Содержание к диссертации
Введение
1. Цель и задачи исследования 11
1.1. Анализ причин снижения долговечности дизелей семейства КамАЗ 11
1.2. Кавитационная эрозия наружной поверхности гильз цилиндров «мокрого» типа и методы борьбы с ней 15
1.3. Влияние кавитационного изнашивания на герметичность камеры сгорания 27
1.4. Цель и задачи исследования 35
2. Теоретическое и экспериментальное обоснование влияние кавитационного изнашивания гильз на ресурс цилиндопоршневой группы 37
2.1. Способы оценки массопотерь гильзы «мокрого» типа при эксплуатации 37
2.2. Оценка долговечности гильз дизеля при вибрационной кавитации на основе интегрального показателя износа поверхности 42
3. Программа и методика эксперементальных исследований 51
3.1. Программа и общая структура исследования 51
3.2. Методика исследования кавитационных разрушений 53
3.3. Методика нанесения покрытий с помощью электроискровой обработки (ЭИО) 57
3.4. Методика нанесения покрытий газодинамическим напылением и определение их физико-механических свойств 60
3.5. Методика определения температуры гильзы с нанесенным покрытием 62
3.6. Методика проведения эксплуатационных испытаний 64
4. Экспериментальные исследования кавитационной стойкости гильз «мокрого» типа 68
4.1. Определение деформации гильз при наличии кавитационного износа 68
4.2. Исследования влияния нанесенных покрытий на кавитационное изнашивание стенки гильзы 71
4.3. Исследования влияния антикавитационного покрытия, формируемого на наружной поверхности гильзы, на температуру ее стенки 75
5. Технология восстановления гильз цилиндров и расчет экономической эффективности 81
5.1. Технологические основы формирования антикавитационного покрытия на наружной поверхности стенки гильзы «мокрого» типа 81
5.1.1. Нанесение покрытий с помощью холодной газодинамической наплавки 81
5.1.2. Нанесение покрытий с помощью электроискровой обработки 86
5.2. Определение основных показателей дизеля при эксплуатации 92
5.3. Экономическая оценка результатов проведенных исследований...93
Общие выводы 97
Список литературы 99
Приложение 118
- Кавитационная эрозия наружной поверхности гильз цилиндров «мокрого» типа и методы борьбы с ней
- Оценка долговечности гильз дизеля при вибрационной кавитации на основе интегрального показателя износа поверхности
- Методика нанесения покрытий с помощью электроискровой обработки (ЭИО)
- Исследования влияния нанесенных покрытий на кавитационное изнашивание стенки гильзы
Введение к работе
Массовое производство автомобилей семейства КамАЗ и их поступление в АПК страны началось в 1976 году. В ходе производства совершенствовались и конструкция самих автомобилей, и конструкция их составных частей, повышалось качество, накапливался и изучался передовой опыт эксплуатации и ремонта. При этом все инновационные разработки сразу направлялись на проверку и при подтверждении эффективности шли в производство.
Одним из важнейших компонентов автомобиля является двигатель — наиболее сложный и ответственный агрегат. Техническое состояние двигателя во многом определяет ресурс автомобиля в целом, его эффективность, надежность и экологичность. На его долю приходится около 30% отказов и 20% трудоемкости технического обслуживания и ремонта [1, 2, 7, 19, 43, 57, 62, 70, 71, 109, 126, 138, 153, 155 ].
Сегодня ОАО КамАЗ выпускает целый ряд автомобильных двигателей (табл.1), устанавливаемых не только на автомобили КамАЗ, но и на тракторы, и на комбайны (табл.2.,3). При этом завод гарантирует, что почти на все тракторы семейства Т-150 (Т-151, Т-156) и ХТЗ могут быть подобраны двигатели КамАЗ.
Силовой агрегат КАМАЗ-740.22-240 рекомендуется заводом для установки на комбайн "Дон-1500" (сертификат соответствия № РОСС RU. МС02. В00499).
Необходимость такого переоборудования часто обусловлена следующими факторами:
• трудностями в обеспечении запасными частями "родного" двигателя трактора;
• износом двигателя у тракторов снятых с производства, при отсутствии "родного" двигателя в продаже;
• более высокими эксплуатационными свойствами двигателя КАМАЗ, чем у изначально примененного.
