Експериментальне дослідження можливості використання силікатної пасти для підвищення довговічності деталей автомобільних двигунів

Abstract

Дослідження можливості використання силікатної абразивної пасти з метою підвищення довговічності деталей автомобіля розглянуто на прикладі з’єднання «клапан – гніздо» газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння. Термін служби механізму газорозподілу переважно визначається зносом його ланок, тому для підвищення довговічності необхідно забезпечити високу зносостійкість його деталей (клапана і гнізда). В результаті зношування деталей погіршуються технікоекономічні показники двигуна. Падіння потужності двигуна відбувається внаслідок нещільної посадки клапана у гніздо та прориву газів. Тому умови роботи пар тертя механізму газорозподілу залежать від якості поверхонь тертя, від змін, що відбуваються на поверхнях, що стикаються в процесі тертя за наявності або відсутності мастила і від характеру зносу. При відновленні з’єднання «клапан – гніздо» остаточною обробкою при усуненні дефектів є притирання абразивними пастами. У роботі наведено результати експериментального дослідження можливості використання силікатної пасти для підвищення довговічності деталей при їх відновленні. Для визначення довговічності поверхонь, оброблених абразивними пастами, проведено дослідження їхньої зносостійкості. З цією метою визначали антифрикційні властивості та здатності навантаження поверхонь, які оброблені силікатною пастою та наявними складами (абразив з оливою та «КТ»). Для обробки поверхонь тертя використовували лабораторну установку, яка змонтована на станині універсального верстата, призначеного для притирання клапанів автотракторних двигунів. Дослідження щодо визначення антифрикційних властивостей та здатності навантаження поверхонь, оброблених абразивними пастами, виконували на спеціальній установці торцевого тертя. Проведене дослідження підтверджує, що у процесі обробки силікатним абразивним складом утворюється поверхня, близька до оптимальної, що зумовлює низькі коефіцієнт тертя, температуру та інтенсивність зношування, і це відбувається шляхом утворення аморфного кремнезему (SiO2). Доведено, що найкращі антифрикційні властивості має пара тертя, яка оброблена абразивним силікатним складом, а це дозволить підвищити довговічність деталей автомобільних двигунів на 15–20 %. Встановлено, що пара тертя, яка оброблена абразивним силікатним складом, витримує навантаження до заїдання у 1,8–2 рази більше, ніж пари тертя, які оброблені наявними складами.

The study of the possibility of using silicate abrasive paste to increase the durability of car parts is considered on the example of the "valve-seat" connection of the gas distribution mechanism of the internal combustion engine. The service life of the gas distribution mechanism is mainly determined by the wear of its links, therefore, to increase its durability, it is necessary to ensure high wear resistance of its parts (valve and seat). As a result of wear and tear of parts, technical and economic indicators of the engine deteriorate. A drop in engine power occurs because of a loose fitting of the valve in the seat and gas breakthrough. Therefore, the operating conditions of the connected friction pairs of the gas distribution mechanism depend on the quality of the friction surfaces, on the changes that occur on the surfaces in contact, in the friction process in the presence or absence of lubricant, and on the nature of wear. When restoring the "valve-seat" connection, the final treatment for eliminating defects is rubbing with abrasive pastes. The paper presents the results of an experimental study of the possibility of using silicate paste to increase the durability of parts during their restoration. To determine the durability of parts whose surfaces were treated with abrasive pastes, a study of the wear resistance of such surfaces was conducted. For this purpose, the anti-friction properties and load capacity of surfaces treated with silicate paste and existing compositions (abrasive with oil and "CT") were determined. For the processing of friction surfaces, a laboratory installation was used, which is mounted on the bed of a universal machine designed for lapping the valves of auto tractor engines. Research on determining the antifriction properties and load capacity of surfaces treated with abrasive pastes was carried out on a special face friction unit. The conducted research confirms that in the process of treatment with a silicate abrasive composition, a surface close to optimal is formed, which causes a low coefficient of friction, temperature, and intensity of wear and this occurs due to the formation of amorphous silica (SiO2). It has been proven that the best anti-friction properties have a friction pair that is treated with an abrasive silicate composition, and this will increase the durability of car engine parts by 15-20%. It was established that the friction pair, which is treated with an abrasive silicate composition, withstands the load before seizing 1.8-2 times more than the friction pairs, which are treated with existing compositions.