследований в качестве базового было выбрано масло М-О-Бр'так как оно применялось на ремонтных заводах и било более деаезцг.1 но сравнению с другю.та моторными маслами.

Сравнительные испытания двигателей па пасло М-З-В^ с прирабо-точннмя присадками показали, что расход модности па трение в период холодной обкатки значительно снизился по сравнении с обкаткой на шсяах без присадок (рис. 4). Анализ полученных кривых показал эффективность присадки 01Ы-3<».. Сравнивая присадки ОШ-ЗМ я ОКХ-Я, имеющие одинаковую) основу - олеиновув кислоту, нежно продпйяоакть, что повышенный расход мощности при использовании присадки ОГлХ-2 вызван соединениями х^иа , частицы которых икеэт большую твердость по сравнению с меднаия. Присадка Греторин-З,

гпзядзя медные соединения, моисо эффективна по сравнению с присадкой ОШ-ЗЛ, очовидпо, из-за образования более вязких полимерных соединений. Расход йартерннх газов при горячей обкатке пош-падея с увеличение;.! частоты вращения колончатого вала.

\ • \ I !

¡ 4. •

! V

I ч

Ч,

« з

Ч

к>

Рис. 4. Изменение расхода мощности на трение во время холодной обкатки двигателей на маслах с присадками: 1-- Ь!-8-В1 + 2 % ОШ-ЗМ; 2 - Ы-8-% +г%

ШХ-2; 3 - И-8-В]- * 1,5 % Гретврин-3; 4 -1,1-8-% + 3 % Барант; 5 - М-8-% + 0,5 % ИОС АН; ' 6 - И-Г-А-68 + 2 % ОШ-ЗМ

Испытания показали, что наименьший средний износ гкльз цииш-дров наблюдался поело обкатки на касле И-Г-А-68 + 2 % ОГМ-3. Установлено, что при введении присадки 01М-ЗМ в масло И-Г-А-68 яз-бос гкльп снизился в 8 раз, а в масло М-8-В)- - в 2 роза по сравняйте с износами гильз цилиндров, приработанных на этих ае маслах сез прпоадкк. Отсюда присадка ОШ-ЗЫ в масла И-Г-А-С8 дает Сюгшгй э&ект ( И - 1,1 мкц). Средний износ гильз при введении 16

присадки КОС АН в масло М-О-З^ составил 2,3 шал, при введении присадок я Гротерин-З - 3,0 мкм.

Суммарная оценка результатов испытаний присадок 0'.!Х-2 и КСС ЛН при обкатке карбюраторных двигателей показала, что они понев эффективны по сравнен® о присадками, содержащими медь»

Приезда Гарант, оодер:.ш;:;ая ультроашазнио пороики, не достаточно ейоктивна из-за новыжешке: пзпоеов деталей и больней иоро-хогатости поверхностей тр-злия.

Даяьпе&луя уекороаауа ебкатку дЕИгатояеГ: проводили у дсуг.*л лужка составами: И-Г-Д-бЗ + 2 % ОШ-З! и М-0-В1 + 2 % ОШ-СГ.Т. Ллл срашгеш'л асоояьзойах! приработочиое масдо СМД-О.

При проведении уекорэшюЗ обкатки двигателей к воздает добавляя: присадку ОШ-С |> одновременно к мас.чу К-Г-А-бО и М-С-В присадку 0Л.1-ЗГЛ. Присадку ОШ-С подавай в течение 10 мин тз период холодной обкатки. Двягатеяи на маслах с присадками ОШ-3.1 и ОРЛ-С :: воздуху обкатывали в течение 30 мин, на мясло ОЦД-8 - в мочение 60 мин.

Результаты определения расхода мощности на трогаю евздетеяь-ствуют, что комплексное применение яраработочиых ауксадок сиикае« расход модности з 3 разг. по сравнения с обкаткой на масла СМД-8. Применение присадки ОШ-С улучшает результаты по сравнению с дак • шсйн, представленными на рис. 4 {кривые 5, 6).