Из литературных источников [51, 60, 64-68, 80-82, 93, 125] известно, что форсирование дизелей, а именно, рост числа оборотов и среднего эффективного давления приводит, помимо, других типов изнашивания, встречающихся в двигателе, еще и к появлению кавитационного вида изнашивания. Его результатом является образование достаточно глубоких раковин на ограниченной площади, которые не имеют следов отложений, например, продуктов коррозии. Процесс кавитационного изнашивания может протекать, как в нейтральных средах, так и на поверхности неокисляющихся материалов — стекла, полимерных материалов, золота и пр.
Появляющиеся отдельно стоящие раковины, которые в дальнейшем сливаются в одну сплошную зону, иногда приводят к полному — сквозному — разрушению стенки гильзы. Первые поражения появляются в плоскости качания шатуна, причем, на левой стороне гильзы, если смотреть на нее так, чтобы коленчатый вал вращался по часовой стрелке. Фактор, который определяет месторасположение кавитационных раковин — перекладка поршня в зоне верхней мертвой точки. Воздействие со стороны поршня и поршневых колец на гильзу возможно вследствие наличия тепловых зазоров в соединениях «поршень-гильза» и «поршневая канавка-поршневое кольцо». При этом, эти зазоры выбираются в течение очень короткого времени, измеряемого миллисекундами. В результате поршень, перекладываясь в верхней мертвой точке, ударяет по гильзе и вызывает ее вибрации.
Колебания гильзы в высокочастотном диапазоне вызывают, в свою очередь, разрывы сплошности жидкости и появление паровоздушных пузырьков. Схлопывание пузырьков в пристеночной области гильзы вызывает ее интенсивное разрушение.
Наилучшими условиями для интенсификации процесса кавитационного изнашивания является работа двигателя на холостых оборотах, низкая температура охлаждающей жидкости и частая смена нагрузок, что характерно для езды автомобиля по городу в осенне-зимний и зимне-весенний периоды года, т.е. от Vi до 3Л от общего времени эксплуатации.
Разнотолщинность стенки гильзы, появляющаяся в результате кавитационного изнашивания, тем более совпадающая с плоскостью максимального механического износа ее внутренней поверхности, приводит к увеличению деформаций гильзы в блоке.
Несмотря на большое количество работ, посвященных повышению надежности цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, эта проблема полностью не решена до настоящего времени [20, 37, 107, ПО, 122, 123, 134, 140, 145, 146, 173, 174]. В связи с этим разработка способа повышения кавитационной стойкости цилиндропоршневой группы является актуальной задачей.
Цель исследования — повышение ресурса гильз цилиндров дизелей путем создания на их наружной поверхности пористого покрытия.
Объект исследования - закономерности кавитационного изнашивания наружной поверхности гильз цилиндров с нанесенными пористыми покрытиями.
Научную новизну работы представляют:
• аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать ресурс цилиндропоршневой группы дизелей от кавитационного изнашивания гильз;
• результаты экспериментальных исследований кавитационной стойкости гильз цилиндров, восстановленных путем нанесения пористых покрытий на их наружную поверхность.
Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в ремонтную практику технологии восстановления наружных поверхностей гильз цилиндров пористыми покрытиями, наносимыми методом электроискровой обработки, что повышает их ресурс.
Реализация результатов исследований. Автомобили КамАЗ, укомплектованные дизелями КамАЗ-740 с гильзами с антикавитационным покрытием на наружной поверхности, прошли производственную проверку в хозяйствах ТОО «Племзавод «Чапаевский» и ТОО «154» Западно-Казахстанской области.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены на XXI и XXII Межгосударственных научно-технических семинарах «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ» (Саратов, 2008, 2009 гг.); научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, 2008, 2009 гг.); научно-техническом семинаре Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева (Саранск, 2008 г.), Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Д.Г. Вадивасова (2009 г.), на научно-практических конференциях Западно-Казахстанского аграрно-технического университета (2009,2010 гг.).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертационных исследований опубликовано 9 работ, из них 2 в изданиях, входящих в Перечень ведущих журналов и изданий ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 2,81 печ. л., из которых 1,33 печ. л. принадлежит лично автору.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, списка использованной литературы (198 наименований) и приложений. Работа изложена на 125 страницах, включает в себя 55 рисунков и 17 таблиц.
Научные положения, выносимые на защиту:
• аналитические зависимости, уточняющие массопотери гильз вследствие кавитационного изнашивания их наружной поверхности;
• способ повышения кавитационной стойкости гильзы путем формирования на наружной поверхности пористого покрытия, препятствующего разрыву сплошности жидкости;
• экспериментальные исследования кавитационной стойкости восстановленных гильз цилиндров и оценка их влияния на ресурс цилиндро-поршневой группы.
