Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ПАР ТРЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ - Патент РФ 2119587
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ПАР ТРЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ПАР ТРЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ПАР ТРЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Способ получения совместимости пар трения для двигателей внутреннего сгорания относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению, компрессоро- и турбостроению. Детали пары трения имеют надежное и эффективное покрытие, полученное экологически чистой технологией, заключающейся в создании на рабочих поверхностях этих деталей керамического покрытия, например, окиси алюминия с различной концентрацией фаз на каждой поверхности. Концентрация фаз от 70% до 100%. Изобретение повышает надежность и долговечность пар трения.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2119587
Класс(ы) патента: F02B77/02
Номер заявки: 96111855/06
Дата подачи заявки: 11.06.1996
Дата публикации: 27.09.1998
Заявитель(и): Белозеров Валерий Владимирович (UA); Махатилова Анна Ивановна (UA); Минак Анатолий Федорович (UA); Севрук Игорь Витальевич (UA); Вурье Борис Александрович (RU)
Автор(ы): Белозеров Валерий Владимирович (UA); Махатилова Анна Ивановна (UA); Минак Анатолий Федорович (UA); Севрук Игорь Витальевич (UA); Вурье Борис Александрович (RU)
Патентообладатель(и): Белозеров Валерий Владимирович (UA); Вурье Борис Александрович (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно к парам трения в ДВС и может быть использовано в общем машиностроении, например, в компрессорах, насосах и т.д.
Известны способы повышения надежности, долговечности и эффективности, т. е. совместимости пар трения в двигателях внутреннего сгорания (см. К.Энглиш. Поршневые кольца. Т. 1. М.: ГНТИ 1963; Трение и теплопередача в поршневых кольцах ДВС. Справочное пособие под ред. Р.М.Петриченоко. - Л.: Изд-во ЛГТУ, 1990; М.А.Григорьев, В.А.Далецкий. Обеспечение надежности двигателей. Изд-во стандартов. - М., 1978. с. 324) Недостатками приведенных в книгах способов упрочнение поверхностей деталей из легких металлов (сплавов), например, алюминия, является сложность, экологическая вредность технологических процессов, относительно низкая стойкость при больших термических и механических нагружениях рабочих поверхностей, малая коррозионная и эрозионная стойкость покрытий, а также высокие механические потери трения в парах между рабочими поверхностями таких деталей, например, "поршень-гильза", "кольца-гильза", "втулка-вал" и других.
Известны также способы улучшения совместимости пар трения, уменьшающие перечисленные недостатки, но полностью их не исключающие:
использование материалов различной для каждой поверхности пары твердости: нанесение дополнительных антифрикционных, приработочных покрытий, а также износостойких - хрома, молибдена и других;
внедрение твердых материалов в поверхность трения, повышающих износостойкость;
создание микрорельефа на поверхностях трения для улучшения гидродинамики смазки.
Однако такие способы обладают такими же недостатками:
сложность технологии;
экологическая вредность;
малая коррозионная и эрозионная стойкость;
ненадежное соединение с материалом детали;
которые уменьшают, в целом, ресурс работы деталей пары трения.
Прототипом является пара трения "алюминиевая гильза - алюминиевый поршень", описанные в кн. М.А.Григорьев, В.А.Долецкий. Обеспечение надежности двигателей. -М.: Изд-во стандартов, 1978, с. 324. При этом алюминиевая гильза цилиндра покрыта путем осаждения электролитического хрома на рабочей поверхности, а юбка поршня покрыта путем лужения приработочным покрытием.
Недостатками прототипа являются:
экологически вредное производство;
недостаточно высокая твердость и износостойкость покрытия гильзы, неодинаковая адгезия покрытия по всему зеркалу гильзы, опасность отслоения и задира гильзы;
низкая твердость покрытия и основного материала поверхности поршня и, как следствие, недостаточная износостойкость и долговечность.
Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности деталей, образующих трущуюся пару, и, как следствие, увеличение моторесурса всего двигателя; внедрение экологически чистых технологий производства этих деталей.
Для осуществления поставленной задачи предлагается способ получения совместимости пар трения для ДВС, изготовленных из легких металлов, например, алюминиевых сплавов, заключающийся в том, что на рабочих поверхностях пар трения создают упрочняющее покрытие. Согласно изобретению упрочняющее покрытие создают методом микродугового оксидирования таким образом, что на поверхности одной из деталей пары трения образуют α- фазу окиси алюминия содержащую от 70% до 100% α- Al2O3, а на другой детали - γ- фазу, содержащую от 70% до 100% γ- Al2O3.
