Как определяется износ канавок поршневых колец

Теоретическое обоснование снижения износа деталей сопряжения «Поршневая канавка — поршневое кольцо» Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Марьин Дмитрий Михайлович, Хохлов Алексей Леонидович, Глущенко Андрей Анатольевич

В соответствии со вторым правилом классической теории процесса трения , основанном на минимальном внедрении контактируемого тела в сопряженную поверхность, для снижения износа деталей сопряжения « поршневая канавка – поршневое кольцо » предлагается повысить микротвердость трущейся поверхности поршневой канавки поршня двигателя внутреннего сгорания формированием на ее поверхности оксидированного слоя методом микродугового оксидирования. Для установления зависимости износа от микротвердости оксидированного слоя выполнен расчет при значениях микротвердости оксидированного слоя поршневой канавки НV1 = 1100…1700 МПа, с интервалом в 100 МПа, микротвердости поршневого кольца НV2 = 1100 МПа, время работы деталей сопряжения – 400 ч. После проведенных расчетов установлено, что для снижения износа поршней микротвердость оксидированного слоя поверхности трения поршневой канавки должна быть в пределах 1250…1350 МПа. При этом износ поршневой канавки оксидированного поршня за расчетный период работы деталей сопряжения 400 ч составил 5,7 мкм, что в 1,6 раза ниже, чем у поршневой канавки типового поршня (9,5 мкм). Износ поршневого кольца у оксидированного поршня составил 25,8 мкм, что в 1,1 раза выше, чем у поршневого кольца типового поршня (23,6 мкм). Общий износ деталей сопряжения « поршневая канавка – поршневое кольцо » снижается и составляет 31,5 мкм, в то время как у типового сопряжения износ деталей составляет 33,1 мкм.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Марьин Дмитрий Михайлович, Хохлов Алексей Леонидович, Глущенко Андрей Анатольевич

THE THEORETICAL JUSTIFICATION FOR REDUCED WEAR DETAILS OF THE PAIR «PISTON GROVE PISTON RING»

In accordance with the second rule of the classical theory of friction based on a minimum implementation of the contactee’s body in mating surface, to reduce wear of the pair “piston groove piston ring” is proposed to increase the microhardness of the friction surface of the piston grooves of the piston internal combustion engine formation on its surface oxidized layer by the method of microarc oxidation. To establish the dependence of the microhardness of wear of the oxidized layer performed the calculation of the values of microhardness of oxidized layer piston grooves НV1 = 1100. 1700 MPa with interval of 100 MPa, the microhardness of the piston ring НV2 = 1100 MPa, the details of the pair – 400 hours After the calculations revealed that in order to reduce wear of the pistons the micro hardness of oxidized surface layer friction piston grooves should be between 1250. 1350 MPa. In this case, the wear of the piston grooves of the piston oxidized during the calculation period detail work mate 400 x 5.7 μm, which is 1.6 times lower than that of the piston grooves of the piston model (9.5 microns). The wear of the piston ring in oxidised piston 25.8 μm, which is 1.1 times higher than that of the piston model piston ring (23,6 μm). General wear and tear mate “piston groove piston ring is a” reduced and is 31.5 μm, while a typical pairing, the wear amounts of 33.1 μm.

Текст научной работы на тему «Теоретическое обоснование снижения износа деталей сопряжения «Поршневая канавка — поршневое кольцо»»

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ СОПРЯЖЕНИЯ «ПОРШНЕВАЯ КАНАВКА — ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО»

Марьин Дмитрий Михайлович, аспирант кафедры «Эксплуатация мобильных машин и технологического оборудования»

Хохлов Алексей Леонидович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация мобильных машин и технологического оборудования»

Глущенко Андрей Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатации мобильных машин и технологического оборудования»

ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА

432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел.: 89279843479 e-mail: choclov.73@mail.ru

Ключевые слова; износ, трение, сопряжение, поршневая канавка, поршневое кольцо.

