Повышение износостойкости цилиндров автомобильных двигателей при восстановлении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.10, кандидат технических наук Ратников, Александр Станиславович

• Ратников, Александр Станиславович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ратников, Александр Станиславович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ

ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1. Режимы трения и изнашивания в ЦПГ автмобильных поршневых ДВС

1.2. Теоретические принципы повышения износостойкости деталей ЦПГ ДВС

1.3. Математическое моделирование изнашивания деталей ЦПГ

1.4. Влияние режима работы и свойств моторного масла на износостойкость ЦПГ

1.5. Известные конструкторско-технологические решения, направленные на снижение изнашивания цилиндра

1.6. Микропрофилирование путем пластического деформирования внутренней поверхности цилиндра

1.7. Выводы, постановка цели и задач исследования

2. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ

ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЦИЛИНДРА

С МИКРОРЕЛЬЕФОМ НА ТРУЩЕЙСЯ ПОВЕРХНОСТИ

2.1. Постановка задачи

2.2. Основные допущения при анализе гидродинамики сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо»

2.3. Получение и анализ выражения гидродинамической несущей способности в сопряжении «цилиндр-поршневое кольцо» при отсутствии микрорельефа на зеркале цилиндра

2.4. Анализ форм микрорельефа и оптимизация его шаго-высотных параметров

2.5. Анализ соотношения шага микрорельефа на цилиндре с длиной (осевой высотой) поршневого кольца

2.6. Ключевые соотношения для выбора рациональных значений параметров микрорельефа

2.7. Обоснование допущения плоскостности поверхностей микрорельефа

2.8. Физические предпосылки к выбору способа повышения твердости поверхности для снижения изнашивания

2.9. Разработка модели изнашивания сопряжения «поршневое кольцо-цилиндр»

2.10. Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОРЕЛЬЕФА НА ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЦПГ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ И ПРОГРАММЫ

3.1. Описание расчетной модели и программы

3.2. Цель, задачи и объекты расчетного исследования

3.3. Сравнение гидродинамической и трибологической эффективности микрорельефов на зеркале цилиндра

3.4. Определение погрешности линейной аппроксимации формы круглой канавки фрагмента микрорельефа

3.5. Формирование микрорельефа для последующих моторных испытаний

3.6. Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ИЗНОСОСТОЙКОСТИ

ОПЫТНЫХ ОБЪЕКТОВ,,,,,,,,,

4.1. Лабораторный этап

4.1.1. Цель экспериментов

4.1.2. Объекты исследования, оборудование и результаты

4.2. Триботехнический этап

4.2.1. Цель испытаний

4.2.2. Объекты испытаний

4.2.3. Средство испытаний

4.2.4. Методика испытаний

4.2.5. Результаты испытаний

4.3. Моторный этап

4.3.1. Цель испытаний

4.3.2. Объекты испытаний

4.3.3. Средство испытаний и оборудование

4.3.4. Регистрируемые показатели и погрешность измерений

4.3.5. Методика испытаний

4.3.6. Результаты испытаний

4.4. Выводы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение износостойкости цилиндров автомобильных двигателей при восстановлении»

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на значительный прогресс автомобилестроения и двигателе-строения, вызвавший в последние 10-15 лет существенное повышение технического уровня конструкций, проблема обеспечения надежности автотранспорта, в значительной мере связанная с износостойкостью основных трущихся деталей двигателя, по-прежнему актуальна.

По данным статистических исследований отказов автомобильных двигателей, поступающих в ремонт, на детали цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) приходится до 20% всех отказов, а затраты на их восстановление составляют более 30% от всех затрат на капитальный ремонт двигателя.

При ремонте деталей ЦПГ одним из наиболее дорогостоящих и технически сложных является технологический процесс восстановления сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо».

Процесс изнашивания деталей ЦПГ сопровождается сложными физико-химическими явлениями, учет которых позволяет разрабатывать и внедрять в ремонтное производство технико-технологические решения при восстановлении деталей, повышающие долговечность двигателей в эксплуатации. Развитие теорий о трении и износе привело к созданию физико-математических моделей подвижного контакта, которые в ряде случаев заметно облегчают анализ механизмов изнашивания и поиск путей их оптимизации. Применительно к трению наиболее разработанными на сегодняшний момент являются модели гидродинамического режима смазки и граничного трения, для описания изнашивания -модели усталостно-механического истирания. Тем не менее, в каждом конкретном случае применение этих моделей требует решения ряда специфических задач, связанных с проблемой идентификации и назначения граничных условий. В итоге лучший результат повышения износостойкости и улучшения показателей энергоэкономичности достигается там, где теоретические основы и расчеты находятся в тесной связи с качественно поставленным экспериментом.

В результате многочисленных стендовых моторных и эксплуатационных исследований в нашей стране и за рубежом установлено, что преобладающим видом изнашивания цилиндров, оснащенных современными устройствами для очистки смазки и воздуха и изготовленных из коррозионностойких материалов, является молекулярно-механическое изнашивание (истирание), интенсивность которого увеличивается с ростом скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Очевидно, что снижение износа указанного типа следует искать на пути сокращения времени непосредственного контактирования трущихся деталей при одновременном повышении твердости их поверхности.

Одним из способов улучшения условий смазки и трения в сопряжении ЦПГ выступает применение так называемой плосковершинной топографии для трущейся поверхности цилиндра, которая помимо обеспечения хороших условий смазки, способствует также повышению качества и сокращения длительности приработки в период обкатки двигателя. Технологически получать плосковершинные поверхности стало достаточно просто после широкого внедрения процессов алмазного хонингования, обеспечивающих достижение стабильных показателей обработанной поверхности. Вместе с тем, следует заметить, что многочисленные испытания двигателей с цилиндрами, обработанными по технологии плосковершинного хонингования (ПВХ), в целом ряде случаев показали заметное увеличение расхода масла на угар. Это обстоятельство требует поиска новых технико-технологических решений повышения износостойкости цилиндров, лишенных указанного ограничения. Среди ряда известных подходов к решению этой проблемы наибольший интерес представляют методы поверхностного упрочнения и, в частности, поверхностного пластического деформирования (ППД). Однако этот подход также не свободен от принципиальных недостатков, связанных с уменьшением маслоемкости поверхности, а также резкого повышения трудоемкости и стоимости технологических операций при восстановлении цилиндров автомобильных двигателей.

Компромиссное решение может быть найдено на пути объединения лучших сторон технологии ПВХ и ППД, что и составило рабочую гипотезу исследования, предполагающую возможность повышения износостойкости цилиндра за счет одновременного улучшения гидродинамического и граничного режимов трения в сопряжении «цилиндр-поршневое кольцо».

Цель данной работы состоит в теоретическом обосновании, расчетной оценке и экспериментальной проверке применения комплексной трибологиче-ской подготовки внутренней поверхности чугунного цилиндра, обеспечивающей повышение износостойкости сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо».

Для достижения поставленной цели в работе предусматривается решение следующих задач:

- выполнить гидродинамический анализ сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо», предусматривающий получение обобщенных соотношений для назначения рациональных величин шаго-высотных параметров микрорельефа цилиндров автомобильных двигателей, поступающих в ремонт;

-разработать расчетные модели изнашивания сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо» для компьютерной программы на базе этих моделей;

-выполнить расчеты минимальной толщины слоя смазочного материала, износа и мощности механических потерь в сопряжении «цилиндр-поршневое кольцо»;

-создать методики лабораторного тестирования, а также ускоренных триботехнических (на машине трения) и моторных (на полноразмерном двигателе) сравнительных ускоренных испытаний опытных объектов;

-провести испытания по разработанным методикам для подтверждения теоретических рекомендаций по повышению износостойкости цилиндров автомобильных двигателей при восстановлении.

Положениями, содержащими научную новизну и выносимыми на защиту, в данной работе являются:

1) теоретические основы комплексного метода профилирования и модификации трущейся поверхности цилиндра повышенной износостойкости;

2) расчетные результаты проверки эффективности предложенных кон-структорско-технологических решений повышения износостойкости цилиндра;

3) методики лабораторной и моторной экспериментальной оценки про-тивоизносных свойств и механических потерь при ускоренных сравнительных испытаниях серийного и опытного цилиндров.

Основная практическая ценность результатов работы состоит в комплексной технологии повышения износостойкости цилиндров при восстановлении, объединяющей положительные качества ПВХ и ППД технологий.

Работа выполнена на кафедре «Автомобильный транспорт» Владимирского государственного университета. Эксперименты проведены в лаборатории двигателей кафедры «Тепловые двигатели и энергетические установки» ВлГУ. Разработанная технология повышения износостойкости цилиндров при восстановлении внедрена на авторемонтном предприятии ООО «НАРС» (г.Владимир), расчетные модели, программа и результаты расчета используются в учебном процессе профильной кафедры ВлГУ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ

ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЦИЛИНДРОВ ПОРШНЕВЫХ две

1.1. Режимы трения и изнашивания в ЦПГ поршневых ДВС

Износостойкость детали может быть определена как способность противостоять изнашиванию - процессу формоизменения подвижно контактирующей поверхности, сопровождающемуся необратимой потерей массы изнашиваемого тела. Износ в этом случае рассматривается как выраженный в тех или иных единицах результат изнашивания. Количественно износостойкость часто оценивают в размерности времени - как отношение предельно допустимого износа детали к скорости изнашивания:

где - предельно допустимый износ детали; ^-скорость изнашивания (отношение фактического износа детали к времени работы сопряжения).

На износ деталей машин вообще и ДВС, в частности, помимо внешней нагрузки, скорости движения, условий контакта и смазывания влияет множество факторов, параметры которых часто могут носить случайный характер: состав и структура покрытий, твердость и топография поверхностей трения, качество очистки впускаемого воздуха и применяемого смазочного материала, режим работы двигателя, характеристики топливоподающей аппаратуры и др. Поэтому при анализе износа чаще всего пользуются осред-ненными данными, дающими более объективную картину как причин, так и результатов изнашивания.