Авторам не известно использование в двигателестроении МДО для упрочнения поверхностей пар трения, хотя в других отраслях МДО применяется. Так микродуговые разряды были открыты и применены для диэлектрических прокладок в конденсаторах (Николаев А.В., Марков Г.А., Пещевицкий Б.Н. Новое явление в электролизе. Изв. СОАН СССР. Сер "Хим. наука". 1977, вып. 5 N 12. Марков Г. А. , Маркова Г.В. Способ формовки анодов электрохимических конденсаторов. А. с. 526961, СССР, 1976, БИ N 32. В нефтедобывающей промышленности МДО применено для упрочнения подшипников, работающих в водонефтяной среде с большим количеством загрязнений и твердых частиц (Малышев В.Н., Булычев С.И., Марков Г. А. и др. Физико-механические характеристики и износостойкость покрытий, нанесенных методом микродугового оксидирования. Физика и химия обработки материалов. 1985, N 1, с. 82 - 87). В химическом машиностроении для защиты от агрессивных сред также применено МДО (Черненко В.М., Спешко И.М. и др. Получение покрытий анодно-искровым электродом. Л.: Химия, 1991, с. 128).
Функциональные назначения заявляемого способа - упрочнение пар трения и улучшение их триботехнических свойств в условиях, присущих ДВС с его большими скоростями скольжения, ударными нагрузками, высокими удельными давлениями в трущихся парах, масляной или топливной среде работы этих пар.
В качестве примера предлагаемого способа рассмотрим нанесение МДО - покрытия на гильзу из алюминиевого сплава В-95 и поршень из АЛ-25.
Заготовку гильзы выполняют в окончательных размерах и с требуемой чистотой поверхностей, погружают в ванну с щелочно-силикатным электролитом кислотностью pH = 12,5 - 11,5, элеткросопротивлением ρ = 130 - 200 Ом·см, температурой t = 20 - 40oC и закрепляют так, чтобы был обеспечен надежный электрический контакт с электродом. Второй электрод изготовлен так, чтобы создать равномерный процесс на заданных поверхностях.
Электролиз проходит при напряжении 380 В, плотности тока 10 - 20 А/дм2.
Физико-химический процесс описан в литературе (Николаев А.В., Марков Г. А. , Пещевицкий В.Н. Новое явление в электролизе. Изв. СОАН СССР. Сер. "Хим. наука", 1977, вып. 5, N 121.
Скорость наращивания оксидного слоя составляла 50 мкм/ч.
В указанных выше пределах назначались pH, p, t, плотность тока и время, благодаря чему на поверхности формировалось покрытие с фазовым составом, состоящим преимущественно их α- Al2O3 от 70% до 100%, с твердостью HV 20000 - 22000 МПа, остальное муллит 3Al2O3·2SiO2.
На поршне, работающем в паре с описанной гильзой, изготовленном из алюминиевого сплава АЛ25, на его поверхности трения сформировано покрытие, состоящее из фазы γ- Al2O3, имеющей твердость HV 10000 - 12000 МПа и составляющей от 70% до 100%.
В результате осуществления метода микродугового оксидирования на гильзе и поршне получены слои толщиной до 150 мкм α- и γ- фаз, которые не изменили геометрических размеров и чистоты поверхностей, т.к. слои распространялись в глубину металла детали окислением поверхностных атомов алюминия, проникновения окислительного процесса в глубину, и прекрасной адгезии к металлу детали. Это увеличило надежность и износостойкость этой пары трения, а также в 10 раз снижает потери трения в этой паре.
Формула изобретения: Способ получения совместимости пар трения для двигателей внутреннего сгорания из легких металлов, например алюминия, заключающийся в том, что на рабочих поверхностях пар трения создают упрочняющее покрытие, отличающийся тем, что упрочняющее покрытие создают методом микродугового оксидирования таким образом, что на поверхности одной из деталей пары трения образуют α-фазу окиси алюминия концентрацией от 70% до 100%, а на поверхности другой детали образуют γ-фазу окиси алюминия концентрацией от 70% до 100%.