И такое бывает?! Трение без износа.
Конструкторы говорят, что у каждой машины может быть, по меньшей мере, три дефекта: 1. Машина не собирается. 2. Машина собирается, но не работает. 3. Машина работает, но крутится не в ту сторону. Можно добавить еще, что если машина работает, она обязательно изнашивается.

Износ – предмет постоянной заботы тех, кто делает для нас технику. И чем машина долговечнее – тем больше на нее спрос со всеми вытекающими из этого последствиями. Уменьшение трения снижает износ и однозначно увеличивает срок службы любой машины.

На Уральском автозаводе в начале 70-х годов испытывали двигатели с хромированными цилиндрами*: у хрома меньший коэффициент трения и намного выше износостойкость (по сравнению с чугуном). Эксперимент с гильзами не дал желаемого результата, но выяснилось, что чугун под слоем хрома растет: диаметр гильзы по ходу испытаний не увеличивался, как обычно, а наоборот – уменьшался. Из этого можно было сделать вывод, что даже обычная чугунная гильза одновременно с износом самовосстанавливается!

Еще один узел трения – подшипник. В двигателях автомобилей преимущественно используются подшипники скольжения (в них нет ни шариков, ни роликов). Чего только не изобретали конструкторы, чтобы уменьшить трение! И смазка подается в узел под давлением, и разбрызгивается струей или туманом, если ее нельзя подать по каналам, и канавки в подшипниковых узлах и прочая, и прочая…

А теперь – небольшое отступление. Какая картинка появляется в вашем воображении при слове «вкладыш»? Почти наверняка – бумажка, вложенная в документ (например, в трудовую книжку или в паспорт). Но есть и другие вкладыши. К примеру, в узлах трения.

Их назначение – упростить технологию. Здесь речь о вкладышах подшипников двигателя. До их внедрения гнезда подшипников заливали сплавом с очень низким коэффициентом трения – баббитом. «Если клинило коренные подшипники коленвала, то после потравки серной кислотой очищенных подшипников их снова аккуратно заливали новой порцией баббита, разогретого до температуры 130 градусов.»

С внедрением вкладышей и сборка, и ремонт упростились, но баббитовые вкладыши страдали короткой жизнью. Их заменили на сталеалюминиевые (основа – сталь, на которую «вдавливали» антифрикционный слой – алюминий). Существенное уменьшение затрат сопровождалось и «мелкими» неприятностями: вкладыши выкрашивались.

Мне довелось испытывать сталеалюминиевые вкладыши: они разрушались на гарантийном пробеге. Картина была необычной: при нормальной приработке подшипника почти всегда в центре вкладыша появлялся островок алюминиевого слоя, не связанный со стальной основой. В дальнейшем такой островок дробился на мельчайшие кусочки, которые затягивались в зазор между шейкой и валом. Результат – задир шейки вала.

Причины отслоения были неясны. Это могла быть и слабая связь алюминия с основой, и кавитация в масляном клине. Пена в картере при попадании в масляный насос сжимается, а воздушные пузырьки, попадающие в масляный клин подшипника скольжения, раскрываются, воздушный пузырь освобождается, и масло занимает то пространство, которое было прежде занято воздухом (это явление – схлопывание – и называется «кавитация»). Гидравлический удар, возникающий при этом, очень мощный и приводит к образованию на поверхности подшипника своеобразной ряби (появляются оспинки). Так вот это явление и могло быть (по рабочей гипотезе) причиной разрушения вкладышей.

Для устранения пены начали использовать специальную присадку. Мне кажется, именно тогда я впервые узнал о существовании добавок к маслам. С тех пор прошло много лет (больше 40), этих присадок сегодня – миллион. Но среди них есть особенные: они наращивают изношенный металл.

«Одним из путей повышения технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания является уменьшение потерь на трение в их механизмах и системах. Перспективным направлением решения этой проблемы является использование в двигателях моторного масла с различными присадками и добавками, которые реализуют принцип самоорганизации в узлах трения и, так называемое, «безызносное» трение. При использовании такой технологии добавки к моторному маслу, получившие название кондиционеров металла и представляющие собой сложное химическое соединение с активными ионами железа, становятся в результате химических реакций в зонах трения частью структуры металла, сглаживая шероховатость и заполняя микропоры и микротрещины. На поверхностях трения из компонентов кондиционера металла формируется тонкий защитный слой и в результате трибохимических реакций осуществляется цикл «износ-восстановление»» (из отчета МАМИ за 2007 год).

Originally posted 2010-10-26 10:51:34.

Страницы: 1 2