Анализ опыта эксплуатации двигателей внутреннего сгорания и особенно высокофорсированных показывает, что значительное количество их отказов происходит из-за износа направляющих втулок клапанов ГРМ, в которых эти клапаны во время работы двигателя совершают возвратно-поступательное движение. При этом, температура нагрева направляющих втулок может достигать 900°С.Из-за износа направляющей втулки и перекоса в ней клапана может возникнуть его изгиб и заклинивание клапана во втулке, что всегда приводит к поломке двигателя. Возникновение этого явления учащается с повышением степени форсажа ДВС, когда температурные нагрузки на клапаны и направляющие втулки возрастают.Резюмируя, можно утверждать, что невозможно создать надежный высокофорсированный двигатель, если не обеспечить его направляющими втулками клапанов из соответствующего материала, обладающего комплексом взаимоувязанных физических, механических и эксплуатационных свойств и, прежде всего, высокими теплостойкостью и износостойкостью.Анализ рыночных предложений показал, что не только на российском, но и на зарубежном рынках очень ограничен круг материалов, которые можно применить в направляющих втулках клапанов высокофорсированных ДВС. Речь идет, прежде всего, о жаропрочной алюминиевой бронзе типа БрАЖ9-4 (по классификации Inter – бронза CuAl8Fe3, в США - сплав C61900) и новом дисперсно-упрочненном композиционном материале (ДУКМ) системы Сu-Al-C-O с 3% масс. алюминия и 0,9%масс. углерода. Эти материалы, особенно, ДУКМ по сравнению с другими медными сплавами обладают повышенными характеристиками теплостойкости и износостойкости. Например, указанный ДУКМ имеет температуру рекристаллизации 950…1000°С и обладает высокой износостойкостью, однако, имеет низкую пластичность (относительное удлинение - не более 2,5%), в связи с чем усложняется его изготовлении и обработка. Кроме того, все эти материалы обладают высокой стоимостью.Исходя из изложенного, в случае создания менее дорогого композиционного материала, обладающего требуемым комплексом свойств станет возможным повысить долговечность направляющих втулок клапанов ГРМ и, тем самым, их применить не только в современных, но и в перспективных высокофорсированных ДВС.Поскольку доля турбинированных бензиновых и дизельных ДВС неуклонно возрастет, то роль и доля в них высокоресурсных направляющих втулок клапанов ГРМ будет только повышаться, что обусловливает необходимость разработки требуемого композиционного материала для этих ответственных деталей ДВС.

На страницу проекта