Снижение трения и износа в агрегатах автомобилей за счет достижений триботехники

Table of contents :
Основные понятия о триботехнике
Триботехнические мероприятия
Смазочные материалы
Общие требования и классификация
Повышение топливной экономичности и снижение износа деталей автомобиля благодаря применению современных смазочных материалов
Самосмазывающиеся узлы трения
Реализация эффекта безизносности при трении в автомобильной технике
Условия реализации эффекта избирательного переноса
Металлоплакирующие присадки к моторным маслам
Металлоплакирующие пластичные смазки
Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО)
Водородный износ
Методы определения концентрации водорода в металлах
Влияние водорода на износостойкость деталей автомобилей
Методы борьбы с водородным износом
Заключение
Литература

Citation preview

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО

-

ИССЛЕДОВА ТЕЛЬСКИй

ИНФОРМАЦИИ И ТЕХНИКО

-

ИНСТИТУТ

ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

( ЦНИИТЭИАВТОПРОМ )

О.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ

С НИЖЕНИЕ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА

В АГРЕГАТ АХ

АВТОМОБИЛЕЙ

ЗА СЧЕТ ДОСТИЖЕНИЙ ТРИБОТЕХНИКИ Обзорная информация

МОСКВА

IC/87

МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРО~'\ЬIШЛЕННОСТИ Центраn11оНwii научно

мсхnедомтеn~.с:кмii институт

-

м техммко

- •-кмх

м~цмм

мссnедоuнмii

еатомабмnllоНОii lфОМWШ181НОСТМ

( ЦНИИТЭИеатоnро") (}.

Обwие вопрось~ автомобилестроения

УДК

62-192:629.113.002:621.891

М.А. ГРИГОРЬЕВ, А.Н. ПЕРВУШИН. Б.М. КОГАН

СНИЖЕНИЕ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА

В АГРЕГАТАХ

АВТОМОБИЛЕЙ

ЗА СЧЕТ ДОСТИЖЕНИЙ

ТРИБОТЕХНИКИ

Обзорная информация

Москва

1987

Одной из основных задач в ускорении научно-технического про­ гресса в автомобилестроении является существенное повышение на­

дежности автомобильной техники при одновременном снижении потреб­ ляемой энергии, необходимой для совершения транспортной работы. Решение этой задачи в значительной степени возможно путем исполь­

зования в двигателях и других агрегатах автомобиля достижений триботехник и.

Научный редактор канд. техн. наук А.А. Пономарев

©

Uентральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований,

автомобильной промышленности ( UНИИТЭИавтопром}-, -198Т

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТРИБОТЕХНИКЕ

Триботехника при

их

-

наука о контактном взаимодействии твердых тел

относительном

вопросов трения,

перемещении,

охватывающая

весь

комплекс

изнашивания и смазки деталей машин.

В последние

-

годы в триботехнике получили развитие новые разделы

трибомеха­

ника, трибофизика, трибохимия. В некоторых странах вместо терми­ на триботехника употребляют термины трибология и трибоника,

К общим понятиям триботехники относятся такие как внешнее трение,

износ,

износостойкость,

смазочный материал,

смазка,

сма­

зывание, трение покоя, трение движения (скольжения, качения, вер­ чения) , сила трения, коэффициент трения и др. Первой проблемой триботехники является трение. В машинах и механизмах,

преобразующих или передающих энергию,

трение, как

правило, наносит вред. В таких механизмах, как тормозные устрой­ ства и сцепления трение необходимо. В автомобиле доля полезно ис­

пользуемой энергии не превышает

в топливе. При этом около ление

трения

в

двигателе

1О %

и

25 %

всей энергии,

заключенной

энергии затрачивается на преодо­

примерно

такое

же

количество

-

в транс­

миссии. На отдельных режимах (малые нагрузки, холостой ход) удельные затраты на преодоление трения значительно выше, В неко­ торых видах обрабатывающего оборудования затраты на преодоление

трения могут

составлять

50-80 %.