Для снижения износа деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» предлагается повысить микротвердость трущейся поверхности поршневой канавки поршня двигателя внутреннего сгорания формированием на ее поверхности оксидированного слоя методом микродугового оксидирования. Теоретически обосновано влияние микротвердости поверхности трения на износ деталей сопряжения. Представлены результаты теоретических расчетов.

В соответствии с классической теорией процесса трения условием снижения износа является выполнение двух правил, основанных на физическом анализе процесса. Первое правило положительного градиента механических свойств основано на теории молекулярного взаимодействия. Применительно к этому правилу, нижележащие слои трущегося тела обязаны иметь большую прочность по сравнению с вышележащими слоями. Положительный градиент при взаимодействии двух твердых тел при отсутствии пленки или промежуточной прослойки между поверхностями трения невозможен. Промежуточная прослойка достигается посредством искусственных покрытий, окисления поверхности и т.д.

Второе правило основано на минимальном внедрении контактируемого тела в сопряженную поверхность. Суть этого правила заключается в том, что жесткость и гладкость одной из поверхностей (как правило, большей по размеру) должны быть предельно большими. Это условие обеспечивает минимальное проникновение контртела в тело трущейся пары и, следовательно, сохранение на твердой поверхности

защитной пленки. Если поверхности сделать одинаковой твердости, то контактные давления будут выше, чем в случае, если одна из поверхностей будет более мягкой, следовательно, возможность повреждения защитной пленки на твердой поверхности будет больше. Если внедрение контртела в тело трущейся пары находится в пределах упругого деформирования, износостойкость наиболее высокая [1].

Исходя из вышесказанного, для обеспечения снижения износа деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» необходимо повысить микротвердость одной из трущихся поверхностей. В соответствии со вторым правилом, поскольку наибольшей является площадь поршневой канавки, необходимо повысить микротвердость этой поверхности формированием оксидированного слоя на трущихся поверхностях поршневых канавок, для чего предлагаем использовать метод микродугового оксидирования [2, 3, 4].

Под действием силы давления газов и силы трения поршневого кольца о цилиндр первое поршневое кольцо подвергается многократным радиальным перемещениям и скручиванию под воздействием терми-

ческих напряжений. В сочетании с ударным действием на краю поршневой канавки происходит объемная деформация и перемещение тонких металлических слоев поверхностного слоя трения в направлении боковой поверхности поршня [5]. В результате этого на поршневых канавках формируются зоны износа (рис. 1, 2).

Объекты и методы исследований

При расчете износа деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» сделаем следующие предположения:

— размер гильзы цилиндра остается неизменным;

— взаимное перемещение трущихся поверхностей поршневого кольца и поршневой канавки осуществляется в радиальном направлении с изменением угла контакта в зависимости от направления движения поршня;

— упругость кольца остается неизменной.

Износ поршневой канавки

где Ll — путь трения поршневой канавки, мм (рис. 3); / — интенсивность изнашивания поршневой канавки мм/мм.

Износ поршневого кольца

где L — путь трения поршневого кольца, мм (рис. 3); I — интенсивность изнашивания поршневого кольца, мм/мм.

Путь трения поршневой канавки

где t — радиальная толщина поршневого кольца, мм; s — зазор между деталями в сопряжении «гильза цилиндра — поршень», мм.

Путь трения поршневого кольца

Рис. 1 — Зоны износа поршневых канавок

Зона износа поршневого кольца

Рис. 2 — Зоны износа поршневого кольца

Рис. 3 -«поршневая

К расчету пути трения деталей сопряжения канавка — поршневое кольцо»

где h1//- высота подъема нижней кромки поршневого кольца в поршневой канавке при «перекладке» поршня (т.е. при изменении опоры поршня на цилиндр с левой стороны юбки на правую), мм; a-угол горизонтального наклона поршневого кольца, град.

где h — высота поршневой канавки, мм; h 7 — длина проекции внутренней стенки кольца при наклоне в поршневой канавке, мм.

