Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Автомобильные двигатели

Материалы деталей шатунной группы

Шатуны карбюраторных двигателей изготовляют из сталей 40, 45, 45Г2, 40Х, 40ХН; дизелей, работающих в условиях наддува при высоких давлениях сгорания, из легированных сталей 18Х2Н4МА и 40Х2Н2МА с высокими пределами прочности и текучести.

Заготовки шатунов изготовляют ковкой в штампах и подвергают механической и термообработке нормализации, закалке и отпуску.

В карбюраторных двигателях распространены шатуны, отлитые из ковкого перлитового чугуна, а также чугуна с шаровидным графитом. Основными их преимуществами являются меньшая стоимость производства и более эффективное использование металла при сложной конфигурации. Для повышения усталостной прочности шатуны подвергают дробеструйной обработке, которая в этом случае приближается к стальным штампованным шатунам.

I. Литые шатуны имеют меньшую массу и меньшую склонность к концентрации напряжений.

Для изготовления болтов используют стали с высокими характеристиками прочности (35Х, 40Х, 40ХН). При больших напряжениях затяжки применяют легированные стали 18Х2Н4ВА, 20ХНЗА и 40ХНМА, у которых пределы текучести в 2,53,0 раза выше, чем у углеродистых сталей.

Для втулок поршневых головок шатунов форсированных двигателей можно применять алюминиевожелезистую бронзу Bp. АЖ 94, имеющую высокую твердость (ЕВ 110), оловяннощшковые бронзы твердостью НВ 80-90 и ЕрОЦС 442,5 (ЕВ 65-75), а также оловяннофосфористые бронзы (НВ 90120). Указанные бронзы имеют хорошие износостойкость и сопротивляемость усталостным разрушениям.

Увеличение давления на шейки коленчатого вала обусловило необходимость применять антифрикционные сплавы с высокой сопротивляемостью усталостным разрушениям но сравнению с баббитовыми сплавами. Это позволило изготовлять надежно работающие биметаллические подшипники без значительного увеличения опорных поверхностей. В качестве такого сплава для заливки подшипников шатунов применяют свинцовистую бронзу Бр. СЗО (30% свинца) с твердостью ЕВ 30. Конечная толщина слоя свинцовистой бронзы после растачивания вкладыша равна 0,30,7 мм.

Свинцовистые бронзы в условиях работы при повышенных температурах масла обладают по сравнению с баббитовыми сплавами большей усталостной прочностью. К недостаткам свинцовистых бронз следует отнести:

1) недостаточную коррозионную стойкость под воздействием органических кислот, образующихся в смазочных маслах;

2) худшую, чем у баббитовых сплавов, прирабатываемость подшипников в начальный период работы двигателя и возможность возникновения в подшипниках задиров при недостаточной смазке;

3) необходимость применения более тонкой очистки масла;

4) недостаточную способность поглощения абразивных частиц.

Для уменьшения коррозии применяют электролитическое покрытие свинцовистой бронзы тонким слоем (толщиной 1520 мк) сплава свинца с оловом или свинца с индием. При нанесении мягкого слоя на слой свинцовистой бронзы достигается сочетание хорошей прира-батываемости с высокой сопротивляемостью усталостным выкраиваниям. Допускаемое среднее давление у трехслойных подшипников (стальная лента свинцовистая бронза слой мягкого металла) на 2030% выше, чем у двухслойных.

При использовании тонкостенных вкладышей (двух- и трехслойных) из свинцовистой бронзы необходимо увеличивать жесткость опор вала в картере, коленчатого вала и кривошипных головок шатунов, а также вводить более жесткие допуски на изготовление этих деталей. Указанные мероприятия связаны с недостаточной прирабатываемостью подшипников и возможностью задира их рабочей поверхности в зонах возникновения местных концентраций напряжений, в результате нарушения геометрической формы шеек вала и вкладыша при работе с большими деформациями.

В последние годы в отечественном и зарубежном машиностроении широко распространены подшипники (моно- и биметаллические) пз антифрикционных сплавов на алюминиевой основе. При применении алюминиевых сплавов на оловянной и свинцовой основах значительно повышается выносливость подшипников. Получил распространение сплав АО20 с содержанием 20% олова и 80% алюминия (двигатели ЗИЛ-130, ГАЗ-53, АЗЛК-412, ЯМЗ).

Используются также триметаллические вкладыши сталь медноникелевый подслой с покрытием мягким свинцовым сплавом (типа Дюрекс) и монометаллические сталь с нанесенным алюминиевым сплавом (двигатели МеМЗ).

Реклама