Кавитационная эрозия наружной поверхности гильз цилиндров «мокрого» типа и методы борьбы с ней
В высокофорсированные дизели КамАЗ-740 устанавливаются два типа гильз цилиндров: 7406.1002021, изготавливаемые из серого специального чугуна, упрочненного объемной закалкой, и 7406.1002021-20, изготавливаемые из специального легированного серого чугуна, не термообрабатываемые. В соединении гильза-блок цилиндров наружная полость между ними уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения, при этом в верхней части установлено одно кольцо в проточке гильзы, в нижней части два кольца - в расточке блока цилиндров. Таким образом, гильза закреплена консольно и имеет возможность отклоняться в нижней части, обращенной к коленчатому валу, под воздействием возмущающих сил со стороны поршня в пределах толщины уплотнительного кольца.
По данным различных исследователей основной кавитационныЙ износ находится в зонах максимального воздействия боковой силы N [6, 33, 47, 75, 76, 79, 85, 98, 104, 105]. В результате такого воздействия только на долю гильзы приходится 10-12% аварийных повреждений от общего количества повреждений деталей и узлов дизеля. Известно, что воздействие сил давления газов на цилиндропоршневую группу фактически является ударом [111, 114, 121, 124, 148, 150, 158, 163, 164, 167, 179], при этом в камере сгорания могут возникать импульсы с резонансной частотой 7...8 кГц, которые достигают величины 10...15 бар (рис.1.2) и вызывают вибрации гильз цилиндров.
Рисунок 1.2 - Ударное воздействие сил давления газов: а) - индикаторные диаграммы (1 - полная подача топлива; 2 - холостой ход; 3 - прокрутка); б) - пульсации давлений (n = 2600 мин"1, нагрузка 75%; 1 - исходная кривая; 2 - сглаженная кривая)
Известно, что сила соударения Nyjl поршня и гильзы превышает боковую силу перекладки поршня N в 2...10 раз, и зависит от скорости соударения, величины боковой силы N и радиуса кривизны бочкообразного профиля поршня [126]. При этом колебания гильзы в районе верхней мертвой точки повторяют колебания газов в цилиндре, а виброскорости несколько смещены по фазе относительно пульсаций давления газов.
Существенным фактом для понятия явления кавитации является то, что гильза цилиндра под действием боковой силы N ведет себя как оболочка и деформируется. При этом большая ось овала гильзы расположена вдоль действия силы N (поперек оси коленчатого вала), а точки расположенные под углом ± 45 не перемещаются.
В результате при работе дизеля кавитационные разрушения проявляются как на наружной поверхности гильз, так и на сопряженных поверхностях нижних посадочных поясов блока цилиндров. Гильзы разрушаются в плоскости качания шатуна в виде отдельных каверн или их цепочки на наружной поверхности, начиная со средней части и переходя вниз на посадочную поверхность (рис. 1.3), при этом интенсивность кавитационных разрушений не одинакова по номерам цилиндров.
У блока разрушается в основном верхний поясок нижнего посадочного места, а также области, расположенные в плоскости качания шатуна. При этом наиболее интенсивно кавитационные разрушения происходят при работе двигателя на воде, менее интенсивно на охлаждающих жидкостях [84, 131, 132, 135, 156, 157, 161, 162, 171, 181, 182, 188]. Материал гильзы-серый специальный чугун - обладает высокой износостойкостью, однако в ряду используемых в двигателе материалов является одним из самых подверженных кавитационному разрушению.
Блоки двигателей по нижнему посадочному пояску иногда ремонтируются наплавкой, но в большинстве случаев выбраковываются из-за сложности обработки. Гильзы двигателей с цепочкой каверн обычно выбраковываются, хотя допускается их повторное использование, поскольку для большинства отечественных двигателей выбраковочные параметры по кавитационному износу гильз не исследовались и не определены.
Механизм кавитационного износа базируется на схлопывании вакуумного пузырька, образующегося вследствие разрыва сплошности охлаждающей жидкости при отклонении стенки гильзы вследствие удара по ней поршневых колец и поршня, в пристеночной области [5, 55, 97, 128, 165, 190-193].