где h2 — высота поршневого кольца, мм; 3 — угол вертикального наклона поршневого кольца, град.

где IJ-фактический путь трения поршневого кольца при его смещении в поршневой канавке, мм.

где sH — зазор между деталями в сопряжении «поршневая канавка — поршневое кольцо», мм.

С учетом выражений (1 — 9) путь трения поршневого кольца

Номинальная площадь контакта поверхности поршневой канавки

где к — коэффициент, учитывающий силу упругости поршневого кольца; Rn — радиус поршня, мм; гВК — внутренний радиус поршневого кольца, мм.

Номинальная площадь контакта поверхности поршневого кольца

Аг = кя \_(гвк + /г)2 — гвк ]’ (12)

Силы, возникающие при давлении газов сгорающей топливо-воздушной смеси, действующие соответственно на поршневую канавку Р и поршневое кольцо Р , определяют из выражений [1]:

где т± и т2 — удельная сила трения соответственно поршневой канавки (индекс 1) и поршневого кольца (индекс 2), Н; а51 и а52 — предел текучести материала поршневой канавки и поршневого кольца, МПа; г2 и г2 — радиус закругления неровностей трущихся поверхностей поршневой канавки и поршневого кольца, мм; h , и h -максимальная высота неровностей трущихся поверхностей поршневой канавки и поршневого кольца соответственно, мм; HV и HV -микротвердости соответственно материала поршневой канавки и поршневого кольца, МПа; Ь2 и Ь2 — константы, характеризующие геометрию поверхностей соответственно поршневой канавки и поршневого кольца от вида механической обработки; Fal и Fa2 — номинальные площади контакта соответственно поршневой канавки и поршневого кольца, мм2; х и х2 — величины, зависящие от распределения неровностей трущихся поверхностей соответственно поршневой канавки и поршневого кольца по высоте; Г и Г — упругие постоянные материала соответственно поршневой канавки и поршневого кольца, МПа-1; Rbl и Rb2 — радиусы волны неровностей трущихся поверхностей соответственно поршневой канавки и поршневого кольца, мм.

Упругая постоянная материала поршневой канавки

где — коэффициент Пуассона материала поршневой канавки; Е± — модуль упругости материала поршневой канавки, МПа.

Упругая постоянная материала поршневого кольца

где [л2 — коэффициент Пуассона материала поршневого кольца; Е2 — модуль упругости материала поршневого кольца, МПа.

Радиус волны неровности трущейся поверхности поршневой канавки

где L2 — шаг волны неровности трущейся поверхности поршневой канавки, мм; НЬ1 — высота волны неровности трущейся поверхности поршневой канавки, мм.

Радиус волны неровности трущейся поверхности поршневого кольца

где L2 — шаг волны неровности трущейся поверхности поршневого кольца, мм; НЬ2 — высота волны неровности трущейся поверхности поршневого кольца, мм.

Контурные площади контакта поршневой канавки Fcl и поршневого кольца Fc2 определяют из выражений [6, 7, 8]:

где ра — давление цилиндровых газов на поршневое кольцо, МПа; Fa> — номинальная площадь контакта поверхности поршневой канавки, мм2; Ь2 и у — константы, характеризующие геометрию поверхности поршневого кольца в зависимости от вида механической обработки; е2 — безразмерная величина, характеризующая относительное сближение поверхности поршневого кольца; HV1 — микротвердость материала поршневой канавки, МПа.

где ра — давление цилиндровых газов на поршневое кольцо, МПа; Fo2 — номинальная площадь контакта поверхности поршневого кольца, мм2; v и Ь — константы, характеризующие геометрию поверхности поршневой канавки в зависимости от вида механической обработки; е — безразмерная величина, характеризующая относительное сближение поверхности поршневой канавки; FIV2 — микротвердость материала поршневого кольца, МПа.