Практика эксплуатации показывает, что износостойкость автомобиля определяется, главным образом, износостойкостью его наиболее энергоемкого агрегата - ДВС. В свою очередь, износостойкость ДВС обусловливается износостойкостью наиболее нагруженных его деталей: цилиндра, поршневых колец, поршня и пальца, составляющих так называемую цилиндро-поршневую группу (ЦПГ).

Проблема повышения износостойкости ЦПГ поршневых машин традиционно привлекает внимание достаточно большого количества как отечественных, так и зарубежных специалистов. Этот интерес обусловлен тем, что от рациональной организации и протекания указанных процессов в этом узле трения в значительной мере зависят такие важнейшие показатели работы и технического уровня двигателя как топливная экономичность, расход масла на угар, надежность и ресурс. В ЦПГ, как ни в каком другом сопряжении поршневого ДВС, сосредоточены максимальные силовые потоки, механические и температурные напряжения; именно там достигают наивысших значений относительные скорости движения конструкционных и сдвига смазочного материалов. Немаловажен также и сам характер движения основных деталей - реверсивный, что, в отличие от одностороннего вращательного движения других сопряжений трения (например, подшипников коленчатого вала), резко ухудшает условия создания гидродинамического разделения движущегося тела и неподвижной опоры, приводя к увеличению времени непосредственного контактирования, а, значит, интенсивного трения и изнашивания деталей.

Среди исследователей, занимающихся проблемой снижения трения и повышения износостойкости деталей ЦПГ, до сих пор нет полного единства взглядов на то, какой режим трения и изнашивания превалирует в наиболее нагруженном сопряжении ЦПГ, а именно: «цилиндр-поршневое кольцо». В итоге, к настоящему времени сложились три взгляда на эту проблему:

1. Режим трения граничный, ведущий вид изнашивания - усталостно-механический, поскольку сила трения слабо зависит от скорости и масло-обеспечения, а износ пропорционален нагрузке на детали сопряжения [99, 116, 122, 136];

2. Режим трения на подавляющей длине хода поршня (кольца) гидродинамический, поскольку износ деталей ЦПГ имеет место лишь в зонах реверса хода поршня и носит преимущественно абразивный характер [16-21, 54, 68, 77-79, 86, 88, 119, 143, 148, 150];

3. Наиболее вероятный режим трения в сопряжении «цилиндр-поршневое кольцо» - переход от смешанного к граничному, т.к. экспериментально измеренные толщины слоя масла, а также значения сил трения и износа существенным образом зависят от характеристик поверхности и наличия антифрикционно-противоизносных присадок в моторном масле [98, 103].

Как следует из вышеприведенного, подавляющее большинство отечественных и зарубежных исследователей принимает гипотезу гидродинамического режима, что позволяет использовать хорошо разработанный математический аппарат этой теории для решения сложных задач. Однако, очевидна и слабость такого подхода, заключающаяся в заведомом упрощении действительной картины явлений трения и изнашивания в указанной паре. Таким образом, компромиссное решение видится в применении комплексного подхода, включающего как математическое моделирование, так и экспериментальное изучение процессов в подвижном контакте «цилиндр-поршневое кольцо».

Общеизвестно, что по характеру режима трения можно достаточно надежно судить о виде изнашивания смазываемой пары деталей. Как видно из рис. 1.1., где приведены расчетные данные о распределении режимов трения в сопряжении «цилиндр-поршневые кольца» и «цилиндр-поршень» автомобильного дизеля [93], вклады в износ цилиндра, обусловленные его контактированием с поршневыми кольцами и поршнем, существенно отличаются, а именно: если принять, что изнашивание деталей происходит преимущественно в граничном режиме трения (что подтверждается многочисленными экспериментальными наблюдениями), то основную роль в износе цилиндра следует отводить все-таки контакту последнего именно с поршневыми кольцами, а не с поршнем.

Многочисленными наблюдениями установлено, что для сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо», работающего в граничном режиме трения, из-

%

70 60 50 40 30 20 10 0

62

%

29

39

52

а б

Рис. 1.1. Протяженность по отношению к времени рабочего цикла зон различного режима трения поршневых колец {а) и поршня (б) автомобильного дизеля 84 11/11,5: 1 - граничное; 2 - смешанное; 3 -гидродинамическое трение [93] нашивание протекает по следующим основным трем видам: абразивному, коррозионному и механическому (усталостное изнашивание или механическое истирание) [1, 36, 45, 46, 51, 74, 115, 120, 128]. При этом, в зависимости от ряда внешних условий, может иметь место либо доминирование какого-либо одного из названных механизмов изнашивания, либо их сочетание [1, 36, 51, 120, 128]. Кроме того, нельзя не согласиться с обобщением, сформулированным в работе [74], где на с. 23 буквально сказано следующее: «Каждое сопряжение деталей машин в зависимости от условий трения имеет вполне определенный главный вид изнашивания. Этот главный вид изнашивания лимитирует продолжительность безотказной работы сопряжения». Так, высокая концентрация дорожной или пахотной пыли в воздухе в совокупности с нарушениями в работе системы воздухоочистки приводят к интенсификации абразивного изнашивания. В то же время, отклонение от оптимального теплового состояния работы ДВС (в том числе работа в режиме холодного пуска), применение некачественных ГСМ вызывает оживление коррозионных процессов на поверхностях деталей ЦПГ.

Однако, при поиске решений названной проблемы весьма важно отделить влияние внешних факторов от внутренних. Например, даже в случае нормальной работы системы воздухоочистки, а также применения качественных (в том числе устойчивых к действию провоцирующих коррозию

окислительных процессов) конструкционных и смазочных материалов, проблема изнашивания все-таки остается и при этом не становится менее актуальной. Это обусловлено органически присущему динамике поршневого двигателя, высокому по величине и существенно неравномерному по времени рабочего цикла, характеру нагрузки на детали ЦПГ [94], что хорошо подтверждается и иллюстрируется сопоставлением характеров изменения по осевой высоте цилиндра его осредненного износа и нормальной нагрузки на цилиндр со стороны поршня и поршневых колец (рис. 1.2).

Л, мкм 80

60 40 20 0

0 4 8 12 16 20

Ц х10 мм

а

Ы, хЮОН 80

60 40 20 0

0 4 8 12 16 20

Ц хЮмм

б

Рис. 1.2. Сопоставление экспериментального распределения износа (а) и

боковой силы поршня на такте «расширение» (б) по осевой длине цилиндра тракторного дизеля (44 10,5/12) Из рис. 1.2 видно, что и при отсутствии абразива (равно как и корродирования), характерный вид распределения износа по высоте цилиндра со-

/ - / ч \ \

/ / •>»_

/ / •—

храняется - максимум в верхнем поясе в зоне остановки первого компрессионного кольца - и, главное, четко коррелируется с характером распределения максимальной за рабочий цикл (такт «расширение») нормальной нагрузки по высоте цилиндра.

Отмеченное наблюдение дополнительно согласуется с приведенным в работе [112] (рис.8 на с.37) сходством индикаторной диаграммы такта «расширение» с эпюрой износа гильзы цилиндра по высоте.

Эти, и многочисленные другие, экспериментально наблюдаемые факты, однозначно указывают на важность и первоочередность учета влияния внутренних, системно устойчивых факторов, таких как нагрузка, характер движения, условия смазки, топография и свойства поверхностей, на процесс изнашивания. В этом случае решение проблемы целесообразно начинать с анализа и применения общих положений теории изнашивания при контакте твердых тел.

1.2. Теоретические принципы повышения износостойкости деталей ЦПГ

Разработке общих принципов повышения износостойкости твердых тел деталей машин, в частности, деталей ЦПГ ДВС посвящено значительное количество фундаментальных и прикладных работ, отличающихся, главным образом, уровнем рассмотрения предмета. Речь идет об изучении атомно-молекулярных явлений на поверхности контактирующих материалов и покрывающих пленок (микроуровень, которым занимается физика граничного трения и трибология) и рассмотрении физических свойств контактирующих поверхностей деталей машин, а также влияний этих свойств на работу всей технической системы (макроуровень, свойственный для постановки задач теории упругости, динамики, гидродинамики и триботехники).

Выдающийся вклад в разработку научных представлений об атомно-молекулярной природе граничного трения и сопутствующих процессов изнашивания внесли В. Харди (W. Hardy), Дж. Арчард (J. Archard), Ф. П. Бо-

уден (F. P. Bowden), Д. Тейбор (D. Tabor), A.C. Ахматов, M.M. Хрущев, И.В. Крагельский и др. [10, 14, 65, 80, 84, 127 и др.].

Теория контактирования поверхностей деталей машин (в том числе смазываемых) нашла отражение в классических работах Г. Герца (Н. Hertz), О. Рейнольдса (О. Reinolds), А. Зоммерфельда (А. Sommerfeld), А. Камерона (A. Cameron), Н.П. Петрова и др. [35, 60, 62, 141 и др.].

В обобщенной модели контакта тел (рис. 1.3) большинство исследователей процессов изнашивания рассматривают также два уровня «приближения»: микро- и макроуровень.

N

1 г

3 1 V

\

2 ^^

К

Рис. 1.3. Обобщенная модель контактирования изнашиваемых тел: 1 -движущееся тело; 2 - неподвижное контртело; 3 - среда (смазочный материал) Первый из названных уровней предполагает изучение физики контакта, а именно: атомно-молекулярного взаимодействия поверхностей. В работах упомянутых выше В. Харди и A.C. Ахматова был вскрыт сложный механизм проявления атомарных сил притягивания или адгезии, обусловленный действием свободной энергии поверхности. Установлены и классифицированы основные виды атомарных связей, а также радиусов их действия (рис. 1.4).

