Підвищення надійності деталей

Виходячи з функціонального призначення, гільзи циліндрів належать до головних елементів поршневих ДВЗ і є найбільш відповідальною деталлю ЦПГ. Стінки внутрішньої порожнини гільзи служать напрямними для поршня при його переміщеннях між крайніми положеннями і стикаються з полум’ям і гарячими газами, досягають температури 1500-2500?C (рис. ,[ ]). Гільза циліндра працює в умовах резкопеременних тисків в надпоршневой порожнини. Поршень при переміщенні діє на гільзу з бічною силою Nб і в кінці кожного ходу, перекладаючи з ударом об стінку гільзи, змінює напрямок свого руху, причому в мертвих точках швидкість його дорівнює нулю, а потім наростає до максимуму, складового в автомобільних двигунах до 25 м/с при номінальній частоті обертання колінчастого валу і знову зменшується до нуля в суміжній мертвій точці. Такий нерівномірний рух поршня і пов’язаного з ним комплекту рухомих деталей породжує змінні за величиною і напрямом сили інерції Pj зворотно-рухомих мас, що діють вздовж осі циліндра. Сили тиску газів Рг в надпоршневой порожнини однаково діють як на поршень, так і на головку блоку і стінки циліндра, при цьому завжди, маючи рівну собі величину і напрямок, ці сили взаємно врівноважуються всередині системи.

Рис. 1. Сили, що діють на деталі ЦПГ.

На частку гільз циліндрів з-за впливу високих механічних і теплових навантажень припадає значна частина відмов двигунів. Основні складові експлуатаційного зносу циліндрів автомобільних двигунів наводяться в табл.

марка двигуна

ЗМЗ –

– 53

ЗІЛ –

– 130

ЯМЗ –

– 236

ЯМЗ –

– 238

КамАЗ –

– 740

Загальний эксплуатационныйизнос * 100 100 100 100 100

Від нормального теплового

режиму без надходження

у двигун пилу

17,8-30,8 15,2-32,1 19,8-29,7 19,3-29,0 20,3-33,1

Від зниженого теплового

режиму без надходження

у двигун пилу

5,3 – 10,3 5,0 – 10,7 4,2 – 6,3 4,1 – 6,1 4,7 – 7,9
Від межсменных пусків 5,4 – 9,7 10,9-18,4 8,4 – 12,7 8,9 – 13,3 9,8 – 12,1

Від надходження пилу

двигун

49,2-71,5 38,8-68,9 51,3-67,6 51,6-67,7 46,9-65,2

Таблиця. Складові експлуатаційного зносу гільз циліндрів, %

* – включаючи неустановившиеся режими роботи двигуна по оборотам і навантаженні

Знос пари тертя гільза циліндра – поршневе кільце виявляється в складному різноманітті форм і залежить від великої кількості одночасно діючих факторів: умов експлуатації двигуна, наявності граничних умов змащення, агресивності середовища, якості очищення повітря, палива і мастильного матеріалу, поєднання матеріалів елементів пари тертя, їх механічних і теплофізичних властивостей, характеру мікрорельєфу, якості їх покриття, умов прироблення і т. д.[ ]. Результати багатьох досліджень [ ] дозволяють стверджувати, що при зворотно–поступальному ковзанні в парі відбуваються інтенсивні пластичні деформації, які призводять до спотворення кристалічної решітки металу та прискорення дифузійних процесів. Крім того, зовнішня поверхня гільз піддається явищ корозії і кавітації. Тому гільзи циліндрів повинні володіти великою механічною міцністю, підвищеною жорсткістю і добре протистояти різним видам зношування.

Кожен з видів зношування рідко зустрічається в чистому вигляді. Зазвичай вони проявляються комплексно. Характерні для гільз циліндрів види зношування представлені на рис.

Види зношування:
робоча поверхня гільзи
зовнішня поверхня гільзи
механічне
молекулярно-механічне
корозійно-механічне
абразивне
схоплюванням
окисне
кавітаційних

Виды изнашивания

Рис. Види зношування гільз циліндрів

Слід сказати, що будь-який з цих видів зношування може виявитися відповідно провідним або супутнім в залежності від умов і режимів роботи двигуна при експлуатації автомобіля.

2