По сравнении о тага по3 обкаткой расход карторных газов ош:~ зился на 1?. ..23 %. Это мокко объяснить лучаой прялогаемостьп сопгян'шия "кольцо - гильза", которая достигается за счет действия нрпрзботочноП ггрисад?:!! 0Т7'~0 я период холодной обкатки.

Дэмеяпо.иасла за вромл ускоренно!! ебкоткн снизилось по орпв-!'с-!1И5о с тилоеЪГ: в меньше? степени. Ойьясняотся что тем, что температура масла при ускоренно!, обкатке ли™о, отсюда ^.яркость масла В1лиэ, э значит падение давления в спотомо неаизчитояьно.

Масло О^Д-8 менее эффективно (на 33...71 %) по сравнении с действием присадок СРД-?.'Д. и ОШ-С.

Расход топлива у двигателей, обкатагпшх на маслах И-Г-А-68 и 1Л—8—Вт с присадкой ОШ-ЗМ и ОШ-С к воздуху практически сохранился на уровне 1а,3...20,3 кг/ч. Эти данные совпадают с результатами обкатки двигателей на прирабсточных составах по типовой технологии (18,8...21,0 кг/ч). Интенсивность увеличения расхода топлива пра обкатке на масле И- Г-А-бЙ с присадкой ОШ-3»1 наименьшая.

Комплексное применение присадок ОШ-ЗМ к маслу к 01М-С к воздуху приводит к снижению приработочных износов гильз цилиндров (рис. 5).

Рис. Ь. Средний износ гильз цилиндров двигателей поело ус-коленкой обкатки на приработочных составах: I - И-Г-А-68 + + ¿ % 01М-2.1 и ОШ-С к воздуху; 2 - Ы-8-^ + 2 % -0Ш-2М и

ОШ-С к воздуху; 3 - ОМД-8

Износ лораневых колец при ускоренной обкатке на масле ОМД-8. состалл Ик = ?»20 ыг, что на З..Д2 % меньше по сравнению с обкаткой на маслах с присадкой ОШ-ЗМ и ОШ-С к воздуху. Аналогичные данные подучены и по износу вкладышей. По износу коленчатых валов все составы показали примерно одинаковый результат: износ практически отсутствует. . •

Шероховатость гильз цилиндров после ускоренной обкатки с присадками ОШ-Ш и ОШ-С была 0,13 мкм, что на 30 % меныае по сравнению с обкаткой двигателей на ;/.эсяб 0ЦД-8.

Средняя величина расхода г->шкости на трэние после ускоренной обкатки двигатэдэй составила 3 кВт для ьсох приработочных составов, что в 1,23 ¿аза нпхе но сравнению с типовой обкаткой.

Ускоренная оокатка двигателей показала, что.наиболее э<;>?:ек-тщ(Ны.! является комплекс: присадгл 011,1-3(4 к маслу к ОЛ.'-С к воз-

духу. Првдпочтителытой является масло И-Г-А-68, так как обеспечивает приработку деталей за минимальное время. Приработка деталей на масле ОМД-8 происходит в 2 раза-медленной, тая как при равных результатах время обкатки составляет 60 мил.

6. Эксплуатационные испытания отремонтированных двигателей

На эксплуатационные испытания были направлены двигатели 3,13-53, отремонтированные на Кемеровском авторемонтном заводе и прирабстан1Шв нз масле И-Г-А-68 о применением комплекса присадок ОШ-ЗМ к мзслу и 01М-С к воздуху. Для сравнения использовали данные о ресурсе отремонтированных двигателей 2МЗ-53, эксплуатирующихся в хозяйствах Кемеровской области» которые были приработаны на масле М-8-В, а также сведения об эксплуатации новых двигателей. Эксплуатационным испытаниям подвергали также двигатели ЗМЭ-53, обкатанные на масле М-8-В с применением присадок 01М-3.1 к маслу и 01М-С к воздуху. ]

Испытания показали, что средний пробег двигателей до капитального ремонта после ускоренной обкатки на масле И-Г-А-ба + 2 % ОШ-ЗМ и с присадкой ОШ-С составил 112051 км, а на масле М-8-В с присадками - 101332 км.

