Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей

Развитие дизелестроения связано с дальнейшей форсировкой дизелей: повышением быстроходности, эффективного давления, коэффициента полезного действия и т. д. При этом высокая надежность и ресурс дизеля являются критерием его работы. В этих условиях становится важным обеспечение высокой и надежной работоспособности основных деталей и узлов двигателя и, в особенности, цилиндропоршневой группы. Форсировка дизеля приводит к увеличению удельных нагрузок и значительному повышению температуры поршня, поршневых колец, цилиндровой втулки, крышки цилиндра, клапанов, к интенсивному ухудшению условий работы и повышенному износу и задирам поршня, поршневых канавок и колец. Кроме того, перегрев деталей сопровождается ростом температурных напряжений при одновременном ухудшении механических свойств материала, что приводит к образованию трещин и термоциклическому разрушению деталей.

В этой связи становится актуальной проблема защиты деталей от чрезмерного воздействия высоких температур и интенсивного изнашивания. Применение традиционного метода — (разработка новых материалов, улучшение конструкции детали, повышение интенсивности охлаждения) в ряде случаев не дает желаемого эффекта — повышения ресурса деталей.

Наиболее перспективным способом снижения температуры, повышения износостойкости трущихся пар является создание теплозащитных и износостойких покрытий поверхности детали.

В предлагаемой книге рассматриваются основные направления в разработке технологии и материалов для создания теплозащитных и износостойких покрытий деталей дизелей и в первую очередь поршня и поршневых колец.

Эффективное использование теплозащитных и износостойких покрытий деталей дизеля связано с решением ряда вопросов. В первую очередь это относится к выбору металлических и керамических материалов для высокотемпературного напыления покрытий. Выбор материалов с определенным комплексом физикомеханических свойств позволяет формировать покрытия с необходимыми характеристиками. Немаловажную роль в обеспечении эффективности и работоспособности покрытий на деталях дизеля играют технологические факторы высокотемпературного напыления покрытий.

Разработка теплозащитных покрытий основана на изучении теплофизических и прочностных характеристик керамических и металлокерамических покрытий применительно к деталям дизеля. Знание этих характеристик в значительной мере обусловливает возможность создания высокоэффективных теплоизолирующих покрытий деталей камеры сгорания.

Наряду с эффективностью покрытий в снижении температуры деталей камеры сгорания, теплозащитные покрытия оказывают существенное влияние на параметры рабочего процесса, шум, вибрацию, нагарообразование, старение масла и износ деталей дизеля.

Повышение износостойкости деталей дизеля и в первую очередь деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ) обеспечивается главным образом выбором материалов и технологических операций их высокотемпературного напыления.

Анализируются свойства износостойких и антифрикционных покрытий на поршневых кольцах и поршнях, обобщены зарубежный и отечественный опыты в разработке покрытий.

Настоящая работа является первой попыткой обобщения комплекса вопросов, связанных с разработкой и применением газотермических покрытий деталей дизеля.