Кроме того, в работах классиков физики граничного трения были открыты закономерности формирования и разрушения, а также свойства упорядоченных структур на поверхности смазываемых твердых тел. Установлено [49], что поверхности твердых тел обладают избыточной энергией, проис-

хождение которой связывают со следующей гипотезой: у большинства металлов каждый атом в объеме окружен двенадцатью соседями, а на поверхности - шестью.

Мехттм адтзии Связь через: Область

применяемости

Ванде рваальсс-а

Эмнтраештиче&юй

Эяектротенитные г > Атомные срлуптуациотъю размеры

ют

А

^Фщти г

¥

1"

Электростатические тля

ж 4 Шарит потещиаяыта

(локализованной! аарявы)

МвтсглпичесниО

ЯоЗатте электроны на тхшрхтсти раздела

г »Атомные размеры (еташия с границами верен)

Швамеиттш

Ж

У/Ж\

ко

Перекрытие

раепреФеттЛ

ятятромоа

г*4тмные

размеры

Рис.1.4. Виды и радиусы действия адгезионных связей при контакте твердых тел

Поэтому поверхностная энергия может быть оценена как 1/6 часть энергии сублимации - энергии, необходимой для разделения тел на атомы. Именно свободная поверхностная энергия обусловливает способность поверхностей материалов к образованию адгезионных связей. Кроме того, эта энергия предопределяет химическую активность поверхностей твердых тел: поверхность последних при нормальных условиях никогда не бывает чистой,

но всегда покрыта пленками различной структуры и свойств. Эти пленки, получившие название граничных, играют определяющую роль в процессах трения и изнашивания материалов.

Однако, физические свойства граничных слоев в зависимости от состава и строения молекул могут различаться в широких пределах: от свойств чисто вязких веществ до свойств квазикристаллических тел. Так, в работе [10] показано, что ряд ПАВ, имеющих ярко выраженную полярность молекул (диполи), таких как касторовое масло, эфиры, соли жирных кислот и др., способны к образованию на поверхностях металлов мультимолекулярных граничных слоев с однозначно ориентированными молекулами. Особенность таких слоев в том, что они, подобно кристаллам, обладают анизотропией механических свойств: высоким сопротивлением сжатию (алмазоподобная прочность) и низким сопротивлением сдвигу. Первое позволяет резко повысить износостойкость, второе - снизить трение.

Из рассмотрения модели структурированной граничной пленки согласно A.C. Ахматову [10], приведенной на рис. 1.5, видно, что структура слоев молекул отличается строго вертикально ориентацией по отношению к поверхности и состоит из трех звеньев (считая от поверхности): карбоксильной группы СООН (диполь), метиленовой группы Clb и метального окончания СН3.

Рис. 1.5. Модель структурированного граничного слоя (пленки) на поверхности твердого тела согласно [ 10]

При контактировании в условиях относительного движения таких поверхностей получается, что износостойкость последних в значительной степени определяется стойкостью граничной пленки к разрушению, которое может происходить по двум причинам: механическому удалению и химической деструкции. Второе чаще всего происходит из-за превышения температурного порога, после которого начинается деструкция защитного молекулярного слоя. Как показано в работе [116], температура термической деструкции граничной пленки чаще всего соизмерима с температурой коксования (вспышки) собственно смазочного материала, т.е. в рассматриваемом случае узла трения ЦП Г ДВС даже для современных синтетических моторных масел не превышает величину порядка 210-220°С. Дополнительное увеличение температуры смазываемой поверхности при подвижном контактировании дает тепло трения, при этом прирост объемной температуры смазочного материала может составлять 15...25°С [30].

Анализируя вышеприведенное, можно заключить, что при отсутствии абразива в зазоре смазываемых поверхностей повышения износостойкости можно добиться формированием и поддержанием структурированных граничных пленок. В свою очередь, для сохранения «живучести» этих пленок необходимо снизить длительность и интенсивность непосредственного контактирования деталей: этим одновременно достигается уменьшение риска как механического, так и термического (от прироста тепла трения) разрушения граничных структур поверхности.

Сказанное согласуется с результатами, вытекающими из рассмотрения модели единичного события усталостного изнашивания Дж. Арчарда, приведенной и обсужденной в работах [1, 36, 45, 46, 74 и др.].

Как видно из рис. 1.6, единичная неровность 1 абсолютной твердости, имеющая форму полусферы радиусом а, внедряется в поверхность тела 2 на половину своей высоты и движется параллельно поверхности последнего со скоростью V. В этом случае площадь контакта представляет собой круг площадью А=т2, а на пути скольжения Ь=2а образуется частица износа объе-

мом У=2ш3/3. Относя единичный объемный износ к единичному пути, после простых преобразований получали

ал)

13

Предполагая, что не всякое единичное событие, а только к-й вероятности, приводит к образованию продукта износа, а также суммируя износ по всем микроконтактам, Арчард на основе соотношения (1.1) представил выражение для объемного износа

Ук=\кЬАг, (1.2)

где Аг - фактическая площадь контакта тел.

При допущении, что при пластическом деформировании площадь фактического контакта прямо пропорциональна нормальной нагрузке N и обратно пропорциональна твердости изнашиваемого материала Н (размерность давления), выражение (1.2) приобретало вид

(1.3)

После выражения трудно определимого пути трения Ь через скорость скольжения V и время контактирования зависимость (1.3) сводится к формуле линейного износа

(1.4)

3 я

где д - давление в контакте, определяемое по контактной теории Герца.

Из рассмотрения зависимостей (1.2)-(1.4) можно заключить, что при условии невмешательства в кинематику и нагрузочный режим работы пары трения (параметры V, N или д неизменны) для снижения адгезионно-механического износа следует стремиться к сокращению времени контактирования t и повышению твердости изнашиваемого тела Н, либо обеспечить одновременное проявление этих тенденций.

1 N С г

*1 v; 2

Рис. 1.6. Модель Дж. Арчарда для случая внедрения единичной

полусферической неровности 1 в изнашиваемую поверхность 2

Как следует из целого ряда работ [10, 14, 49,65, 80, 84, 127], повышение твердости Н дополнительно способствует снижению площади фактического контакта Аг, что не только приводит к снижению износа, но и подавляет адгезионную составляющую силы трения контактирующих тел [91, 95, 96,

118] (рис. 1.7).

v

-► V /Ат

- Ж

F -► V А У

а

в

Рис. 1.7. Различные схемы контактирования поверхностей при граничном трении: 1 -твердый металл; 2 - мягкий металл; 3 - тонкая подложка из мягкого металла; а - движение твердого металла по мягкому; б -движение твердого металла по твердому; в -движение твердого металла по твердому через тонкую мягкую подложку

Обсуждая модели абразивного изнашивания, вслед за автором работы [127] можно утверждать, что, как и в рассмотренных выше процессах адгезионно-механического изнашивания поверхностей, истирание частиц материала в процессе абразивного изнашивания вызывается преимущественно контактной деформацией тел. Исследованию физических основ абразивного изнашивания посвящено большое количество фундаментальных работ, в том числе [114, 123, 142]. Результаты этих исследований можно подытожить следующим образом.

1. Если принять абразивную частицу 1 как абсолютно твердую, внедряемую под действием нагрузки N в изнашиваемое тело 2 (см. рис. 1.6), то объем изнашиваемого материала У1г в этом случае растет пропорционально нагрузке N и пути трения Ь:

Ук~Ж. (1.5)

При заданных значениях нагрузки и пути трения в выражении (1.5) после сопоставления (1.5) с (1.3) можно констатировать, что объемный износ при наличии абразива в зоне контакта обратно пропорционален твердости изнашиваемого материала:

Ук~1/Н. (1.6)

2. При достижении определенного (критического) значения отношения глубины внедрения абразивной частицы Н к значению ее радиуса а (рис. 1.6)

к 1

V аг;

где г и <7т - касательное напряжение и предел текучести изнашиваемого материала соответственно, наступает режим микрорезания, сопровождающийся формированием и отделением стружки.

В этом случае высота изношенного слоя может быть оценена по выражению:

к = (1.7)

Рт

где к - коэффициент пропорциональности; q - контактное давление; рт - давление текучести изнашиваемого (неабразивного) материала.

3. Относительная износостойкость с большинства чистых металлов и сталей в неотожженном состоянии прямо пропорциональна их твердости Н:

ё~Н. (1.8)

Здесь £ —е (образца)/ ^стандарта),

где 8=1/Ун - абсолютная износостойкость.

4. Для термообработанных сталей характерна зависимость:

а =£0+а(Н-Н0), (1.9)

где 0 - признак отожженного состояния материала; а - коэффициент пропорциональности.

Установлено, что пропорциональная связь между износостойкостью и твердостью сохраняется для большинства конструкционных материалов (табл.1) [84].

5. Относительная износостойкость металлических материалов, подвергшихся холодному механическому упрочнению путем пластической деформации, не зависит от твердости, приобретенной в результате такого упрочнения.

Таблица 1

Твердость и относительная износостойкость по абразивному полотну

различных конструкционных материалов

Материал Твердость Н, МПа Относительная износостойкость £

Карбид вольфрама 22900 93,3

Сплав ВК6 19500 80,2

Сталь 10Х18Н9ТЛ 2200 29,2

Чугун СЧ21-40 1940 25,5

Бронза 1400 13,8

Обсужденные зависимости (1.6)-(1.9) и результаты исследований абразивного изнашивания позволяют заключить, что твердость изнашиваемого материала играет важнейшую роль регулятора износостойкости для большинства чистых, отожженных и термически упрочненных материалов. В то же время механизмы повышения износостойкости путем пластического деформирования поверхностей металлов не совсем укладываются в общую схему и требуют дальнейшего изучения.