Следовательно, снижение по­

терь на трение может привести к существенной экономии энергии, отсюда

-

а

к значительному повышению топливной экономичности авто­

мобилей,

Вторая проблема

триботехники

-

износ, Например,

износ деталей

в сочленениях в одних случаях нарушает герметичность рабочего пространства,

в

других

-

ухудшает

режим

смазки,

в

третьих

водит к потере кинематической точности механизма. Так, тельно к двигателям внутреннего сгорания износ

герметичность цилиндропоршневой группы, в

картер,

и

экологические

ухудшает

мощностные,

показатели

при­

деталей снижает

уве~ичивает прорыв газов

топливно-экономические,

двигателя,

-

примени­

повышает

расход

пусковые

масла,

при­

водит к аварийному состоянию или экономической нецелесообразнос­

ти эксплуатации машины. В результате около том числе автомобилей,

80-90 %

машин,

в

выходят из строя и отправляются в ремонт.

Использование достижений триботехники в управлении трением и износом является центральным звеном решения проблемы повышения эффективности техники и труда, альных

и

трудовых

экономии энергетических, матери­

ресурсов.

Величина потерь энергии при трении,

интенсивность и величина

износа определяются многими факторами. К ним можно, очередь, мых

отнести условия работы узла трения,

материалов

и

в первую

свойства используе­

конструкторско-технологическое

исполнение

дета­

лей, упрочнение поверхностей трения и применение приработочных антиизносных и антизадирных покрытий,

качество смазочных мате­

риалов, эффективность в них присадок и соответствие условиям тре-

2

ния и эксплуатации техники, степень защиты пар трения от абразив­ ных частиц загрязнений и т.п. Трение может происходить без смазочного материала,

со смазоч­

ным материалом и при граничной смазке, В соответствии с этими видами трения развивалась теория и практика триботехники. Наименьшие затраты на трение и минимальные износы деталей

обеспечиваются при жидкостной (гидродинамической) смазке. По­ верхности деталей при этом не вступают в контакт и потери на тре­ ние

однозначно

определяются

вязкостью

смазочного

материала,

про­

являемой в данных условиях нагружения масляной пленки. Однако

жидкостное трение происходит редко. В подшипниках скольжения (на­ пример, коленчатого вала), смазываемых маслом под давлением, в период пуска двигателя после очередной его остановки имеет место не _жидкостная,

а

граничная

смазка.

Более распространенным является трение в режиме граничной

смазки, когда толщина масляной пленки менее

0,1

чае

и

существенно

деляются

уже

не

возрастают вязкостью

потери

на

трение

смазочного

мкм. В этом слу­

износ,

материала,

а

которые опре­

совокупностью

физических и химических свойств смазки и поверхностей трения де­

талей. На снижение трения и износа при граничной смазке и направ­ лены в первую очередь

разработки-триботехники. Применительно к

двигателям

сгорания

внутреннего

потери

на

трение

в

граничном

жиме составляют около половины от всех потерь на трение. этом

реально

полученные

величины

экономии

топлива

рения достижений триботехники находятся на уровне

за

ре­

При

счет

внед­

5 %,

У спех и в разработке физической стороны процесса трения,

под­

робное физико-химическое исследование природы поверхностных сло­ ев твердого тела и накопленный большой экспериментальный мате­ риал позволили глубже познать механизм трения и изнашивания и управлять

этими

процессами

в

машинах

и

механизмах.

В настоящее время предложен ряд новых триботехнических под­ ходов к снижению потерь на трение и износа трущихся пар,

ющих в режиме граничной

смазки. В частности,

работа­

это _реализация из­

бирательного переноса при трении (ИП), использование антифрикци­ онных присадок (так называемых модификаторов трения) , упрочне­ ние поверхностей трения лазерной обработкой,

применение трибопо­

лимерообразующих смазочных материаЛов (ТПО), финишная антифрик­ ционная безабразивная обработка ( ФАБО), подавление водородного износа и др. На современной стадии решения проблемы снижения трения и износа ни одно из преддоженных решений не является уни­

версальным и_ требует проверки_ и д