Оценка долговечности гильз дизеля при вибрационной кавитации на основе интегрального показателя износа поверхности
Известны методики прогнозирования долговечности гильз цилиндров, позволяющие с достаточной достоверностью оценить срок службы этих деталей [85, 135, 171]. Однако, все они опираются, во-первых, на учет частот свободных, а не вынужденных колебаний стенки гильзы и во-вторых, учитывают массопотери стенки гильзы точечно, на уровне одной растущей каверны. Необходимость перехода от свободных к вынужденным колебаниям была показана в работе [149], а вот теоретического решения задачи учета величины и характера кавитационного износа по площади воздействия не было осуществлено до настоящего времени. В работе [80] приведена зависимость остаточного ресурса детали: где SH3M — измеренная величина износа, мм. Величина возможного рассеивания ресурсов характеризуется нижней Тн и верхней Тв доверительными границами. Зная, или предполагая, закон распределения ресурсов и доверительную вероятность, можно определить возможное рассеивание ресурсов. Однако, применение этой формулы ограничено достаточно простым фактором — ни одним из технических условий не ограничивается максимальная величина кавитационного износа наружной поверхности гильзы, исключая сквозное изнашивание и износ посадочных поясов. В вышеприведенных работах было показано, что изменение глубины эрозии /гэ от времени t может быть выражено следующим образом: где такэ=— Т — аккумуляционный период, ч; Т - долговечность гильзы, ч; коэ — глубина эрозии эталона (гильза двигателя 64 15/18), м. Скорость изнашивания при этом выражается как:
При известных так І и иизн долговечность гильзы ТІ при допустимом з износе [h]=—hBT можно определить по следующей формуле: где /г0/ —глубина эрозии, мм; 1) ,- -скорость изнашивания, мм/ч; Были получены зависимости аккумуляционного периода так от напряжения а,, Па: Между напряжением и амплитудой колебаний при А 5 мкм существует линейная зависимость: где напряжение в МПа, а амплитуда в мкм. При А 5 мкм предлагалось использовать выражение: Амплитуда вибрации (свободных колебаний) применительно к условиям нагружения гильзы цилиндров двигателей определялась с учетом динамического характера нагрузок и деформаций, а именно: где ACT- — отклонение стенки гильзы при статическом нагружении. После раскрытия А через комплекс характеристик двигателя выражение для расчета амплитуды А приняло вид: где pe - среднее эффективное давление, Н/м ; Fn — площадь поршня, м ; l = RKp/Lm - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; х = VC- - период колебаний гильзы (fm — частота свободных колебаний гильзы, Гц); ю=27г/ в — угловая скорость шатуна, 1/с; гср, НВТ и /гв - средний радиус, высота и толщина гильзы, мм; рм — плотность материала гильзы, кг/м3; Т=— - время возрастания бокового давления поршня на стенку гильзы от нуля до ртах; m — количество аксиальных полуволн, обычно w=1...2; С]=С0+Х— расстояние от верхней кромки гильзы цилиндра до оси поршневого пальца при положении поршня после поворота коленвала на угол ф, м; С0 - расстояние между верхней кромкой гильзы и осью поршневого пальца при положении поршня в в.м.т., м; X=0,5Hx.n(l-cos $) - расстояние, пройденное поршнем от положения в в.м.т. при повороте коленвала на угол ф, м; Однако, как видно из схем расчета, предлагаемых авторами вышеназванных работ, массопотери определяются ростом только одной каверны в глубину и в ширину, что хорошо согласуется с испытаниями на магнитострикционном вибраторе, но не всегда согласуется с практикой. Действительно, начало кавитационного изнашивания, например, гильзы двигателя КамАЗ, сопровождается появлением отдельных каверн, но в дальнейшем, каверны «сращиваются» друг с другом, образуя сплошную изношенную поверхность (рис. 1.4). При этом объем металла, «вырванного» со стенки гильзы двигателя КамАЗ в процессе кавитационного изнашивания, в зависимости от пробега показан на рис.2.7 [149]. Таким образом, уравнения (2.10), (2.12) требуют уточнения с точки зрения интегрального учета глубины, площади или объема изъязвления металла. Предлагается рассмотреть следующую схему расчета (рис.2.6). Кавитационный износ стенки гильзы проявляется в зонах перекладки поршня (Р — угол, определяющий сектор износа, рад), ось симметрии которых расположена параллельно оси коленчатого вала, при этом наблюдается уменьшение толщины наружной стенки гильзы на величину А. Эту величину и предлагается использовать вместо характеристики «изменение глубины эрозии /гэ» в формуле (2.10). Площадь изношенного участка S может быть подсчитана по формуле (с учетом симметричности расположения зон кавитационного износа по образующей гильзы - в зонах перекладки поршня): где, г - радиус гильзы (по наружной поверхности), м; Н — высота изношенного участка гильзы от нижней до верхней границы, м.