В отличие от механизмов адгезионного и абразивного изнашиваний, достаточным условием которых является контактирование двух тел 1 и 2, коррозионно-механическое изнашивание происходит под воздействием окружающей среды 3 (рис.1.3). В этом случае коррозионное изнашивание согласно [127] может быть представлено как длительный циклический ступенчатый процесс:

1. Поверхности 1 и 2 реагируют с окружающей средой 3. В результате на поверхностях образуются продукты реакции.

2. Продукты реакции истираются с поверхностей при их относительном движении и удаляются из зоны трения. Возникающие при этом «свежие» поверхности 1 и 2, вступают в реакцию со средой 3, и процесс повторяется.

На основании выкладок, приведенных в работе [127], объем потерянного материала в ходе коррозионно-механического изнашивания может быть оценен как

где А - постоянная Аррениуса; () - энергия активации; Я - газовая постоянная; Т - температура контакта; £ и р - критическая толщина и плотность окисной пленки соответственно.

Результат (1.10) указывает на зависимость объемного коррозионно-механического износа от следующих групп параметров:

1) рабочих переменных (Ь, Ы, Т, у);

2) универсальных констант (А, <2, Я);

3) параметров материала (р\ Н);

4) характеристик взаимодействия пары (4).

Очевидно, что из-за трудностей точного определения ряда величин, входящих в (1.10), надежные расчеты коррозионно-механического износа вряд ли осуществимы, а само выражение (1.10) может служить лишь основой для описания сложной физической картины этого явления.

1.3. Математическое моделирование изнашивания деталей ЦПГ

Обстоятельный обзор классических математических моделей для расчета показателей износа применительно к различным видам его проявления представлен в работе [66].

Если обратиться к типичной статистической зависимости износа и интенсивности износа от времени работы пары трения (рис. 1.8), то классификацию моделей согласно [66] можно еще строить не только по доминирующему виду, но и по признаку временного отрезка изнашивания: приработка, установившийся режим и аварийный режим работы. Как правило, большинство расчетных зависимостей способны давать более или менее достоверные результаты оценки износа только для установившегося режима работы сопряжения. Применительно к этим условиям для случая изнашивания тел с фиксированным направлением движения В.В. Грибом были разработаны модель и алгоритм расчета износа сопряжения, составленного из геометрически простых тел [43] (рис.1.9).

к

О

сИг &

Л

>

г

У

>

I

II

III

*

ёк

Рис. 1.8. Характер изменения износа к и скорости изнашивания —

ей

от времени работы V. кг, кс - приработочный, предельный и аварийный износы соответственно; /, II, III- периоды приработки, установившегося и аварийного режимов работы соответственно

Рис. 1.9. Расчетная модель износа сопряжения твердых тел согласно [43]

В данной модели применены допущения: детали 1 и 2 абсолютно жесткие, нагрузка О, равномерно распределена по площади контакта, путь тре-

О

ния, пройденный точками поверхности контакта детали 1 одинаков для всех точек. Согласно схеме на рис. 1.9 путь трения тела 1 равен ^lj=L,+2h]tga.

При условии постоянства интенсивностей изнашивания тела 1 и тела 2, процесс изменения состояния системы описывается системой уравнений

'dhm

-= I(q)2nL„;

dt 2

dh{2)

\-—- = I(q)2nLl; dt

dq = Q

dt b(Lx + 2hxtga)'

где I - интенсивность изнашивания; q - удельная нагрузка; b - размер тела 1 в направлении глубины; п - число проходов тела 1 в единицу времени.

При задании значений предельного износа тел и интенсивности их изнашивания задача нахождения износа для заданного момента времени, а также ресурса (времени изнашивания до предельного износа) в явной и неявной формах решается итерационной процедурой, схема которой приведена в работах [43, 84]. Несмотря на кажущуюся простоту подхода, очевидны и его недостатки: предельно упрощенная геометрия тел; отсутствие учета топографии поверхностей трения, предположение постоянства нагрузки по времени и твердости по нормали к поверхности.

Учет условий нагружения и микрогеометрических характеристик поверхностей сделан в модели работы [66] при получении так называемого основного уравнения изнашивания (рис. 1.10).

Объем изнашиваемого материала Vh в результате внедрения выступов тела 1 в поверхность тела 2 вычисляется с использованием функции относительной опорной кривой профиля tp = Ьхк как

У^т^т^Л, (1.П)

к + 1

ж. /

A V^ Л. У о

X V/ ^ \/ "XJ

2

Рис.1.10. Модель изнашиваемой пары шероховатого

твердого 1 и гладкого деформируемого тела 2 по [66]

где х - расстояние секущей плоскости 0-0 от линии выступов профиля, выраженное в относительных единицах х = (р - уровень сечения профиля;

"^тшх

Rmax - высота максимального выступа); Ь, к - параметры степенной аппроксимации шероховатого профиля; е— сближение тел.

Расчеты по зависимости (1.11), осложнены трудностью определения истинных значений параметров профиля, сближения поверхностей, а также площади фактического контакта.

Интересный подход к прогнозированию изнашивания при конструировании деталей машин, описанный в [66], предложен специалистами ЮМ. Авторы метода вводят два вида износа: 1) нулевой, который не превышает высоты шероховатостей поверхности, и, в противоположность первому, 2) измеримый. Исходя из большого числа экспериментальных наблюдений, было установлено, что изнашивание в пределах нулевого износа обеспечивается выполнением условия:

^тах—УТу»

где ттах - действующее максимальное касательное напряжение; 7 - коэффициент; Ту - предел текучести на срез.

Модель измеримого износа базируется на предположении, что его величина есть функция двух переменных: энергии, расходуемой на износ за один проход, и числа проходов. Энергия затрачивается на разрушение мате-

риала, а изнашивание в этом случае описывается дифференциальным уравнением вида:

А

= сс1п, (1.12)

где А - площадь поперечного сечения следа износа; Ь - длина площадки подвижного контакта в направлении скольжения; с -множитель, определяемый из результатов контрольных испытаний; п - число проходов.

Ограниченность использования данной модели для практических расчетов связана с эмпирической сущностью, вместе с тем, несомненное достоинство формулы (1.12) состоит в ее исходной физичности, а также использовании достоверных (экспериментально определяемых в ходе простых измерений) показателей геометрии контакта.

Как можно судить из выполненного анализа исследований [43, 65, 66, 123 и др.], за исключением работы [43] разработка расчетных программ, как универсальных, так и целевых, не получила распространения, что, главным образом, можно объяснить чрезвычайной сложностью процессов изнашивания, что серьезно затрудняет математическое их описание.

1.4. Влияние режима работы и свойств моторного масла

на износостойкость ЦПГ Авторы исследований [1, 66, 74, 99, 112, 116, 117, 120 и др.] едины во мнении, что влияние режима работы двигателя на износостойкость сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо» проявляется через температуру трущихся поверхностей, скорость их относительного движения, нагрузку и маслоснаб-жение зоны трения.

Из сопоставления результатов вышеприведенных работ следует, что влияние температуры распространяется как на физико-химические свойства поверхностей и граничных пленок, так и на макропрофиль трущихся тел. Кроме того, температура непосредственно «управляет» вязкостью смазочно-

го материала, изменяя время его транспортировки в зоны трения (в период пуска), оказывая влияние на гидродинамическую несущую способность масляного клина и работоспособность защитной масляной пленки. Как отмечалось выше, ограничение максимальной температуры зеркала цилиндра в зоне остановки поршня в ВМТ обусловлено температурным порогом работоспособности моторных масел, а именно 210...215 °С.

В работах [22, 99, 112 и др.] показано, что на интенсификацию процессов коррозионно-механического изнашивания цилиндров ДВС решающим образом влияет понижение температуры до так называемой точки росы, при которой образуется водяной конденсат, провоцирующий разрушительные окислительные процессы на поверхности трения цилиндров. Для предотвращения этого рекомендовано температуру внутренней поверхности цилиндра в зоне верхней мертвой точки (ВМТ) поршня поддерживать не ниже 120 °С, что для двигателей с жидкостным охлаждением предполагает повышение температуры антифриза даже на переходных режимах до 60 °С [99]. Решению этой задачи и сокращению времени прогрева двигателя способствует применение систем охлаждения нового поколения с электронно управляемыми термостатом и тепловыми аккумуляторами, которые находят все большее применение на современных автомобилях [92, 140, 147].

По экспериментально полученным данным [117], общий характер зависимости износа от скорости относительного движения в паре «цилиндр-поршневое кольцо» является нелинейным с существованием минимума в зоне средних частот вращения коленчатого вала (рис. 1.11). Такое поведение зависимости износа от скорости может быть объяснено тем, что в диапазоне увеличения частот вращения от минимально устойчивых до средних (при относительно неизменной вязкости смазочного материала) растет пропорциональная скорости гидродинамическая несущая способность масляного клина, разделяющего движущееся тело (кольцо) и опору (цилиндр). Это приводит к сокращению времени контактирования сопряженных поверхностей и, независимо от вида изнашивания, способствует подавлению износа. Однако, по

достижении определенной скорости, совместное влияние температуры трения и возросшей (пропорционально квадрату угловой скорости вращения коленчатого вала) инерционной нагрузки на детали приводит к увеличению времени контактирования и, соответственно, росту износа.

Рис. 1.11. Характер зависимости линейного износа пары «цилиндр-поршневое кольцо» от частоты вращения коленчатого вала двигателя [117]

Таким образом, технические решения, способствующие росту и поддержанию гидродинамической несущей способности смазываемых поверхностей пары «цилиндр-поршневое кольцо» однозначно и, что очень важно, независимо от доминирующего вида изнашивания, работают на повышение износостойкости этого сопряжения.

