Требования к современным двигателям внутреннего сгорания
Уже долгое время одной из основных тенденций разработки двигателей для различной автотехники является уменьшение массы силовых агрегатов, что позволяет добиться увеличения мощности и коэффициента полезного действия.
В связи с этим повышается нагрузка на поршни и другие элементы моторов. Увеличиваются боковые усилия на поршни, что требует применения специальных защитных материалов для юбок поршней и усложнения конструкции.
Еще одним направлением развития производства двигателей является снижение количества вредных выбросов в атмосферу, в частности углекислого газа, и уменьшение потребления моторного масла.
Разработанные на сегодня конструктивные решения также приводят к увеличению нагрузки на поршни.
Реализация этих и других современных тенденций двигателестроения становится возможной благодаря нанесению на юбки поршней антифрикционных покрытий.
Данные материалы представляют собой суспензии, содержащие мелкие порошки твердых смазок, связующие вещества, функциональные добавки и растворители.
После полимеризации покрытия при определенном режиме на поршнях образуется тонкий слой, характеризующийся малым сопротивлением сдвигу и высоким сопротивлением сжатию.
Покрытия показывают большую эффективность при работе в экстремальных условиях, таких как высокие температуры и нагрузки внутри двигателя внутреннего сгорания.
Использование твердой смазки в двигателестроении началось еще в прошлом веке. Материалы наносились на юбки поршней, шатуны, коленвалы, детали головки блока цилиндров. Однако применение данных составов редко выходило за пределы спортивных автомобилей.
Сегодня технология твердой смазки получила достаточное развитие для применения во всех типах двигателей.
Нанесение антифрикционного покрытия на юбки поршней является одним из главных способов повышения ресурса и надежности работы цилиндро-поршневой группы.
Назначение покрытия на поршнях двигателя
Слой твердой смазки позволяет поршням нормально функционировать в самых экстремальных условиях, таких как перегрев, «масляное голодание», холодный пуск, отсутствие люфта между деталями вследствие теплового расширения.
При отсутствии сухого смазочного слоя существенно вырастает риск схватывания поверхностей поршня и цилиндра, заедания и истирания.
В режиме холодного пуска блок управления впрыскивает увеличенное количество горючего. Избыток топлива может смывать масляную пленку либо разбавлять смазочную жидкость, что приводит к истиранию деталей. Покрытие в этом случае выполняет роль антиаварийной смазки, предотвращая повреждения поверхностей при отсутствии смазывания маслом.
Покрытия легко притираются, что позволяет поршню легко подстроиться под форму цилиндра и создать необходимый зазор при недолговременном расширении деталей.
В современных условиях увеличиваются требования не только к поршням, но и используемым на их юбках антифрикционным покрытиям.
Слой твердой смазки должен иметь более высокую износостойкость, чем материал деталей для предотвращения увеличения потерь на трение.
Вследствие повышения верхнего температурного предела работы силовых агрегатов появляется необходимость в применении покрытий, способных выдерживать постоянную температуру до +280 °С и высокие нагрузки.
Российские достижения в разработке покрытий для двигателестроения
На российском рынке антифрикционных покрытий представлены материалы под маркой MODENGY. Они широко используются в отечественном двигателестроении.
При массовом производстве поршней покрытия наносятся на изготовленные детали методом трафаретной печати. Это позволяет снизить временные затраты и трудоемкость процесса применения материалов.
На российских заводах-изготовителях поршней используется MODENGY 1007. Также состав может наноситься и на мелкосерийные партии деталей из распылительного пистолета. Покрытие полимеризуется только при нагреве в печи.
При необходимости нанесения покрытия поршней, отверждающегося при комнатной температуре, используют MODENGY 1003. Оно содержит в своем составе комбинацию твердых смазочных порошков и эффективно защищает поршни от истирания.
Особо высокой износостойкостью характеризуется покрытие для поршней MODENGY 1066.
Для самостоятельного применения в необорудованных для профессионального нанесения покрытия помещениях разработан набор MODENGY для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.
Покрытия используются не только на поршнях. Они имеют широкий спектр применения на деталях двигателей внутреннего сгорания.