Методика нанесения покрытий с помощью электроискровой обработки (ЭИО)
Выбор материалов электродов осуществлялся исходя из анализа литературных источников и предшествующих исследований в данном направлении [18, 27-30, 35, 87, 88, 112, 113]. Нанесение покрытия на образцы осуществлялось на установке «Электрон 22 БМ» (рис.3.5).
Энергетические характеристики установок «Электрон 22БМ» представлены в табл.3.3. Диаметр электрода при проведении экспериментов по первому направлению выбирался в зависимости от энергетического режима установки и составлял 3-4 мм для 4 режима, 5 мм — для 5 режима.
Эксперименты по первому направлению исследований производили на 4-ом и 5-ом режимах, изменяя на каждом из режимов частоту вибрации электрода от 150 до 250 Гц с интервалом 50 Гц. Длительность импульса составляла 2,5-3 мс, амплитуда колебаний электрода подбиралась индивидуально к каждому из режимов.
В процессе электроискровой обработки, после нанесения слоя в течении 1 мин образцы охлаждали на воздухе, обезжиривали ацетоном и измеряли. Качество поверхностного слоя образцов, сплошность оценивали с помощью микроскопа МИМ-8. Это позволяло обнаружить наружные дефекты покрытия: несплошность, поверхностные поры, раковины.
При оценке сплошности покрытия определяли протяженность зоны соединения покрытия с основным металлом и общую протяженность исследуемого участка. Сплошность покрытия определяли по формуле: где С - сплошность покрытия, %; L3C. - суммарная протяженность зон соединения покрытия с основным металлом; Ь0бщ.- протяженность исследуемого участка образца.
Первичная обработка результатов эксперимента состояла в определении толщины слоя металлопокрытия и сплошности покрытия образцов. Для каждого варианта технологических режимов и материала электрода эксперимент повторяли три раза, после чего результаты усреднялись.
При проведении экспериментальных исследований по газодинамическому напылению поверхностей использовалось оборудование ДИМЕТ (рис.3.6), разработанное Обнинским центром порошкового напыления, конструкция которого обеспечивает создание воздушного сверхзвукового потока, введение в этот поток частиц порошкового материала и ускорение частиц до скорости, необходимой для нанесения покрытий [94-96].
В настоящее время выпускается три модификации установок для холодного газодинамического напыления (ХГДН): модели 402, 403, 412, предназначенные для ручного нанесения ряда металлических покрытий. Основные технические характеристики установок представлены в таблице 3.4.
Оборудование также позволяет производить струйно-абразивную обработку поверхностей (очистку поверхностей от загрязнений). Для нанесения баббитовых покрытий дополнительно к оборудованию ДИМЕТ выпускается специальный сопловый блок СББ-03. ДИМЕТ модели 403: 1 - питатель порошка для пескоструйной обработки; 2 питатель порошка для нанесения материала; 3 — тумблер включения принудительного встряхивания; 4 — рукоятка расхода порошка пескоструйки; 5 — рукоятка переключения питателей; 6 - рукоятка расхода порошка для нанесения; 7 - рукоятка переключения энергетического режима; 8 — кнопка включения установки; 9 — манометр регистрации давления; 10 напылительная головка
Для работы оборудования необходим сжатый воздух давлением 0,6-1,0 МПа, расход 0,3-0,4 м3/мин. Чистота воздуха согласно ГОСТ 17433-80 должна соответствовать классам 1, 3, 5, а электросеть обеспечивать напряжение 220 В, 50 Гц.
Для проведения испытаний подготавливались образцы - с целью улучшения сцепления покрытия с основным металлом их поверхность подвергалась пескоструйной обработке. Далее на их поверхность наносился слой металлопокрытия толщиной до 1 мм. В качестве материала для нанесения использовался порошок алюминия с цинком марки А-80-13 и медь марки С-01-01. Энергетический режим обработки 3, расход материала 1,1 -1,2 см /мин.