Иной характер имеет также представленная в работе [117] обобщенная зависимость линейного износа деталей ЦПГ от нагрузки (мощности) двигателя. Из представленного на рис. 1.12 графика видно, что на всем диапазоне увеличения нагрузки износ сохраняет тенденцию к росту: в зоне малых и средних нагрузок - близкую к слабо нарастающей линейной зависимости, переходящей в зоне высоких нагрузок в интенсивно нелинейную кривую.

Рис. 1.12. Характер зависимости линейного износа пары «цилиндр-поршневое кольцо» от нагрузки (мощности) двигателя [117] Отмеченный характер в целом удовлетворяет известным моделями протекания изнашивания по основным его видам (см. выражения (1.3), (1.5) и (1.10)), согласно которым износ прямо пропорционален нормальной нагрузке в сопряжении. Нарушение линейности процесса при переходе от малых и средних нагрузок к высоким, показанное на рис. 1.12, может быть объяснено переходом установившегося режима изнашивания и трения в неустановившийся режим (см. участок III на рис. 1.8), при котором нагрузка, превышающая некое пороговое для данной пары значение, нарушает процесс воспроизведения равновесной шероховатости поверхностей [49], приводит к наклепу и нелинейному (относительно нагрузки) росту очагов схватывания - процессу, аналогичному контактированию неприработанных поверхностей [65, 66, 117]. Общее, основанное на теории граничного трения и неоднократно проверенное практикой [10, 74, 116 и др.], решение проблемы интенсивного роста износа твердых тел при предельных нагрузках состоит в реализации правила положительного градиента механических свойств изнашиваемой поверхности:

— >0 (1.13)

dz

где т - касательное напряжение материала изнашиваемой поверхности; z- координата в направлении глубины от поверхности.

Правило (1.13) предусматривает, что прочность материала на срез увеличивается в направлении от поверхности в глубину. Только в этом случае образование адгезионных мостиков сварки затруднено, а если и происходит, то не вызывает глубинного вырыва материала при сдвиге. Трение и изнашивание даже при интенсивном подвижном контактировании происходят с наименьшими энергетическими затратами и без необратимого повреждения поверхностей.

Относительно маслоснабжения трущейся пары «цилиндр-поршневое кольцо» из целого ряда работ [86, 99, 136, 143 и др.] можно заключить, что, несмотря на несовершенный в целом способ подачи моторного масла разбрызгиванием (для подавляющего большинства конструкций быстроходных ДВС автотракторного типа), дефицит смазочного материала (ситуация так называемого «масляного голодания») в указанном сопряжении имеет место лишь при холодном пуске и аномальных ситуациях, связанных с нарушениями в работе системы смазки. Небольшого количества моторного масла, остающегося на стенке цилиндра в результате инерционного заброса из зазоров вращающейся шатунной шейки и распределяемого затем по высоте цилиндра поверхностями совершающего возвратно-винтовое движение поршня и ступенчато-вращательное движение поршневых колец [102, 138, 149], оказывается достаточно для обеспечения установившегося режима трения и изнашивания.

Однако, как можно судить на основании отсутствия информации в научно-технических источниках, работа ДВС вообще без смазочного материала невозможна (публикации рекламного характера о пробегах автомобилей со слитым маслом из картера, но с добавлением тех или иных трибологи-ческих составов не выдерживают научной критики, т.к. возможность ограниченной временем и нагрузкой работы двигателя «без масла» - это известный факт проявления эффекта последействия масляной пленки [5, 75, 89, 108]). Таким образом, моторное масло было и пока остается важнейшим компонентом триады трения «тело-смазочный материал-контртело». На основе сопос-

тавления известных работ по химмотологии и гидродинамике, можно констатировать, что трибологическое действие моторного масла осуществляется на двух уровнях: микро- и макро. В первом случае речь идет об участии химических веществ, входящих в состав моторного масла, в формировании граничной пленки, подавляющей трение и изнашивание смазываемых поверхностей. Во-втором - масло выступает как вязкая несжимаемая жидкость, способная при определенных условиях создавать уравновешивающее внешнюю нагрузку противодавление.

Установлено, что из большого числа химических соединений, входящих (или допущенных к вхождению) в пакет функциональных присадок моторного масла, наибольшее положительное влияние на износостойкость оказывают соединения типа диалкилдитиофосфатов цинка, на снижение трения и изнашивания - дисульфид молибдена и графит [5, 75, 89, 108]. Для усиления трибологических свойств моторного масла (особенно в случае их ослабления по мере «срабатывания» присадок функционального пакета) могут быть использованы также трибологические составы типа сверхщелочных детергентов, хлорпарафины, фторуглероды (политетрафторэтилены - ПТФЭ), жидкие кристаллы и др. [55, 56, 145 и др.]. Механизм противоизносного действия отмеченных составов, согласно указанным работам, сводится к формированию на поверхностях смазываемых тел защитных пленок из окислов металлов и солей (например, Ре203, Ре8, 2пР207), блокирующих окислительные процессы и обладающих высокой прочностью на смятие. Однако, как отмечается в этих исследованиях, наличие серы и хлора в составе присадок вызывает опасность образования следов кислот, что провоцирует коррозионное изнашивание деталей, особенно при повышенных (более 3% по массе) концентрациях трибологического состава в моторном масле. Другой проблемой является увеличение расхода масла на угар, особенно при использовании ПТФЭ- и графитсодержащих присадок. Коллоидные и маслонерастворимые (в виде мелкодисперсных порошков) компоненты этих присадок задерживаются фильтрами тонкой очистки системы смазки. В целом, как следует из ре-

зультатов, приведенных в работах [44, 48, 59, 104, 107, 135 и др.], известные антифрикционно-противоизносные присадки к моторным маслам способны снизить механические потери на 5-7%, интенсивность изнашивания (в основном по данным, полученным на машинах трения) - в 2,5...2,8 раза.

При рассмотрении макроаспекта влияния масла на износостойкость смазываемого сопряжения, авторы работ [5, 94, 97] подчеркивают важность стабилизации динамической вязкости, которая в значительной мере определяет гидродинамическую несущую способность смазываемого сопряжения, и согласования значения этого показателя с несущим профилем поверхности трения.

1.5. Известные конструкторско-технологические решения при изготовлении и восстановлении, направленные на снижение изнашивания цилиндра

Этому широкому направлению повышения износостойкости цилиндров ДВС посвящено, пожалуй, наибольшее количество работ [6-8, 72, 106, 110, 124, 126, 132-134 и др.].

В поисках решения проблемы важное значение имеет рассмотрение металловедческих ее аспектов, освещенных, например, в исследованиях [6-8, 10, 65]. В итоге этих работ показана целесообразность выборочного применения материалов для деталей ЦПГ с учетом условий их работы в цилиндре, положения колец на поршне, сопротивляемости изнашиванию и др. Установлено, что на интенсивность изнашивания чугунов, идущих на производство цилиндров, влияют не только состав химических элементов, но и количество, размеры, форма и степень разобщенности включений графита - главного индикатора строения чугуна [7]. Там же получено, что наиболее благоприятное с точки зрения износостойкости строение металлической основы - это пластинчатая форма цементита в перлите, обеспечивающая лучшую прирабаты-ваемость и высокую маслоудерживаюшую способность поверхности. В то же время доказано, что повышение концентрации графита в сплаве выше 6%

приводит к разрыхлению металлической основы и снижению износостойкости. Для достижения требуемой износостойкости чугунных цилиндров следует поддерживать оптимальное сочетание углерода и кремния в материале на уровне 4,8-5,2%. При подборе материалов для отливки заготовок цилиндров, а также выборе технологии их последующей обработки рекомендовано учитывать, что:

-растягивающие остаточные напряжения интенсифицируют, а сжимающие, наоборот, сдерживают изнашивание;

-пластинчатая форма графита и пластическая деформация поверхностных слоев наилучшим образом отвечает правилу положительного градиента механических свойств.

Как известно из целого ряда фундаментальных и прикладных исследований [10, 14, 65, 80, 84, 127], важнейшее значение для повышения износостойкости цилиндров имеет топография поверхностей трения. Это обусловлено тем, что вершины шероховатого профиля участвуют в формировании граничных пленок и влияют на соответствующие процессы трения и изнашивания, а впадины, как и фрагменты микрорельефа, служат своеобразными резервуарами для смазочного материала, создавая «парциальные» несущие способности [94]. Применяемая в последние три десятилетия технология плосковершинного хонингования (ПВХ) позволила в свое время резко повысить надежность работы цилиндров по показателям износо- и задиростойко-сти [36, 45, 115 ]. Согласно [2, 36, 115] и действующим заводским технологическим инструкциям, количественным показателем качества ПВХ принято считать так называемую маслоемкость поверхности зеркала цилиндра

Q =

(100-tp)RQ

мм3

2~

СМ

(1.14)

2000

где Яд - средняя глубина маслоудерживающих впадин, определяемая путем обработки опорной кривой профиля (кривой Аббота) - рис.1.13.

Вместе с тем, как доказано в работе [2], оценка маслоемкости по выражению (1.14) не только противоречит методу немецкого промышленного

стандарта DIN 4776, но и, отражая лишь геометрическую характеристику -удельный объем, мало связана с показателями, определяющими трение и изнашивание смазываемой поверхности. Таким образом, вслед за авторами [2], а также [50, 112, 125] можно признать, что объяснение повышения износостойкости и снижения потерь на трение только ростом маслоемкости шероховатой поверхности является недостаточным и весьма спорным, что предполагает поиск других подходов к оценке качества трибологических свойств смазываемой поверхности.

ipo

О 20 № 60 Щ то

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация автомобильного транспорта», Ратников, Александр Станиславович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате выполненных расчетно-экспериментальных исследований подтверждена гипотеза о возможности снижения износа сопряжения «цилиндр-поршневое кольцо» за счет максимизации гидродинамической несущей способности и повышения молекулярной прочности граничной пленки поверхности трения цилиндра.

