Классификация видов трения и изнашивания
Виды трения.
1. Сухое – трение, при котором трущиеся поверхности непосредственно взаимодействуют между собой, а смазка между ними отсутствует.
Рис.10.1. Виды трения
2. Жидкостное – трение, при котором толщина масляного слоя между трущимися поверхностями превышает их микронеровности и трение возникает только за счёт перемещения молекул в слое смазки.
3. Граничное – трение, при котором трущиеся детали разграничены лишь теми слоями молекул смазки, которые адсорбированы на поверхностях этих деталей из-за полярной активности и сил молекулярного притяжения.
4. Полусухое трение – это смешанное трение, когда на номинальной поверхности касания тел смазка местами граничная, а на остальной части трение сухое.
5. Полужидкостное трение – это смешанное трение, когда одновременно имеет место жидкостное и граничное либо жидкостное, граничное и даже сухое трение.
Виды изнашивания
1. Молекулярно – механическое изнашивание происходит в результате молекулярного сцепления материалов трущихся поверхностей (наблюдается в период приработки механизмов или при аварийном изнашивании).
2. Абразивное изнашивание является следствием режущего действия твёрдых частиц, находящихся между поверхностями трения.
3. Пластическая деформация происходит под действием значительных нагрузок на детали и заключается в перемещении поверхностных слоёв материала. При этом происходит изменение размера деталей без потери веса.
4. Хрупкое разрушение состоит в том, что поверхностный слой материала одной из сопряжённых деталей в результате трения и наклёпа становится хрупким и разрушается, открывая лежащий под ним менее хрупкий материал.
5. Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате сочетания механического изнашивания и агрессивного воздействия среды.
Влияние качества эксплуатационных материалов на изменение технического состояния транспортно-технологических машин
Основными показателями качества бензинов являются:
– фракционный состав,
– детонационная стойкость,
– коррозионные свойства,
– отсутствие механических примесей и воды.
Фракционный состав, т.е. содержание в топливе компонентов, перегоняющихся при определенных температурах, характеризует испаряемость топлива. Характерными точками фракционного состава бензина являются температуры испарения 10, 50 и 90 % топлива.
Детонационная стойкость бензина определяется октановым числом.
Октановое число равно такому процентному (по объёму) содержанию изооктана в смеси с нормальным гептаном, при котором детонационные стойкости этой смеси и оцениваемого топлива одинаковы (октановое число изооктана принимается за 100 единиц, а нормального гептана за нуль). Это число должно соответствовать конструктивным данным двигателя (его степени сжатия, характерным тепловому, скоростному и нагрузочному режимам, и другим параметрам) и обеспечивать бездетонационный режим работы.
При возникновении детонации, значительно повышаются износы деталей двигателя, а также снижается его мощность и топливная экономичность.
Коррозионные свойства бензина зависят главным образом от присутствия в нём серы. Наличие в бензине серы повышает коррозионно-механические износы деталей ЦПГ двигателя и его клапанов.
Механические примеси, присутствующие в топливе, повышают абразивные износы деталей ЦПГ, засоряют топливопроводы, нарушают смесеобразование, снижают мощность и топливную экономичность.
Основными показателями качества дизельного топлива являются:
– цетановое число,
– вязкость,
– фракционный состав,
– коррозионные свойства,
– наличие механических примесей.
Цетановым числом называется такое процентное содержание (по объёму) цетана в смеси с -метилнафталином при котором эта смесь имеет самовоспламеняемость, равноценную воспламеняемости оцениваемого дизельного топлива; самовоспламеняемость цетана принимается за 100 единиц, а-метилнафталина за нуль. При слишком малом цетановом числе понижается воспламеняемость топлива, возрастают жёсткость работы двигателя и интенсивность изнашивания. При излишне высоком цетановом числе повышается расход топлива, увеличивается дымление на выпуске и нагарообразование.
Вязкость топлива. Если вязкость недостаточна, то угол конуса распыла топлива велик, глубина его проникновения в камеру сгорания мала. Недостаточная вязкость дизельного топлива ухудшает процесс смесеобразования, смазку деталей топливной аппаратуры и вызывает утечки топлива через зазоры между прецизионными парами. Если вязкость топлива велика, то угол конуса уменьшается, распыл топлива ухудшается, а глубина проникновения факела в камеру сгорания увеличивается. При этом часть топлива осаждается на цилиндре и поршне и, не сгорая, превращается в нагар. Это увеличивает расход топлива и вызывает дымление на выпуске.
Наличие в дизельном топливе механических примесей повышает износ в первую очередь прецизионных пар топливоподающей аппаратуры.
Масла и смазки применяют для того, чтобы:
– обеспечить жидкостное трение и снизить износы,
– отвести тепло,
– удалить из зазоров абразив,
– уплотнить зазоры,
– защитить смазываемые поверхности от коррозии.
Моторное масло работает при высоких температурах и удельных давлениях. Основными показателями (качества) моторного масла являются:
– вязкость;
– моющие свойства;
– противокоррозионные свойства;
– отсутствие механических примесей и воды.
Для агрегатов трансмиссии характерны высокие удельные давления на поверхностях трения зубьев шестерён, достигающие сотен МПа. Это обусловливает возникновение граничного трения, задиров и повышенных износов.
Зимой трансмиссионные масла сильно охлаждаются и загустевают. При этом возрастает сопротивление трению в агрегатах, понижается КПД трансмиссии, затрудняется трогание с места и увеличивается расход топлива. Применяемые трансмиссионные масла должны соответствовать условиям напряжённости работы смазываемых агрегатов. Наиболее нагруженными являются спирально конические и особенно гипоидные передачи.
Консистентные смазки, кроме функций масел, выполняют также роль уплотнителя. Основные требования, предъявляемые к консистентным смазкам в эксплуатации:
– надёжно разделять трущиеся поверхности деталей;
– иметь температуру плавления, соответствующую условиям работы;
– быть водостойкими;
– обладать уплотнительными свойствами.
Основными охлаждающими жидкостями являются вода и антифриз.
Эксплуатационные показатели этиленгликолевого антифриза:
– большой коэффициент объёмного расширения при нагреве;
– пенообразование при попадании в него нефтепродуктов;
– токсичность;
– большая проникающая способность;
– высокая испаряемость.
При использовании природной воды в системе охлаждения двигателя откладывается накипь, которая сильно ухудшает теплопроводность стенок цилиндров. При этом возможен перегрев двигателя, детонация, повышенные износы, снижение экономичности и мощности.