Высоцкий А.С., Скрипник А.В., Пукалов В.В., Карпов В.Ю.*

Кировоградский национальный технический университет

*Днепропетровская национальная металлургическая академия

Применение газоармированных гильз блока цилиндров в концептуальном двигателе внутреннего сгорания DiesOtto.

Концептуальный двигатель ДизОтто, разрабатываемый рядом ведущих мировых автомобилестроительных фирм, может работать в режиме дизеля и бензинового двигателя с непосредственным впрыскиванием. Это определяет ряд его существенных приоритетов в области экологичности, мощности, долговечности.

ДизОтто снабжается алюминиевым блоком цилиндров [1]. Однако триботехнические характеристики этой корпусной детали, особенно при работе двигателя в режиме дизеля, неоптимальны для ресурса силового агрегата вцелом

Рис 1. Заготовка гильзы цилиндра из газоармированного чугуна с радиальной пористостью.

Рис. 2. Поровое пространство стенки гильзы цилиндра из чугунного газара. Поры направлены по нормали к поверхности трения.

Х 30

Пористая структура газаров уникальна с точки зрения триботехники. Газары, единственные из пористых анизотропных нанокомпозитов, имеющие практически структуру «идеального пористого тела» [2].
Поры-каппиляры имеют внутреннюю поверхность 14 вÑ• класса чистоты, что соответствует высоте микронеровностей около 0,030 мкм. Внутренний диаметр каппиляров - пор - от 1 мкм. В совокупности такие параметры не могут быть получены ни одним из существующих видов размерной обработки, в том числе физико-химических - лазерной, лучевой, ультразвуковой , в приемлемых, с точки зрения рентабельности массового производства , рамках. Прочность пористых газоармированных нанокомпозитов находится на уровне монолитных аналогов, тогда как у ПСМ, полученных иными известными технологиями, прочность существенно ниже [3,4].

Применение газоармированных чугунных гильз блока цилиндров двигателя DiesOtto способно решить ряд существующих проблем этого концептуального агрегата:

1. Обеспечивается режим самосмазывания трибосистемы «гильза цилиндра-компрессионное кольцо-поршень» на всех режимах работы двигателя.

2. Исключается необходимость выполнения дорогостоящей и экологически проблемной финишной размерной обработки поверхности трения гильзы – хонингования.

3. Обеспечивается более высокая несущая способность трибосистемы «гильза-поршень-кольцо», имеющая следствием повышение ресурса двигателя.

Изготовление поршней и колец из газара снизит динамические массы ДВС DiesOtto. Как результат – повышение литровой мощности двигателя, поскольку пористость пропорциональна массе. Благодаря уникальной структуре газаров, изделия из них сохраняют прочностные характеристики на уровне монолитных аналогов при пористостях до 15…20 %.

Литература

1. Патент США №6467440 В1. 2002 г. Проект DiesOtto.

2. Высоцкий А.С., Скрипник А.В., Пукалов В.В., Дъякова О.А., Карпов В.Ю., Карпов В.В. Размерная обработка изделий общетехнического назначения из газоармированных нанокомпозитных каппилярно-пористых материалов. Материалы II Международной научно-практической конференции «Наука и технология: шаг в будущее – 2010» - Чехия, 2010 г.

3. Карпов В.Ю., Высоцкий А.С. Нанотехнологии функциональных материалов НФМ-10, Санкт-Петербург, Россия, 22 - 24.02.10.

4. Газокристаллические распылители форсунок ДВС. http://www. rusnauka.com/7_NMIV_2010/Tecnic/59475.doc.htm. К.т.н. Высоцкий А.С., к.т.н. Скрипник А.В., к.т.н. Пукалов В.В., Дъякова О.А., Кировоградский национальный технический университет, Украина, д.т.н. Карпов В.Ю., м.н.с. Карпов В.В., Днепропетровская металлургическая Академия, Украина.