Техническое обслуживание и ремонт автотракторных двигателей

Техническое обслуживание и ремонт автотракторных двигателей / П. А. Болоев, Т. В. Бодякина, Е. В. Елтошкина, Г. Д. Миронов, В. Н. Нечкин, Г. Б. Занаева // Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика. 2025. Вып. 4. С. 31– 35.

Возможности практического исследования нанокристаллических материалов обусловили изучение их твердости, прочности, упругости, пластичности и других механических свойств. Среди механических свойств нанокристаллических материалов необходимо отметить необычайно высокую твердость, обеспечивающую сопротивление изнашиванию. При обычных условиях (300К) микротвердость нанокристаллических материалов в 2-7 раз выше, чем у крупнозернистых материалов [1].

Управление структурой нанокристаллических материалов является эффективным средством достижения высокой прочности на растяжение в сочетании с хорошей ковкостью.

Прочность на растяжение нанокристаллических металлов в 1,5–8 раза выше, чем у крупнозернистых материалов [2].

Важной проблемой является демпфирование колебаний металлических материалов. Повышение демпфирующих свойств снижает вредное воздействие циклических нагрузок, вызывающих большинство аварий и поломок; уменьшает шумы, связанные с вибрацией механизмов; благодаря гашению вибрации способствует повышению точности измерительных приборов при диагностике.

Нанокристаллические материалы сочетают повышенные прочностные и демпфирующие свойства, а у обычных материалов при повышении демпфирующих свойств прочность снижается.

Следует отметить также сверхпластичность керамических наноматериалов. Сверхпластичность керамики впервые была обнаружена в 1985 г. на поликри-сталлическом оксиде ZnO₂ , позднее на двухфазной композиционной керамике Si₃N₄ / SiC и на других керамических материалах [2]. Сверхпластичность керамики в наибольшей степени проявляется при размере зерен менее 1 мкм, причем также при повышении температуры до 800–900 К.

У деталей двигателей автотракторной техники достаточно много случаев работы в условиях резко переменной нагрузки. К ним относятся детали цилиндропоршневой группы, подшипники коренных и шатунных деталей, газораспределительного механизма и т. д. Детали системы питания — насосы высокого давления и форсунки, турбокомпрессор — также требуют повышения износостойкости при ремонте и техническом обслуживании. Износу подвергаются детали не только из-за трения, но из-за колебательных процессов и вибрации, высокой температуры в камере сгорания, попадания абразивных частиц, вместе с возду- хом, топливом и маслом в процессе работы двигателей. Фильтры не всегда обеспечивают полное очищение от абразивных частиц и продуктов износа деталей.

Использование нанотехнологий при ремонте деталей позволяет существенно повысить ресурс работы изнашивающихся деталей двигателей. Полученные в Бурятском научном центре различные наноматериалы в виде металлической керамики могут использоваться для плазменной обработки в виде напыления многих деталей. Также существуют электростатическое, магнетронное напыление, вакуумное напыление, химическое нанесение за счет разложения сплавов, электронно-лучевое осаждение, физическое нанесение, импульсное лазерное осаждение [3], гальванические методы для повышения твердости и восстановления изношенных частей деталей. Восстановленные детали по ресурсу не будут уступать новым при использовании наноматериалов, так как по твердости и демпфирующим свойствам они значительно превосходят свойства материалов, из которых они были изготовлены.

Прецизионные детали топливных насосов и форсунок наиболее удобны при восстановлении нанопорошками вышеперечисленными методами с наименьшими последующими воздействиями. Также усиленно можно восстанавливать при ремонте износа коренных и шатунных шеек и подшипников коленвала двигателей.

Использование нанодисперсного углерода в композиционных толстопленочных нагревательных элементах в качестве покрытий деталей двигателей при зимней эксплуатации можно использовать саженаполненный полиуретановый лак «Контрацид Д 3010» с сажей [4]. Основными компонентами такого лака являются ароматические изоцианаты, содержащие в молекуле не менее двух NCO — групп, и гидроксилсодержашие олигомеры. Для регулирования вязкости вводится растворитель — ацетон. Второй компонент лака является отвердителем и содержит воду, спирт, водные растворы солей органических кислот. Концентрация сажи в полиуретане от 18 до 22%. Электрические контакты — медные выводы (лента монтажная для теплых полов), присоединение которых осуществилось на стадии нанесения пасты одновременно с процессом поликонденсации полиуретана.

При напряжении 17,5В выдерживалась температура 60 С, они электро- и пожаробезопасны в эксплуатации при нанесении на проводящий слой изолирующего слоя чистого полиуретана [5; 6].

Применение нанокристаллических материалов и современных методов их нанесения при ремонте автотракторных двигателей позволяет значительно повысить ресурс восстановленных деталей, улучшить их механические и демпфирующие свойства, а также сократить время и стоимость ремонта. Особенно эффективно использование нанотехнологий для восстановления прецизионных и высокоизнашиваемых компонентов, таких как детали топливной аппаратуры и коленчатые валы. В условиях сурового климата Восточной Сибири внедрение таких решений способствует снижению расхода топлива, уменьшению вредных выбросов и повышению общей надежности и производительности мобильной техники.