PROSPECTS OF USING MICROARC OXIDATION TECHNOLOGY FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
https://doi.org/10.26897/2687-1149-2020-5-38-42
Abstract
The paper considers the prospects of using nano-crystalline ceramic coatings on internal combustion engine parts obtained using microarc oxidation (MAO) technology. The authors reveal an engine development tendency to replace cast-iron blocks and liners with aluminum ones with special coatings obtained by electroplating methods. It is noted that this method does not involve the use of repair technologies, which significantly affects consumer costs. The paper shows the prospects of using MAO technology both in the manufacturing of engine parts and restoration operations. To assess the effectiveness of the proposed technology, practical study was performed on covering the working part of the cylinder used in small-size agricultural machinery. The engines were tested at 5.1 kW at 3,600 rpm for 300 hours. After testing, no defects or wear were found on the cylinder face. Preliminary test results of the assembled engine showed no loss of power over 10,000 hours of car mileage, which indicates that the geometric parameters of the parts are preserved. The authors emphasize that the most optimal combination is the friction pair of two parts with an MAO coating. It has been established that the introduction of nano-additives in a MAO-coating leads to a decrease in the coefficient of friction between the cylinder and the piston ring and reduces the wear of piston rings and the cylinder face in more than 10 times. A conclusion is made about the feasibility of introducing the considered technology into the mass production of engines and pistons, as well as developing a set of repair equipment.
About the Authors
ANATOLIY V. ChavdarovRussian Federation
VYACHESLAV A. Denisov
Russian Federation
References
1. Криштал М.М., Ивашин П.В., Полунин А.В., Павлов Д.А. Повышение износостойкости деталей алюминиево-кремниевых сплавов методом МДО для работы в экстремальных режимах трения // Механика и машиностроение. 2011. Т. 13. № 4 (3). С. 765-768.
2. Чавдаров А.В., Скоропупов Д.И., Милованов Д.А., Артамонов С.Н. Исследование стойкости керамических покрытий при термоциклировании // Труды ГОСНИТИ.' 2015. Т. 121. С. 298-302.
3. Малышев В.Н., Вольхин А.М., Гантимиров Б.М., Ким С.Л. Повышение антифрикционных свойств износостойкости МДО-покрытий // Химическая физика и мозоскопия. 2013. Т. 15. № 2. С. 285-291.
4. Duneleavy C.S., Golosnoy I.O., Curran J.A., Clyne T.W. Characterisation of discharge events during plasma electrolytic oxidation // Surface & Coatings Technology, 2009. 203. P. 3410-3419. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2009.05.004
5. Хокинг М., Васатасри В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия: получение, свойства, применение // Пер. с англ. М.: Изд-во Мир, 2000. 518 с.
6. Шандров Б.В., Шудров Ф.В., Нуриев Р.Т. Применение МДО-покрытий как один из способов улучшения энергоэффективности и экологичности машин // Материалы 77-й Международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров». Секция 7 «Технологии и оборудование механосборочного производства». URL: https://mospolytech.ru/science/aai77/scien-tific/article/s07/s07_38.pdf
7. Бутусов И.А., Дударева Н.Ю. Исследование влияния микродугового оксидирования на износостойкость поршня ДВС // Наука и образование. 2013. 9 сентября. URL: http://engineering-science.ru/doc/606017.html
8. Устройство для газодинамического нанесения покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей: Патент № 2714002 РФ, C23C4/12, C23C24/04, B05B7/14 / А.В. Чавдаров, А.А. Толкачев, А.В. Валяйчиков; опубл. 2020. Бюл. № 5.
9. Суминов И.В., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов A.M. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование). М.: ЭКО- МЕТ, 2005. 368 с.
10. Bing Yin, Zhenjun Peng, Jun Liang, Kongjie Jin, Shengyu Zhu, Jun Yang, Zhuhui Qiao. Tribological behavior and mechanism of self-lubricating wear-resistant composite coatings fabricated by one-step plasma electrolytic oxida-tion // Tribology International. Volume 97. May 2016. Pag-es 97-107. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2016.01.020
Review
For citations:
Chavdarov A.V., Denisov V.A. PROSPECTS OF USING MICROARC OXIDATION TECHNOLOGY FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES. Agricultural Engineering (Moscow). 2020;(5):38-42. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/2687-1149-2020-5-38-42