დგუშის რგოლების მასალის შერჩევა მაღალი წნევისა და მაღალი სიჩქარის მუშაობის პირობებში

მაღალი წნევისა და სიჩქარის მუშაობის პირობებში, დგუშის რგოლები უძლებს უკიდურესად მძიმე მექანიკურ სტრესს და თერმულ დატვირთვას. მაღალი წნევა ქმნის მნიშვნელოვან უკუწნევას რგოლის უკან, რაც მკვეთრად ზრდის ნორმალურ ძალას რგოლსა და ცილინდრის კედელს შორის. ამავდროულად, მაღალსიჩქარიანი ორმხრივი მოძრაობა ზრდის ტრიბოლოგიური წყვილის წრფივ სიჩქარეს, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის ხახუნის გათბობას. ეს საფრთხეს უქმნის საპოხი ზეთის ფენის დაზიანებას, რაც იწვევს ნაკაწრებს, დაზიანებებს ან არანორმალურ ცვეთას. შესაბამისად, მასალის სწორი შერჩევა არის საიმედო გაზის დალუქვის, ზეთის კონტროლისა და ხანგრძლივი მომსახურების ვადის უზრუნველყოფის ქვაკუთხედი.

საბაზისო მასალების შერჩევა და ევოლუცია

ტრადიციული ნაცრისფერი თუჯი შედარებით დაბალ დაჭიმვის სიმტკიცეს ავლენს (როგორც წესი, 200–300 მპა-ს შორის), რაც მას თანამედროვე მაღალი წნევისა და მაღალი სიჩქარის პირობებში მოხრისას დაღლილობის შედეგად წარმოქმნილი უკმარისობისადმი მაღალ მგრძნობელობას ანიჭებს. შედეგად, მისი გამოყენება ძირითადად მეორეხარისხოვან როლს ასრულებს. დღეს ინდუსტრიაში სამი ძირითადი საბაზისო მასალა დომინირებს:

• დრეკადი რკინა (კვანძოვანი თუჯი)სფერული გრაფიტის დამუშავება ზრდის დაჭიმვის სიმტკიცეს 600–800 მპა-მდე, ამავდროულად უზრუნველყოფს ხელსაყრელ ელასტიურობის მოდულს და დარტყმისადმი მდგრადობას. დრეკადი რკინის რგოლები ფართოდ გამოიყენება პირველი შეკუმშვის რგოლებისთვის მძიმე დიზელის ძრავებსა და მაღალი სიმძლავრის ბენზინის ძრავებში.

• მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადი / Si-Cr შენადნობი ფოლადიფოლადის რგოლები გამოირჩევა განსაკუთრებით მაღალი დენადობის სიმტკიცით (>1000 მპა) და თერმული ცვეთისადმი უმაღლესი მდგრადობით. ეკვივალენტური სტრუქტურული სიმტკიცის მოთხოვნების გათვალისწინებით, ფოლადის რგოლები შეიძლება უფრო თხელი და მსუბუქი იყოს. ეს მნიშვნელოვნად ამცირებს ორმხრივ ინერციას მაღალი სიჩქარით და მინიმუმამდე ამცირებს „რგოლის რხევას“ დგუშის ღარში.

• ფხვნილის მეტალურგიაშედუღების პროცესები მასალის ფორიანობისა და შენადნობის ელემენტების მოქნილი კონტროლის საშუალებას იძლევა. თვითშეზეთვადი ან მყარი ფაზები შეიძლება თანაბრად იყოს ინტეგრირებული მიკროსტრუქტურაში, რაც უზრუნველყოფს შესანიშნავ შეკუმშვისადმი მდგრადობას და მაღალ მორგებადობას.

ძირითადი ზედაპირული დამუშავებისა და საფარის ტექნოლოგიები

უკიდურესად მაღალი წნევისა და სიჩქარის პირობებში, მხოლოდ საბაზისო მასალებით სრულად ვერ აღმოიფხვრება ცვეთა და ცილინდრის ნაკაწრები. აუცილებელია ზედაპირის მოდიფიკაციისა და საფარის მოწინავე ტექნოლოგიების გამოყენება:

მასალის შერჩევის სისტემური შესაბამისობის პრინციპები

მაღალი წნევისა და სიჩქარის გამოყენებისთვის დგუშის რგოლების მასალების შემუშავება მოითხოვს ტრიბოლოგიური ძირითადი პრინციპების დაცვას:

1. ტრიბოლოგიური თავსებადობასაფარის სიმტკიცე და ზედაპირის მორფოლოგია შეუფერხებლად უნდა შეესაბამებოდეს ცილინდრის ლაინერის მასალას (მაგ., თუჯი, ალუმინ-სილიციუმის შენადნობი ან დაფარული ლაინერი), რათა თავიდან იქნას აცილებული ლაინერის კედელზე ნაადრევი, აგრესიული ცვეთა.

2. თბოგამტარობა და გაფართოებამაღალი ხახუნის სითბო სწრაფად უნდა გაიფანტოს დგუშის რგოლის გავლით გაგრილებულ ცილინდრის კედელში. მაღალი თბოგამტარობის მქონე მასალების შერჩევა და თერმული გაფართოების კოეფიციენტების ზუსტი გამოთვლა ხელს უშლის ბოლოში არსებული ნაპრალის დახურვას და შემდგომ რგოლის დაბლოკვას მაღალ ტემპერატურაზე.

3. წონის შემცირებისა და სტრუქტურული სიმტკიცის დაბალანსებამაღალი სიმტკიცის ფოლადზე გადასვლა უფრო თხელი განივი კვეთების (ღერძული რგოლის გათხელება) მიღების საშუალებას იძლევა. ეს ინარჩუნებს საჭირო რადიალურ ტანგენციალურ ძალას, ამავდროულად მნიშვნელოვნად ამცირებს ორმხრივი მასისა და პარაზიტული ხახუნის დანაკარგებს.

რადგან ძრავის კონსტრუქცია უფრო მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივისა და თერმული ეფექტურობისკენ მიისწრაფვის, დგუშის რგოლების მასალის შერჩევა სწრაფად ვითარდება ჰიბრიდული პარადიგმისკენ:მაღალი სიმტკიცის ფოლადის სუბსტრატები, რომლებიც შერწყმულია ნანოკომპოზიტურ PVD/DLC საფარებთან.