Средний пробег отремонтированных двигателей, обкатанных на масле М-8-В по типовым режимам Кемеровского авторемонтного завода, составил 74707 км, новых двигателей, эксплуатируемых в хозяйствах Кемеровской области, - 165404 км.

Сравнивая ресурсы двигателей после обкатки на маслах И-Г-А-С8, М-8-В, видим, что ресурс пссле обкатки нз масле М-8-Б несколько нижа. Это моядо объяснить меньшими приработочкнми узносами то время обкатки двигателей на масле И-Г-А-68 с комплексом присадок.

Таким образом установлено, что у экспериментальных двигателей ресурс выше в среднем на 50 % по сравнению с ресурсом двигателей, приработанных по типовой технологии, и из 14 % - при ускоренной обкптке на масле М-8-В с комплексом присадок.

)

7. Внедрение результатов исследований в производство.

Расчет экономического эффекта

Проведенные исследования позволили разработать технологический процесс ускоренной обкатки отремонтированных двигателей 3,53-53, ЗЛЗ-66, 3,13-672, Предлагаемая'технология обеспечивает сокращение времени стендовой обкатки примерно в 4 раза, эксплуатационной - в 5 раз.

Бозопасность использования присадок типа ОГМ подтверждена токсияояогичосккадл исследованиями, проведенными в лаборатории экологии Киевского НЙ13НЕ вы. Л.Б. Громашевского. Установлена бозконтостг. ее использования при обкатке двигателей. Но степени токсичности присадки относятся к 4-му классу, что соответствует токсичности шторных масел.

Для изготовления присадок типа ОБ.! в заводских условиях разработана компактная установка, сбаспочшзгж=г,ая приготовление 120 кг присадки в течение двух часов.

Процесс ускоренной обзсатки с применением присадок 01М-ЗМ к глслу И-Г-Л-6В и ОШ-С к воздуху внедрен на двух мотороремонтных заводах (г. Кемерово) с подтвержденным эконошческим эффектом 535000 руб. Расчетный экономический зфТ;ект• составил Б,5 млрд руб. (п ценах 1334 г.)..

ОБЩ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных источников и выполненных исследований установлено, что ресурс отремонтированных двигателей в условиях эксплуатации составляет 30...40 % ресурса новых двигстедоЯ. Теоретически; обоснована возможность использования {,:в?аклопяакирувваз: присадок для интенсификации обкатки к увели-:. чения ресурса карбюраторах двигателей.

2. Разработана методика расчета ресурса сопряжения "коленчатый вал - вкладыа* при обкатке двигателей. Обоснован новый способ аровгдонйл ккояогичоски чистой холодной обкатки двигателей при ¿спользоезшы приработочкых присадок к воздуху (пелглмталъкоо рос ели и о тядг.че патента ст 15.12.94 г. по заявке 21 920091Т22).

3. Но основе орапаагольной оценки прерзооточмж свойств раз- • якадк.-: аркседсл к иасгои, ш'до 1ке>шс!г нг. мэзине тропи: с испось-

зованием материалов деталей.цияпндро-поршневой группы и крязо-шипно-аатунного механизма двагатаяя 3*53-53, установлено, -что наиболее эффективными металяоплакирущимн присадками являится ОШ-ЗМ и Гретерин-3, Применение за з масле M-8-Bj позволило сократить время приработки в 3,2 раза, снизить момент трения в 1,4..,2 раза по сравнению с базовым иаелом. Опт;\д:алыюа .содержание в иасле присадок - 1,5...2 % по кассе.

Присадки 0МХ--2 я КОС АК кенео зффгктпвиц но сравнению с медь-содеезащпми присадка;.?! при обкатке карбюраторных двягатзлей. Присадка Гарант, содержащая ультра а лггззнао порошей, дает повышенный износ деталей.

4. Сравнительный анализ изменения микротвэрдости поверхностей трения гильз цилиндров показал, что после приработки на масле M-8-Bj с присадкой ОШ-ЗМ наблюдается повышение микротвердости

на глубине 0,03...0,05 юл в 2 раза по сравнении с приработкой на масле М-З-В без присадок. Это дает возможность прогнозировать увеличение ресурса работы таких деталей., ; ' .

