способ повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания

Классы МПК:F02B77/02 поверхностные покрытия для частей, омываемых горячими газами
F02F1/12 предотвращение коррозии поверхностей, омываемых жидкостью 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Научно-производственное объединение "Теплоэнергетика"
Приоритеты:
подача заявки:
1992-11-06
публикация патента:

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: в способе повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания на поверхность гильзы наносят 3 - 10% эмульсии фторуглерода. Поверхность гильзы подвергают термообработке в течение 0,5 - 1,5 ч при 150 - 250oC. 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2100633

Рисунок 1

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для увеличения срока службы двигателей внутреннего сгорания.

Известно, что рабочие втулки цилиндра дизельных двигателей внутреннего сгорания изготавливают из чугуна перлитной структуры, из чугуна, легированного хромом и никелем, или из легированной стали с азотированием внутренней их поверхности (Зинченко В. М. Автомобильная промышленность, 1986, N 9, с. 30 32).

Износостойкость чугунных рабочих втулок цилиндра, кроме того, может быть повышена с помощью термической обработки чугуна или путем покрытия внутренней поверхности (зеркала цилиндра) тонким слоем (0,05 0,08 мм) пористого хрома, что является дорогостоящим и сложным процессом.

Данный способ повышения износостойкости и принят за прототип. Так как при большом диаметре цилиндра (свыше 250 мм) прочный слой хрома одинаковой толщины практически получить очень трудно, то хромирование втулок применяется только в двигателях с малым диаметром цилиндра (Хандов. З. А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. М. Транспорт, 1968, с. 39 40; Долецкий В. А. и др. Увеличение ресурса машин технологическими методами. М. Машиностроение, 1978, с. 54 66).

Целью изобретения является повышение износостойкости гильз цилиндров ДВС.

Для повышения износостойкости гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания при использовании в качестве моторного топлива нефтяных и альтернативных топлив, в том числе растительного масла, предлагаем наносить на поверхность гильз цилиндров покрытие, которое в отличие от прототипа выполнено из 3 10% эмульсии фторуглерода с последующей термообработкой при 150 - 250oC в течение 0,5 1,5 ч.

Для подтверждения предлагаемого способа повышения износостойкости гильз цилиндров были проведены испытания дизеля 248,5/11 при работе на рапсовом масле.

Дизельный двигатель был выбран потому, что работает в более жестких условиях, чем карбюраторный (Браславский М. И. и др. Судовая теплоэнергетика. Справочник. М. Транспорт, 1983, с. 312).

В качестве топлива выбрано рапсовое масло потому, что, во-первых, переход на альтернативные топлива приводит к увеличению износа двигателя (Терентьев Г. А. и др. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М. Химия, 1989, с. 272; Фукс И. Г. и др. Химия и технология топлив и масел. 1992, N 4, с. 34 39 и N 6 с. 34 40), а, во-вторых, потому что в Европе наибольшее распространение из альтернативных топлив растительного происхождения получило именно рапсовое масло (Ihrig H. Ibid. 1990, Bd. 35, N 8, S. 1 19).

Гильзу цилиндра покрывают с помощью пульверизатора 10%-ой эмульсией фторуглерода, затем помещают в сушильный шкаф, где подвергают термической обработке при 150oC в течение 1,5 ч. Другие условия осуществления способа включают те же операции, но выполняются при других параметрах режима и приведены в таблице, примеры 3 и 4.

Во всех опытах двигатель работал 50 ч на установившемся режиме после 30 ч откатки. При этом использовалось масло М1OB2. Износ втулок определяли методом вырезанных лунок, применяя прибор УПОИ-6 (Сомов В. А. Бенуа Г. Ф. Шепельский Ю. Л. Эффективное использование моторных масел на речном флоте. М. Транспорт, 1985, с. 231).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Данные, представленные в таблице, показывают, что предложенная обработка позволяет снизить скорость изнашивания поршневых втулок в 1,66 2,29 раза, а поршневых колец в 1,39 2,0 раза.

Нижний температурный предел выбран из экономических соображений. Снижение обработки ниже 150oC приведет к резкому увеличению времени обработки, что вызовет увеличение расхода электроэнергии и снижение производительности труда.

Верхний температурный предел определяется свойствами материала гильзы цилиндра при повышении температуры обработки гильзы цилиндра может произойти ее разупрочнение.

Нижний временной интервал определяется минимальным сроком обработки, необходимым для завершения процесса модификации поверхности гильзы цилиндра, верхний экономическими соображениями.

В настоящее время процесс проходит эксплуатационную проверку на Ленинградском дизельном заводе на среднеоборотных и высокооборотных дизелях.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, использующего в качестве моторного топлива нефтяное и альтернативное топливо, преимущественно растительное масло, заключающийся в том, что на поверхность гильзы наносят покрытие, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют 3 10%-ную эмульсию фторуглерода, а после нанесения покрытия поверхность гильзы подвергают термообработке в течение 0,5 1,5 ч при 150 250oС.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс F02B77/02 поверхностные покрытия для частей, омываемых горячими газами

Патенты РФ в классе F02B77/02:
способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания -  патент 2487002 (10.07.2013)
гильза цилиндра -  патент 2470172 (20.12.2012)
теплоизолирующее покрытие -  патент 2323357 (27.04.2008)
способ обеспечения минимальных механических потерь в цилиндро-поршневых группах двигателя внутреннего сгорания при формировании покрытий поверхностей деталей без разборки двигателя -  патент 2309274 (27.10.2007)
способ нанесения защитного покрытия на деталь тяжелого машиностроения -  патент 2300651 (10.06.2007)
способ обеспечения минимальных механических потерь в поршневых машинах-двигателях внутреннего сгорания -  патент 2263217 (27.10.2005)
адиабатная поршневая камера -  патент 2205284 (27.05.2003)
двигатель внутреннего сгорания с деталями, имеющими поверхностное покрытие, и установка для получения покрытия -  патент 2143573 (27.12.1999)
способ получения совместимости пар трения для двигателей внутреннего сгорания -  патент 2119587 (27.09.1998)
способ работы двигателя внутреннего сгорания и каталитическая композиция для его осуществления -  патент 2069774 (27.11.1996)

Класс F02F1/12 предотвращение коррозии поверхностей, омываемых жидкостью 





Наверх