Шпаковський В. В. Науково-технічні основи поліпшення показників ДВЗ застосуванням поршнів з корундовим шаром

Об'єект дослідження: процеси динамічної теплоізоляції та зносу алюмінієвих поршнів ДВЗ. Мета дослідження: розробка науково-практичних основ підвищення рівня технічної досконалості двигунів, включаючи експлуатаційні характеристики, економічність роботи, зменшення забруднення довкілля, підвищення ресурсу за рахунок теплоізоляції поршнів корундовим поверхневим шаром. Методи дослідження: визначення впливу товщини корундового шару поверхні поршня на показники робочого процесу двигунів та визначення високочастотного коливання температури в низькотеплопровідному поверхневому шарі матеріалу поршня проводилися методом математичного моделювання. Розробка технології гальваноплазменої обробки (ГПО) поршнів проводилась експериментально, шляхом вибору найбільш раціональних режимів. Визначення впливу малої товщини корундового шару поршня на процес згоряння палива в циліндрах дизеля проводилося методом моторних досліджень двигунів. Теоретичні і практичні результати: для двигунобудівної галузі практичне значення полягає у використанні: прогресивної технології гальваноплазменої обробки поршнів з алюмінієвих сплавів з одержанням шару корундової кераміки для поліпшення техніко-економічних показників ДВЗ та підвищенню ресурсу двигунів; установки, які реалізують технологію ГПО; методики визначення раціональної товщини керамічного корундового шару, що забезпечує підвищення ефективних параметрів двигунів з поршнями з корундовим шаром ; програми і методики експлуатаційних випробувань двигунів тепловозів, оснащених поршнями з корундовим шаром та встановлених на тепловозах ЧМЕ 3; методики проведення реостатних досліджень тепловозів ЧМЕ-3 при проведенні ПР-3. Новизна: вперше обґрунтовано і реалізовано підвищення технічного рівня ДВЗ шляхом застосування поршнів з поверхневим корундовим шаром малої товщини. Вперше виявлено та теоретично обґрунтовано ефект позитивного впливу часткової динамічної теплоізоляції поршнів поверхневим корундовим шаром малої товщини на процес згоряння палива в циліндрах дизеля, показники робочого процесу, паливну економічність; виявлено ефект підвищення ресурсу ДВЗ. Вперше здійснено теоретичне визначення раціональної товщини ко-рундового шару поршнів з алюмінієвих сплавів, що забезпечує підвищення техніко-економічних показників ДВЗ та отримано експериментальні і експлуатаційні підтвердження поліпшення показників паливної економічності та ресурсу двигунів з поршнями з корундовим шаром. Удосконалено метод мікродугового оксидування (МДО) в частині значного збільшення щільності струму оксидування без зриву мікроплазменого процесу в дуговий і реалізовано метод ГПО, який відрізняється від відомого раніше швидкістю процесу і одержанням керамічного "корундового" шару з високою адгезією до основного металу, з високою твердістю, зносостійкістю, низькою теплопровідністю. Ступінь впровадження: результати дисертаційного дослідження рекомендовано для використання в спеціалізованих КБ по двигунобудуванню, навчальному процесі ВНЗ, практиці наукових досліджень НДІ і спеціалізованих кафедр ВНЗ, підприємствах, що виготовляють і ремонтують ДВЗ різного призначення. Галузь використання: двигунобудування.