Увеличение износостойкости гильз цилиндров дизелей ЯМЗ

Изготовление гильз цилиндров позволяет уменьшить первоначальный минимальный зазор между гильзой и поршнем на 0,020-0,030 мм и, сохранив первоначальный максимальный зазор, ликвидировать разбивку гильз и поршней на группы по наименьшему диаметру гильзы цилиндра и наибольшему диаметру юбки поршня.

В связи с необходимостью дальнейшего повышения ресурса дизелей особое значение приобретает увеличение износостойкости гильз цилиндров. Поэтому были проведены исследования в следующих направлениях: уточнение срока службы гильз цилиндров, изготовленных из исходного материала, при работе с серийными поршневыми кольцами и стандартными инерционно-масляными воздухоочистителями; изыскание более износостойких материалов гильз цилиндров; хромирование гильз цилиндров; исследование более эффективных воздухоочистителей; подбор моторных масел более высокого качества.

Для уточнения срока службы исходного варианта гильз было необходимо выявить предельно допустимый износ, при котором еще не происходит заметного ухудшения технико-экономических показателей дизелей и их пусковых качеств. В результате исследований установлено, что предельный износ ограничивается не снижением энергетических показателей и увеличением расхода масла, а главным образом ухудшением пуска дизеля в холодном состоянии.

По опытным данным были построены графики износа гильз и колец в зависимости от наработки. Средняя наработка до предельного износа гильз (0,16 мм) составляет 5700 ч при условии сохранения слоя хрома на верхнем компрессионном кольце. При этом радиальный износ поршневых колец равен 0,14 мм. Следовательно, для обеспечения средней наработки дизеля до замены поршневых колец 5700 мото-часов исходная толщина хрома на рабочей поверхности колец должна быть не менее 0,14 мм. Это требование необходимо выполнять, так как после срабатывания слоя хрома на поршневых кольцах темп износа гильз повышается примерно в 2, а поршневых колец в 4 раза.

При одной промежуточной замене поршневых колец, имеющих толщину хрома на рабочей поверхности не менее 0,14 мм, через 5700 мото-часов и предельно допустимом износе гильз, равном 0,24 мм, ресурс гильзы составляет 8200 мото-часов. Кроме того, из этого графика следует, что дальнейшее повышение долговечности гильз в результате дополнительного увеличения толщины слоя хрома на рабочей поверхности поршневых колец невозможно. В результате форсированных испытаний гильз нескольких вариантов установлено, что износостойкость гильз цилиндров из низкоуглеродистого чугуна с карбидами в структуре на 10% выше, чем износостойкость серийной гильзы. Износостойкость гильзы с повышенным содержанием хрома, никеля, меди, титана и наличием бора повышается в среднем на 20?6, а износостойкость гильз с хромированной поверхностью цилиндров более чем на 50% превышает износостойкость серийных гильз цилиндров. Однако внедрение хромированных гильз цилиндров требует решения задачи повышения износостойкости поршневых колец. Внедрению хромированных гильз препятствует их высокая стоимость.