2. На основе гидродинамического анализа микрорельефа трущейся поверхности цилиндра предложена и исследована расчетная схема микрорельефа. В результате получены обобщенные соотношения для назначения рациональных значений шаго-высотных параметров микрорельефа: шаг микрорельефа Ь соизмерим с осевой высотой поршневого кольца 8; длина его наклонного участка /дз=0,344-Х; глубина канавки Н= 1,121 -Н1: минимальный зазор в сопряжении «поршневое кольцо-цилиндр» Н1 назначается с учетом величины рабочего зазора в замке кольца о: Н}=о/2я.

3. Разработаны и применены методики лабораторных, а также ускоренных триботехнических (ускорение основывалось на переводе смазываемой пары в состояние неконформного контактирования и оценке относительной износостойкости по ширине полосы износа) и моторных испытаний (ускорение основывалось на применении в качестве искусственной базы конической рабочей поверхности 2-го компрессионного поршневого кольца).

4.Трибологический состав (коллоидный раствор стеарата цинка в поли-альфаолефине) выдержал испытания по разработанной ускоренной методике на машине трения, обеспечив снижение коэффициента трения смазываемой пары стальной диск - чугунная колодка на 8% и износа на 38%.

5. Восстановленный по разработанной технологии методом ППД опытный цилиндр прошел моторные испытания по разработанной ускоренной методике на поршневом дизельном двигателе ТМЗ-450Д, обеспечив по результатам испытаний существенное снижение износа, механических потерь и расхода топлива на 6%, 8% и 5% соответственно.

125

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ратников, Александр Станиславович, 2011 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Автомобильные двигатели/В.M. Архангельский, М.М. Вихерт,

A.Н. Воинов и др.; Под ред. М.С. Ховаха.-М.: Машиностроение, 1977.-591 с.

2. Аналитический обзор методик определения маслоемкости поверхности зеркала гильзы двигателя внутреннего сгорания/А.П. Минаков, О.В. Ящук, В.Н. Соколов и др.//Вестник машиностроения. - 1999.-№10.-С. 14-16.

3. Аникин С.А. Повышение энергоэкономических показателей четырехтактного дизеля на основе математического моделирования работы и совершенствования конструкции деталей поршневой группы:-Автореф. дис... канд. техн. наук.- Тверь, 1997.-16 с.

4. Антифрикционный кондиционер металла "ENERGY RELEASE" -универсальный противоизносный препарат нового поколения/В.Ю. Болгов,

B.И. Беклемышев, Ю.Г. Доценко и др.//Энергодиагностика и condition monitoring: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф.-М., 1998.-С. 149-167.

5. Арабян С.Г., Виппер А.Б., Холомонов И.А. Масла и присадки для тракторных и комбайновых двигателей: Справочникам.: Машиностроение, 1984.-208 с.

6. Асташкевич Б.М. Износостойкость и прочность деталей цилинд-ропоршневой группы транспортных двигателей//Вестник машиностроенеия.-1977.-№10.-С. 8-11.

7. Асташкевич Б.М. Износостойкость и роль активных защитных слоев на поверхностях деталей цилиндропоршневой группы транспортных дизелей/УВестник машиностроения.-2000.-№1.-С. 13-20.

8. Асташкевич Б.М. Трибологические аспекты изнашивания деталей цилиндропоршневой группы мощных двигателей внутреннего сгорания/Ярение и износ.-1995.-Т. 16, №1.-С. 91-105.

9. Асташкевич Б.М., Сапожников С.А., Булюк А.С. Исследование биметаллических втулок цилиндров мощных дизелей/УВестник машино-строения.-2007.-№1 .-С. 23-29.

10. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения.-М.: ГИФМЛ, 1963.-472 с.

11. Балабанов В.И. Повышение долговечности двигателей внутреннего сгорания сельскохозяйственной техники реализацией избирательного переноса при трении: Автореферат дис...докт. техн. наук.-М., 1999.-35 с.

12. Балашов A.C., Патюнин H.A. Раскатывание гильз цилиндров ро-ликами//Машиностроение.-1973 .-№ 10.-С.31.

13. Баринов С. В. Повышение износостойкости цилиндропоршневой группы автотракторных дизелей путем биметаллизации внутренней поверхности гильзы: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Саратов, 2003.-21 с.

14. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел.-М.: Машиностроение, 1968.-503 с.

15. Бочков A.A. Исследование упрочняющей обработки тонкостенных неравножестких цилиндров методом пластического деформирования при их восстановлении: Автореф. дис...канд. техн. наук.-Владимир, 1978.-16 с.

16. Бурштейн Л.М. Расчет толщины масляного слоя на стенке цилиндра ДВС//Машиноведение.-1981.-№ 4.-С. 97-103.

17. Бурштейн Л.М. Трение и смазывание пары поршневое кольцо-цилиндр ДВС. Проблемы и перспективы//Автомобильная промышленность.-1987.-№4.-С. 6-8.

18. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Исследования процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС//Двигателестроение.-1990. - № 11. - С. 56-59.

19. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Исследования процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС//Двигателестроение. - 1991. - № 1. - С. 52-57.

20. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Исследования процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС. Смазывающее действие поршневых ко-лец//Двигателестроение.-1990.-№ 12.-С. 42-46.

21. Бурштейн JI.M., Кобяков C.B. Основы расчетов смазки и трения поршневого кольца//Двигателестроение.-1985.-№ З.-С. 6-9.

22. Венцель C.B. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания.-М.: Химия, 1979.-240 с.

23. Виппер А.Б., Абрамов С.А., Балакин В.И. Новое в применении антифрикционных присадок к моторным маслам за рубежом//Двигателестро-ение.-1982.-№4.-С. 55-56.

24. Виппер А.Б., Лашхи В.Л., Кулагин В.В. Высокотемпературные антифрикционные присадки к моторным маслам//Трение и износ.-1980.-Т. 1, №4-С. 749-753.

25. Виппер А.Б., Лашхи В.Л., Кулагин В.В. Использование модификаторов трения в моторных маслах - эффективный способ снижения потерь мощности на трение//Двигателестроение.-1980.-№9.-С. 24-25.

26. Виппер А.Б., Непогодьев A.B. Новый тип антифрикционной и противоизносной присадки/ЛГоплива и смазочные материалы. -1986. - №3-С. 23.

27. Влияние высоко дисперсных металлоплакируюгцих присадок на антифрикционные и противоизносные свойства моторного масла/С.А. Воробьева, Е.А. Лавринович, В.В. Мушинский и др.//Трение и износ.-1996.-Т. 17, № 6.-С. 827-830.

28. Влияние УДП присадки меди в смазке на процессы трения и изнашивания/С. А. Беляев, С.Ю. Тарасов, A.B. Колубаев и др.//Материалы меж-дунар. науч.-практ. симпоз. «Славянтрибо-5»:- С.-Пб., 2000.-С. 249-251.

29. Влияние ультрадисперсных порошков сплавов металлов на стальные поверхности при трении/Л.В. Золотухина, И.В. Фришберг, В.В. Харламов и др.//Материалы междунар. науч.-практ. симпоз. «Славянтрибо-5».-С.-Пб., 2000.-С. 239-241.

30. Воскресенский В. А., Дьяков В. И. Расчет и проектирование опор скольжения (жидкостная смазка): Справочник.-М.: Машиностроение, 1980.224 с.

31. Гаврилова Т.М. Контактное трение в зоне деформации при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании//Вестник маши-ностроения.-2008.-№8.-С. 36-40.

32. Гарипов Б. М. Разработка способа восстановления цилиндров дизелей приваркой порошков: Автореферат дис... канд. техн. наук.- М., 199017 с.

33. Гаркунов Д.Н. Триботехника.-М.: Машиностроение, 1989.-328 с.

34. Гаркунов Д.Н., Крагельский И.В., Поляков A.A. Избирательный перенос в узлах трения.-М.: Транспорт, 1969.-104 с.

35. Гидродинамическая теория смазки: Классики естествознания/Под ред. и с доп. статьями проф. Л.С. Лейбензона.-М.-Л.: ГТТИ, 1934.-423 с.

36. Гильзы и цилиндры зарубежных автомобильных двигателей: Обзорная информация/С.С. Воробьев, В.Е. Щурков, М.Н. Сильницкая и др.-М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1988.-48 с.

37. Гинцбург Б.Я. Деформационное сужение холодного цилиндра ДВС как фактор повышения его работоспособности//Двигателестроение.-1984.-№4.-С. 52-55.

38. Гоголицын М.А., Овчинников В.П. Влияние овальности цилиндров на показатели работы дизеля с воздушным охлаждением//Сб. науч. трудов ИЭИ.-Владимир, 1972.-Вып.24.-С. 5-9.

39. Головатенко А. Г. Повышение технико-экономических и ресурсных показателей автотракторных двигателей путем компенсации овальности цилиндров: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Новосибирск, 1994. -17 с.

40. Горохов В.А. Двухуровневая регуляризация микрогеометрии технических поверхностей и ее обеспечение//Вестник машиностроения.-1994.-№5.-С. 29-32.

41. ГОСТ 24773-81. Поверхности с регулярным микрорельефом. Классификация, параметры и характеристики.-М.: Изд-во стандартов, 1988.14 с.

42. ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.-М.: Изд-во стандартов, 2003.-41 с.

43. Гриб В.В. Решение триботехнических задач численными метода-ми.-М.: Наука, 1982.-112 с.

44. Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. Качество моторного масла и надежность двигателей.-М.: Изд-во стандартов, 1981.-232 с.

45. Григорьев М.А., Енукидзе Б.М. Конструкторско-технологическое обеспечение надежности ДВС//Автомобильная промышленность.-1988.-№8.-С. 8-12.

46. Григорьев М.А., Кошелев А.Г., Галактионов А.Е. Для повышения износостойкости поверхностей трения//Автомобильная промышленность.-1990.-№11.-С. 12-14.

47. Гузун М. В. Восстановление цилиндров автотракторных двигателей железнением в условиях гидромеханического активирования: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Кишинев, 1988.-17 с.

48. Гуреев A.A., Фукс И.А., Лашхи В.Л. Химмотология. - М.: Химия, 1986.-С. 206-232.

49. Демкин Н.Б. Физические основы трения и износа машин: Учебное пособие.-Калинин: КГУ, 1981.-115 с.

50. Демкин Н. Б., Рыжков Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин.-М.: Машиностроение, 1981.-244 с.

51. Дизели с воздушным охлаждением Владимирского тракторного завода/В.В. Эфрос, Н.Г. Ерохин, Р.И. Кульчицкий и др.-М.: Машиностроение, 1976.-277 с.

52. Епархин О. М. Металловедческие аспекты технологических методов формирования потребительских свойств деталей цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей: Автореферат дис...докт. техн. наук.-Рыбинск, 2006.-32 с.

53. Заигралов Ю. А. Технологический процесс упрочнения гильз цилиндров ремонтируемых дизелей способом низкотемпературного боросуль-фидирования: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Саратов, 1991.-18 с.

54. Заренбин В.Г., Касумов А.Х. Исследование режимов приработки автомобильных двигателей при капитальном ремонте.-М.: Транспорт, 1983.78 с.

55. Заславский Ю.С. Трибология смазочных материалов.-М.: Химия, 1991.-240 с.

56. Заславский Ю.С., Артемьева В.П. Новое в трибологии смазочных материалов: Монография.-М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им И.М. Губкина, 2001 .-480 с.

57. Избирательный перенос в цилиндропоршневой группе ДВС/В.Г. Заренбин, В.И. Андрейченко, Л.М. Волчок и др.//Современные проблемы триботехнологии: Тез. докл. I Всесоюзн. науч.-техн. конф.-Николаев, 1988.-С. 265-267.

58. Исследование закономерностей деформации гильз цилиндров при сборке двигателей/Б.А. Взоров, Е.В. Исаев, В.А. Осокин и др.//Тракторы и сельхозмашины.-1967.-№ 15 .-С. 14-15.

59. Исследование триботехнических характеристик зарубежных моторных масел/Л.И. Куксенова, Л.М. Рыбакова, С.Н. Востряков и др.//Вестник машиностроения.-1999.-№7.-С. 7-11.

60. Камерон А. Теория смазки в инженерном деле: Пер. с англ. В.А. Воронина под ред. В.К. Житомирского.-М.: Машгиз, 1962.-294 с.

61. Ко дин А. А. Метод проектирования процесса дорнования и повышение качества цилиндров дизельных двигателей поверхностным пластическим деформированием: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Москва, 1989.-14 с.

62. Коровчинский М.В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. - М.: Машгиз, 1959.-403 с.

63. Костюков А. Ю. Восстановление гильз цилиндров дизельных двигателей сельскохозяйственной техники термопластическим деформированием в матрице: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Москва, 2006.-22 с.

64. Кошелев А.Г., Николаев Д.Ю. Высокоэффективная технология обработки гильз и блоков цилиндров методом хонингования без расточки до следующего ремонтного размера с использованием финишной антифрикционной противозадирной обработки, обеспечивающая 100% ресурс после ре-монта//Перспективы организации и технологического ремонта техники в АПК: Сб. матер, междунар. науч.-техн. конф.-М., 2007.-С. 252-257.

65. Крагельский И.В. Трение и износ.- М.: Машиностроение, 1968.480 с.

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

67. Кудрявцев И.В. Современное состояние и перспективы развития методов повышения прочности и долговечности деталей машин поверхностным деформированием//Вестник машиностроения.-2002.-№8.-С. 39-44.

68. Кузнецов Г.К. Управление толщиной масляной пленки между маслосъемным поршневым кольцом и цилиндром//Известия вузов. Машиностроение.-1979.-№6.-С. 67-71.

69. Лазерное упрочнение гильз цилиндров/Б .П. Бугай, И.Ф. Бухано-ва, В.М. Журавель и др.//Автомобильная промышленность. - 2005. - №5.-С. 28-30.

70. Личковаха А. С. Повышение качества финишной обработки ремонтируемых гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Зерноград, 2006.-19 с.

71. Макушин A.A., Кулаков А.Т. Повышение износостойкости и ресурса дизелей созданием тонкослойных покрытий в сопряжении «гильза-кольцо» при ремонте//Автотранспортное предприятие.-2008.-№7.-С. 40-41.

72. Меркулов Е. П. Восстановление гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания термопластическим деформированием: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Челябинск, 2001.-19 с.

73. Механизм воздействия противоизносной добавки РиМЕТ на работу пары трения чугун-хром/И.В. Фришберг, JI.B. Золотухина, В.В. Харламов и др.//Трение и износ.-2000.-Т. 21, № 6.-С. 101-106.

74. Мишин И.А. Долговечность двигателей.-Jl.: Машиностроение, 1968.-260 с.

75. Модификаторы трения-антифрикционные присадки к моторным маслам/Виппер А.Б., Лашхи В.Л., Матвеевский P.M. и др.//Химия и технология топлив и масел.-1981.-№1.-С. 56-58.

76. Моисеев В. В. Повышение межремонтного ресурса гильз цилиндров автомобильных двигателей центробежным индукционным напеканием в условиях ремонтных предприятий Госагропрома: Автореферат дис...канд. техн. наук.-М., 1987.-16 с.

77. Мохнаткин Э.М., Усов П.П. Гидродинамическая смазка деформируемого поршневого кольца//Трение и износ.-1980.- Т. 1, № 6.-С. 10001010.

78. Мохнаткин Э.М. Гидродинамическая смазка поршневых колец с различной формой рабочей поверхности//Трение и износ.-1985.-Т. 6, № 5.-С. 859-865.

79. Мохнаткин Э.М. Расчетная оценка толщины масляной пленки, формируемой поршневым кольцом//Двигателестроение.-1980.-№10.-С. 16-19.

80. Мур Д. Основы и применения трибоники/Пер. с англ. под ред. И.В. Крагельского, Г.И. Трояновской.-М.: Мир, 1978. -487 с.

81. Некрасов С.С., Стребков С.В. Использование антифрикционных присадок для улучшения эксплутационных свойств моторного мас-ла//Двигателестроение.-1991.-№ 8-9.-С. 50-51, 59.

82. Обвльницкий А. М., Егорушкин Е. А., Чернявский Ю. Н. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости.-М.: ИПО «Полигран», 1995.-271 с.

83. Оксидокерамика на зеркале безгильзового алюминиевого цилиндра ДВС/А.И. Комаров, A.M. Гоман, В.И. Комарова и др.//Автомобильная промышленность.-2005.-№5.-С. 36-40.

84. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для технических вузов/Э.Д. Браун, H.A. Буше, H.A. Буяновский и др./Под ред. A.B. Чичинадзе. - М.: Наука и техника, 1995.-778 с.

85. Охлопкова A.A., Слепцова С.А. Использование оксидных и нит-ридных керамик для модификации политетрафторэтилена//Трение и износ.-1998.-Т. 20, № 1.-С. 80-85.

86. Петриченко P.M., Шабанов А.Ю. Механизм образования смазочного слоя под комплектом поршневых колец ДВС//Двигателестроение.-1987.-№4.-С. 6-10.

87. Петров Ю. Н., Косов В. П., Стратулат М. П. Ремонт автотракторных деталей гальваническими покрытиями.-Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1976.-150 с.

88. Пикман А.Р. Снижение расхода масла на угар в двигателях тракторного типа//Тракторы, самоходные шасси и двигатели.-М.: ЦНИИ-ТЭИтракторосельхозмаш, 1975.-32 с.

89. Покровский Г. П. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости: Учебник для студентов вузов.-М.: Машиностроение, 1985200 с.

90. Поляков A.A., Гаркунов Д.Н., Крагельский И.В. Физико-химическая механика подавления износа в явлении избирательного перено-са//ДАН СССР.-1970.-Т.191, №>4.-С. 821-823.

91. Пронин М.Д. Снижение механических потерь совершенствованием конструкции поршня быстроходного дизеля: Автореферат дисс...канд. техн. наук.-М., 2009.-16 с.

92. Путилин A.B., Драгомиров С.Г., Поверинов И.А. Направление развития систем жидкостного охлаждения современных автомобильных двигателей/Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей: Материалы IX Междунар. науч.-практ. конф-Владимир, 2003.-С. 278-282.

93. Путинцев C.B. Анализ режима трения деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного дизеля//Известия вузов. Машиностроение.-1999.-№2-3.-С. 65-68.

94. Путинцев C.B. Снижение механических потерь в автотракторных двигателях внутреннего сгорания: Дис...докт. техн. наук.-М., 1998.-319 с.

95. Путинцев C.B., Пронин М.Д. Профилирование и модификация боковой поверхности поршня как способ снижения механических потерь в двигателе внутреннего сгорания//Известия вузов. Машиностроение.-2007.-№7.-С. 42-50.

96. Путинцев C.B., Пронин М.Д. Теоретические предпосылки снижения механических потерь в ЦПГ модификацией трущейся поверхности поршня//Двигатель-2007: Сб. научн. трудов Межд. конф.-М., 2007.-С. 218220.

