Использование высокопрочных чугунов с аусферритной структурой для системы возвратнопоступательного перемещения поршней ДВС и усовершенствование параметров ее работы

В рамках проводимых работ, связанных с совершенствованием конструкции комбинированной системы преобразования возвратно‑поступательного перемещения (КСПВПП) поршней и оптимизацией основных параметров ее работы, возникла необходимость выбора материалов. Изготовление направляющей и ролика КСПВПП подразумевает использование специальных составов чугунов. Причем для производства направляющей требуется использование высокопрочных чугунов с шаровидной формой графита (ВЧШГ). Проведены исследования трех составов образцов высокопрочных чугунов после изотермической закалки, применение которых планируется использовать при изготовлении ДВС с усовершенствованной конструкцией комбинированной системы преобразования возвратно‑поступательного перемещения. Оптимальным сочетанием прочностных и пластических свойств обладают образцы из высокопрочных чугунов, содержащих 2,9–3,1 мас.% C; 3,2–3,5 мас.% Si; 0,28–0,31 мас.% Mn; 0,7 мас.% Cu; 0,35 мас.% Mo и 0,025 мас.% B, подвергнутых изотермической выдержке при 350 в течение 20 мин. Рассмотрено влияние различных способов охлаждения при проведении изотермической закалки чугунов: в спрейерной камере и струйным охлаждением как альтернативе традиционной закалке в расплаве солей. Полученные данные указывают, что при струйно‑воздушной изотермической закалке происходит полное и равномерное формирование структуры чугуна по сечению, обеспечивая при этом уровень предела прочности при растяжении до 950 МПа, твердости до 360–370 НВ с сохранением относительного удлинения при растяжении до 8 %. Использование такого класса чугунов в усовершенствованных КСПВПП позволит как увеличить ресурс работы ДВС в целом, так и улучшить его эксплуатационные характеристики – снизить шум и уменьшить массу конструкции.

1. Охотников, Б. Л. Эксплуатация двигателей внутреннего сгорания / Б. Л. Охотников. Екатеринбург: Изд‑во Урал. ун‑та, 2014. 140 с.

2. Леви, Л. И. Основы теории металлургических процессов и технология плавки литейных сплавов/ Л. И. Леви. М.: Машиностроение, 1970. 496 с.

3. Кривошипно‑шатунный механизм, назначение, детали и узлы КШМ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://infourok.ru/krivoshipnoshatunniy‑mehanizm‑naznachenie‑i‑detali‑i‑uzli‑kshm‑2230073.html.

4. Кривошипно‑шатунный механизм (КШМ). Назначение, устройство, принцип действия [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ustroistvo‑avtomobilya.ru/dvigatel/krivoshipno‑shatunnyj‑mehanizm/krivoshipno‑shhatunnyj‑mehanizm.

5. Обрабатываемые материалы [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.sandvik.coromant.com/ru/knowledge/materials/pages/workpiece‑materials.aspx.

6. Guesser, Wilson. Compacted Graphite Iron – a new material for diesel engine cylinder blocks. 2022.

7. Aribo, S. Mechanical and microstructure properties of ADI produced by interrupted cooling in warm water, Annals of faculty engineering Hunedoara // International journal of Engineering. 2016. Vol. XIV. P. 197–202.

8. Крутилин, А. Н. Литые шестерни из высокопрочного чугуна, подвергнутого изотермической закалке / А. Н. Крутилин, А. Т. Скойбеда, Г. В. Стасевич, В. С. Чешун, М. И. Курбатов // Литье и металлургия. 2007. № 1. С. 111–114.

9. Mrzygłód, Barbara & Kowalski, Olejarczyk A. &., Izabela & Adrian, Henryk & Glowacki, Melanie & Opaliński, Andrzej. Effect Of Heat Treatment Parameters On The Formation Of ADI Microstructure With Additions Of Ni, Cu, Mo // Archives of Metallurgy and Materials. 2015.