Оценку прочности сцепления металлопокрытия с основным металлом проводили по методике [127]. Метод состоит в том, что цилиндрический образец из исследуемого материала с нанесенным на него в виде кольцевого пояска покрытием продавливается через матрицу. При этом под действием касательных напряжений происходит отслаивание покрытия, а напряжения сдвига характеризует прочность сцепления.
Испытания осуществлялись на гидравлической разрывной машине модели Р-0,5 обеспечивающей нагружение с заданной постоянной скоростью перемещения штока и измерение нагрузки с погрешностью не более 1 %. Каждый вариант покрытий и режим его нанесения испытывали на трех образцах.
Предел прочности сцепления покрытия с основным металлом при сдвиге определяли по формуле: где Р - максимальная нагрузка, предшествующая разрушению покрытия, Н; h - ширина пояска, мм; D - диаметр образца, мм.
Исследования влияния нанесенных покрытий на кавитационное изнашивание стенки гильзы
Результаты изменения массы образцов в процессе кавитационного изнашивания на УЗВ; 1 - исходный образец без покрытия; 3 — образец с нанесенным порошком А-80-13; 3 - образец с нанесенным порошком С-01 -01; 4 - образец с нанесенной медью М1; 5 - образец с нанесенной бронзой Бр-К-Мц
Анализ графиков, приведенных на рис. 4.8, позволяет сделать вывод, что наилучшим антикавитационным покрытием является бронза Бр-К-Мц, нанесенная при помощи электроискровой обработки. При этом нанесение порошка А-80-13 позволяет снизить кавитационный износ в 2,5...4,5 раза; порошка С-01-01 - в 3,3...6,7 раза; меди Ml - в 4,0...6,8 раз; бронзы Бр-К-М-Ц-в9,1...14,9 раз.
Дополнительным позитивным фактором является стабилизация процесса изнашивания образца с нанесенной бронзой уже по прошествии 25-30 минут, в то время как на остальных образцах стабилизация не наступила даже после 210 минут.
Следует учитывать тот факт, что не следует ожидать десятикратного снижения кавитационного износа на двигателе, поскольку на процесс изнашивания влияют множество факторов, которые невозможно учесть при исследованиях на УЗВ [85]. Причем эти факторы играют как положительную роль, замедляя процесс, так и негативную, ускоряя его.
Из литературных источников известно, что температура в зоне поршневых колец достигает значений 250-320 С [63, 68, 77]. Единственным сдерживающим фактором роста температуры является охлаждение гильзы, в частности, путем циркулирования жидкости со стороны ее наружной поверхности. Отсутствие охлаждения или кратковременное прекращение циркуляции (например, вследствие поломки помпы) приводит к лавинообразному росту температуры, «задирам» гильз цилиндров и последующему заклиниванию деталей цилиндро-поршневой группы.
Поэтому были проведены исследования распределения температуры по высоте гильз с нанесенным покрытием для оценки возможности их применения. Оценка теплонапряженности гильз была проведена согласно методике, изложенной в разделе 3. Для этого на 12 гильз (по одному покрытию на каждые три гильзы) были нанесены медь Мій бронза Бр-К-Мц методом электроискровой обработки, а также порошки А-80-13 и С-01-01 методом холодного газодинамического напыления (рис.4.4). Технологии нанесения покрытий приведены в разделе 5.
Эксперименты по определению температуры наружной стенки гильзы с одинаковым напылением проводились трижды, после чего результаты усреднялись. Результаты измерений приведены на рис.4.5-4.8 (Приложение 2).
Анализ характера распределения температур показал, что аиболее интенсивный рост температур зафиксирован у гильз с нанесенным порошком А-80-30, причем не наблюдался процесс прекращения роста (отсутствует зона стабилизации температур в поясах замеров, отстоящих на 40 мм от верхнего бурта). Вероятно, это связано с тем, что нанесенное покрытие препятствует теплопередаче во внешнюю среду. Наилучшие показатели по теплопередаче в этой зоне продемонстрировали гильзы с нанесенным порошком С-01-01.
Для более подробного анализа был построен сводный график распределения температур в зоне максимального кавитационного износа для всех четырех типов покрытия (рис.4.9).
На основании полученных данных можно констатировать, что наилучшие показатели по теплопередаче в этой зоне продемонстрировали гильзы с нанесенным порошком С-01-01. Они характеризуются наименьшим приростом температуры и наличием зоны ее стабилизации. Немного более худшие локазатели (в пределах 0,5 С) продемонстрировали гильзы с нанесенной медью Ml и с нанесенной бронзой Бр-К-Мц.