97. Путинцев C.B., Холомонов H.A., Малый Л.Ф. Выбор и исследование смазочного материала с улучшенными триботехническими параметрами //Трение и износ.-1990.-Т. 11, №2.-С. 317-32

98. Резников В.Д. Письмо в редакцию (отклик на статью Л.М. Бур-штейна и C.B. Кобякова, опубликованную в журналах № 11, 12, 1990 г. и №1, 1991 г.)//Двигателестроение.-1991 .-№ 12.-С. 53-54.

99. Рикардо Г.Р. Быстроходные двигатели внутреннего сгорания: Пер. с англ. под общ. ред. М.Г. Круглова.-М.: ГНТИ, 1960.-406 с.

100. Роман Д.Б. Повышение долговечности сопряжения гильза-поршневое кольцо путем применения антифрикционных добавок в моторное масло: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Пушкин, 2005.-19 с.

101. Сапарниязов Н. Н. Повышение долговечности гильз цилиндров отремонтированных двигателей путем применения электроискрового легирования и поверхностного пластического деформирования: Диссертаци...канд. техн. наук.-Пушкин, 1994.-127 с.

102. Семенов B.C. Вращение поршневого кольца в канавке//Авто-мобильная промышленность.-1960.-№10.-С. 13-14.

103. Семенов B.C. Режим смазки пары трения поршневое кольцо-цилиндровая втулка ДВС//Двигателестроение.-1991.-№ 10-11.-С. 19-23.

104. Симдянкин A.A. Улучшение трибологических свойств рабочей поверхности гильзы цилиндра ДВС//Автомобильная промышленность.-2002.-№8.-С. 26-28.

105. Синюгин A.B. Метод и результаты исследования механических потерь в поршневом двигателе при использовании энергосберегающих моторных масел: Автореферат дис...канд. техн. наук.-М., 2007.-16 с.

106. Синяя Н. В. Повышение ресурса гильз цилиндров двигателей упрочняюще-антифрикционной обработкой (на примере ЗМЗ-511.10): Автореферат дис...канд. техн. наук.-Брянск, 2009.-18 с.

107. Смазочная композиция для восстановления трущихся поверхностей машин и механизмов/Ш. Д. Батырмурзаев, А. Ш. Батырмурзаев, 3. М. Батырмурзаева и др.//Автомобильная промышленность.-2010.-№1.-С. 37-38.

108. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник/Р.М. Матвеевский, B.JI. Лашхи, И.А. Буяновский и др.-М.: Машиностроение, 1989.-224 с.

109. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием.-М.: Машиностроение, 2002.-300 с.

110. Соколенко И. Н. Технология поверхностного упрочнения гильз цилиндров двигателей раскатыванием с одновременным нанесением медного покрытия при их восстановлении: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Саратов, 1990.-15 с.

111. Справочник по триботехнике: в 3-х т., Т.2: Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения/Под общей ред. М. Хебды, A.B. Чичинадзе.-М.: Машиностроение, 1990.-416 с.

112. Суранов Г.И. Уменьшение износа автотракторных двигателей при пуске.-Ухта: УГТУ, 2000.-215 с.

113. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей.-М.: Машиностроение, 1987.-208 с.

114. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию.-М.: машиностроение, 1976.-270 с.

115. Тракторные дизели: Справочник/Б.А. Взоров, A.B. Адамович, А.Г. Арабян и др.; Под общ. ред. Б.А. Взорова.-М.: Машиностроение, 1981.-35с.

116. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина.-М.: Машиностроение, 1978.-Кн. 1.-400 с.

117. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. - М.: Машиностроение, 1979.- Кн. 2.- 358 с.

118. Трение и граничная смазка: Сборник статей под ред. И.В. Кра-гельского.-М.: Иностранная литература, 1953.-288 с.

119. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие/Р.М. Петриченко, М.Р. Петриченко, А.Б. Канищев и др.; Под ред. P.M. Петриченко,-Л.: ЛГУ, 1990.-248 с.

120. Усенко В.И. Исследование размерно-упрочняющей обработки гильз цилиндров автомобильных двигателей: Дис...канд. техн. наук.-Владимир, 1974.-229 с.

121. Фальц Э. Основы смазочной техники/Пер. с нем. H.A. Никитина.- М.-Л.: ГММТИ, 1934.-344 с.

122. Фомин В.Н., Кокорев И.А. Исследование трения легкого двигателя/Яр. НАТИ.-1931 .-Вып. 15.-124 с.

123. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание.-М.: Наука, 1970.-170 с.

124. Челюбеев В. В. Разработка и оптимизация режимов фрикционного латунирования для улучшения приработки гильз цилиндров двигателей в условиях ремонтного производства: Диссертация...канд. техн. наук.-М.: 1998.-108 с.

125. Чеповецкий И.Х., Стрижаков B.JL, Бараболя A.B. Определение величины приработочного износа и маслоемкости поверхности после плосковершинного алмазного хонингования//Сверхтвердые материалы,-1986.-№3.-С. 42-44.

126. Черемпей В. А. Восстановление зеркала цилиндров автотракторных двигателей гальваномеханическим хромированием: Автореферат дис...канд. техн. наук.-Кишинев, 1990.-21 с.

127. Чихос X. Системный анализ в трибонике: Пер. с англ. С.Х. Хар-ламова.-М.: Мир, 1982.-351 с.

128. Шабшаевич Б.Э., Адамович A.B. Исследование потерь на трение в поршневой группе дизеля Д-50//Тракторы и сельхозмашины.-1970.-№8.-С.13-15.

129. Шатуров Г.Ф., Лачев Б.М. Образование поверхностей с частично-регулярным микрорельефом виброротационным накатыванием//Вестник машиностроения.-1988.-№8.-С. 58-61.

130. Шибель А. Скользящие опоры (подшипники и подпятники): Конструкция и расчет.- М.-Л.: ОНТИ, 1936.-432 с.

131. Шикунов И. Р. Методика ускоренной оценки послеремонтного ресурса сопряжений автомобильных двигателей (на примере гильза цилинд-ра-поршневое кольцо 3M3-53): Автореферат дис...канд. техн. наук.-Че-лябинск, 1988.-24 с.

132. Шнейдер Ю.Г. Новые схемы и способы образования регулярных микрорельефов на поверхностях//Вестник машиностроения.-1995.-№10.-С. 37-38.

133. Шнейдер Ю.Г. Регуляризация микрогеометрии поверхностей.-Л.: ЛДНТП, 1991.-11 с.

134. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом.-JI.: Машиностроение, 1982.-248 с.

135. Экономия топлива при использовании специальных моторных масел/В.Д. Резников, В.М. Кондратьев, С.Б. Борщевский и др.//Химия и технология топлив и масел.-1981.-№11.-С. 58-60.

136. Энглиш К. Поршневые кольца: Пер. с нем. под ред. В.К. Жито-мирского.-М.: Машгиз, 1963.-Т.2. Эксплуатация и испытание.-362 с.

137. Юдин М.И., Ширай О.Г. Технология восстановления посадок соединений деталей постановкой дополнительного элемента.-Краснодар: Изд-во КГАУ, 2005.-92 с.

138. Ющенко A.A., Андропов В.П. Радиальное движение поршня в пределах зазора «поршень-гильза цилиндра»//Автомобильная промышленность,- 1987.-№3.-С. 10-11.

139. Яковлев В.В. Природа сил, вызывающих овальность втулок цилиндров в блоке при сборке двигателей//Вестник машиностроения.-2004.-№11.-С. 24-27.

140. Fisher E.N., Marshall R.A., Haigh J. Energy savings in hydraulic coolant circuits//2nt Int. Conf. New Dev. Powertrain and Chassis Eng./Bury St. Edmunds, 1989.-P. 471-477.

141. Hertz H.R. Uber die Beruhrung fester elastischer Korper//Journal for die reine und angewandte Mathematik.-1882.-No 93.-S. 156-171.

142. Khrushov M.M. Resistance of metals to wear by abrasion, related to hardness//Proc. Conf. Lubr. and Wear.-London, 1957.-P. 665.

143. Kruse H., Todsen U. Bisherige Forschungsarbeiten am tribologischen system Kolben-Kolbenring-Zylinder//Tribologie+Schmierungstechnik.-1986.-No 2. - S. 90-98.

144. Müller К., Bartz W. J. Motorsauberkeitserhöhung durch MoS2 bzw. Graphit. - Mineralöltechnik, 1979, No 1, S. 3-10.

145. Palasios J.M. The performance of some antiwear additives and the interference with other additives//Proceedings of the 5-th International tribology congress "Eurotrib-89".-Helsinki, 1989.-V.1.-P. 365-369.

146. Reick F.G. Energy-saving lubricants containing colloidal PTFE// ASLE Preprint.-1981.-No 81.-10 p.

147. Saur R., Leu P., Lemberger H., Huemer G. Kennfeldgesteurtes Temperaturregelsystem fur Motorkuhlkreislaufe//MTZ.-l996.-57, №7-8-S. 424-428.

148. Todsen U. Schmierung, Reibung und Verschleiss am system KolbenRing-Zylinder von Hubkolbenmaschinen. Teil 1: Theoretische Untersuchungen des tribologischen systems Kolben-Ring-Zylinder//Schmierungstechnik+Tribolo-gie.-1982,- Bd. 29, No 4.-S. 160-162.

149. Tschoke H., Essers U. Einfluss der Reibung an Kolben und Pleuel auf die Sekundaerbewegung des Kolbens//MTZ.-1983.-44, No3.-S. 89-93.

150. Wakuri J., Tsude M., Yamashita M. A study of the oil loss past a series of piston rings//Bull. of the JSME.-1970.-Vol. 13,No33.-P. 150-162.