Двигатели внутреннего сгорания. 2010. №2 PDF (Size:7770 МБ)

Технология производства ДВСние) с использованием твердого антифрикционногоматериала. В качестве антифрикционного материалаиспользуется графит, обладающий свойствомтвердой смазки [4].Расчеты показывают, что применение антифрикционногоматериала на основе графита дляуплотнительных колец обеспечивает существенноеснижение потерь на трение, потери на трение сухогоуплотнения достигает 15% от величины потерьдля обычного уплотнения (табл. 1).Таблица 1. Сравнение затрат энергии на преодоление трения в цилиндропоршневой цилиндра споршневыми кольцами традиционного типа и в «сухом» цилиндре с уплотнением в виде кольца измедно- графитового материалаСтатьи расчетаТрадиционныекольцаСухоеуплотнениеЧисло колец, шт. в. ч.:компрессионныхмаслосьемных21Одно сдвоенное ведином пазу-Высота колец, мм: компрессионныхмаслосъемных32 х 16 х 2 = 12-Площадь трения колец: компрессионныхмаслосъемных1,884D0,628D 4,082DУдельное давление, МПа: для компрессионных колецмаслосъемных колец0,51,00,02-Коэффициент трения 0,07 (при смазке) 0,2Усилие на сдвиг колец: компрессионныхмаслосъемныхвсего комплекта колец0,660D0,440D1,100D0,163D-0,163DЗатраты энергии на трение колец за один ход поршня, . 1,100DS 0,163DSОтносительная величина затрат энергии, % 100 14,8Экспериментальные исследованияДля исследования сухого уплотнения быларазработана конструкция уплотнительных колец(рис. 1) [5]. Уплотнение осуществляется двумякольцами в одной проточке поршня. Каждое изколец состоит из двух полуколец со стыковкой полуколец,исключающих попадание газа в полостьпод кольца. Стыки полуколец сдвинуты относительнодруг друга на 90 градусов, а прижатие полуколецк стенке гильзы осуществляется пружинами.Для исследования было изготовлено два комплектауплотнительных колец аналогичной конструкции,один из бронзы, второй комплект – из стали.Исследование уплотнения включало следующиеэтапы: подбор антифрикционного материала,испытание на прочность и термостойкость;оценка силы трения уплотнения поршня в цилиндре;компрессии в цилиндре при сухом уплотнении;оценка интенсивности изнашивания и ресурса уплотнительныхколец. Далее рассмотрим результатыэтих исследований.124В качестве антифрикционного заполненияпроточки в уплотнительном кольце применяласьпаста из порошка графита на связующем – жидкомстекле. Было приготовлено три состава графитовойпасты с содержанием графита 25%, 50% 75%.Пасту отдельно, а также при внесении ее в проточкуна уплотнительном кольце проверили на твердостьи термическую стойкость при выдержке втечение 1 часа при температуре 900 о С. По условиямпрочности, отсутствия растрескивания при сушкеи прокаливании, удерживанию в проточке кольцадля моторных испытаний была примененасмесь при содержании графита 75%.Кольца с антифрикционным заполнением пазовбыли смонтированы в цилиндре опытного двигателяи после приработки определено усилие насдвиг поршней. Усилие определялось при горизонтальномположении цилиндра по моменту началасдвига поршня при помощи динамометра табл. 2.Усилие для сухого варианта составило 58% от значенияпри смазке маслом.ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010