5. Методом ОНЕ-спвятроскопии установлено, что ira поверхности трения образцов поршневых колец, приработанных на иасле M-8-Вт

с использованием присадка ОШ-Э.! наблюдается пленка меди тощи-' ной 0,3...0,4 тлил, способствующая качественной приработке. При этом непосредственно на поверхности наряду с кедью имеется большое количество углерода (до 94 %), что обеспочиваот работу сопряжения с низким трением я износом.

6. Испытания двигателей на стандартных маслах И-Г-А-68, M-8-Bj, '-!-6о/Ю-Г|, 0:11-8 по типовой технологеи ебкатки показали, что. лучшим для приработки деталей является приработочиоо масло ОМД-З. Индустриальное касяо И-Г-A-GS обеспсчиваат ."аксиальное снижение яорохеватости поверхностей трения до - 0,1ч мш, по при птсм наблюдаются аоигдешзго начальные износ« деталей (от ?. до 5 раз но сравнении с цруггми масяпма). Масло ."-G^/IO-Pj, обладая высокими эксплуатационными свойствами, не способствует ускорению пркк-.ботки' деталей.

7. Проводен::е ускоренной обкатки двигателей на масле ОВД-3 ({.О и касках "-Г-А-68, r.î-8-Bj с присадками СШ-ÔJS и маоду a CÏV-C к воздуху (оО мин) позволило ойредаяить, что лучшей яв-ляа-ся ебклтка с пииг/.снонаем приработанного состава П-Г-А-СЗ +

+ 2 % ОШ-ЭД и ОП1-С к воздуху. Время обкатки в этом случае сокращается в 3,8 раза по.сравнению с типовой технологией на стандартных маслах. Качественная приработка деталей позволяет тайге сократить эксплуатационную обкатку двигателей в хозяйствах до 8 ч вместо 30...40 ч.

8. Эксплуатационные испытания двигателей ЭМЗ-53 после типовой и ускоренной обкатки с комплексным прженениам присадок к маслу и воздуху показали увеличение ресурса по сравнению с типовой обкаткой на ыасле М-8-3 на 36 %, на масле И-Г-А-68 на 50 %. Пробег экспериментальных двигателей составил 112061 км.

9. Процесо ускоренной обкатки двигателей на маслах М-8-Вр М-8-В, И-Г-А-68 о присадкой ОШ-С к воздуху и ОШ-ЗМ к маслу внедрен на двух заводах (г. Кемерово) с подтвержденным годовым экономическим эффектом 965000 руб. Расчетный экономический эффект составил более 5,5 илрд руб. (в ценах 1994 г.).

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах:

1. Эффективность присадки ОГМ при обкатке двигателей 3.13-53А на Кемеровском АРЗ // Энерготехнологические средства с.-х. назначения и их технические системы: Сб. науч. работ / ШИСЛ. М., 1989. С. 27-30 (соавторы Стрельцов В.В., Карпенков З.Ф.).'

2. Внедрение процесса ускоренной обкатки капитально отремонтированных автомоскльных двигателей: Отчет с НИР / 1ЖИСП; .5 ГР 01860053205; Ияв. й 02910053551. М., 1991. 92 с. "

3. Новое масло ОВД-8 для обкатка карбюраторных двигателей //. Агропромышленный комплекс России-. 1992. С. 46-48 (соавторы Некрасов С.С., Стрельцов В.В., Носихин П.И.).

4. Влияние моторных марал и присадок ка потери мощности на трение при холодной обкатке двигателей // Технический сервис в АПК: Сб. науч. тр. МГАУ. М., 1994 (соавторы Стрельцов В.В., Носи- . хин Я.И.).

5. Способ подачи присадки с воздушной смесью в период холодной обкатки двигателе.":. Заявка на изобротзние й 920091X22 от 15,12.92 г. Полокитшаноо решение о выдаче патента от 15.12.94 г. (соавторы Стрельцов В.В., Носихин П.И.).