С учетом установленных размеров,

подвергающихся изменениям поверхностей деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо», определим износ поверхности поршневой канавки / и поршневого кольца /2 После преобразований выражений (1, 2) износ поверхности поршневой канавки / и поршневого кольца / можно определить следующим образом:

(v24£2)2 n^-F 2- ra 1 a

Таким образом, износ деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» зависит от состояния поверхностей трения (микротвердости поршневой канавки FIV^ степени чистоты механической обработки v, b и свойств материала х, г, Rы о5, hта/ г)• Следовательно, для снижения износа деталей этого сопряжения необходимо в первую очередь повысить микротвердость поршневой канавки HVr

Результаты исследований Для установления зависимости износа от микротвердости оксидированного слоя расчет выполняли при значениях микротвердости оксидированного слоя поршневой канавки FIV1 = 1100. 1700 МПа, с интервалом в 100 МПа, микротвердости поршневого кольца FfV2 = 1100 МПа, время работы деталей сопряжения — 400 ч.

После проведенных расчетов установлено, что при увеличении микротвердости поверхностного слоя поршневой канавки до 1300 МПа и неизменном значении микро-

-о- износ поршневой канавки -Q" износ поршневого кольца

-£г износ не талей сопряжения ''поршневая канавка — поршневое кольцо"

Рис. 4 — Зависимость износа деталей (i) сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» от микротвердости (HV) оксидированного слоя, формируемого на поверхности трения поршневой канавки

твердости поршневого кольца, наблюдается увеличение износа поршневого кольца в 1,07 раза по сравнению с типовой поршневой канавкой, имеющей микротвердость 980 МПа. Также установлено, что минимальный износ деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» — 31,5 мкм, обеспечивается при микротвердости оксидированного слоя поршневой канавки в пределах 1250. 1350 МПа (рис. 4).

Формирование оксидированного слоя с микротвердостью 1250. 1350 МПа на поверхности поршневой канавки позволяет снизить ее износ до 5,7 мкм, при этом износ поршневого кольца увеличивается до 25,8 мкм. Общий износ деталей сопряжения «поршневая канавка — поршневое кольцо» за 400 ч также снижается и составляет 31,5 мкм, в то время как у типового сопряжения износ деталей составляет 33,1 мкм.

Таким образом, для снижения износа поршней микротвердость оксидированного слоя поверхности трения поршневой канавки должна быть в пределах 1250. 1350 МПа. При этом износ поршневой канавки оксидированного поршня за расчетный период работы деталей сопряжения 400 ч составил 5,7 мкм, что в 1,6 раза ниже, чем у поршневой канавки типового поршня (9,5 мкм). Из-

нос поршневого кольца у оксидированного поршня составил 25,8 мкм, что в 1,1 раза выше, чем у поршневого кольца типового поршня (23,6 мкм).

1. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, В.С. Комбалов. — М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

2. Пат. 2439211 Российская Федерация, МПК F02F 3/12. Способ обработки поршней двигателей внутреннего сгорания из алюминия, титана, и их сплавов / И.А. Казанцев,

A. О. Кривенков, С.Н. Чугунов, А.Л. Хохлов,

B. А. Степанов, К.У. Сафаров; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина». — N° 2010140537/02; за-явл. 04.10.2010; опубл. 10.01.2012, Бюл. №

3. Пат. 130003 Российская Федерация, МПК F02F 3/10. Поршень двигателя внутреннего сгорания / Д.М. Марьин, А.Л. Хохлов, Д.А. Уханов, В.А. Степанов, А.Ш. Нурут-динов, А.А. Хохлов. — N° 2012151171; заявл. 28.11.2012; опубл. 10.07.2013, Бюл. № 19.

4. Влияние режимов микродугового оксидирования на образование оксидированного слоя / Д.М. Марьин, А.Л. Хохлов, Д.А. Уханов, А.А. Глущенко, В.А. Степанов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии . — 2013. — № 3(23).-С. 128-131.

5. Ждановский, Н.С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей / Н.

C. Ждановский, А. В. Николаенко — Л.: Колос, 1981.-295с.

6. Основы трибологии (трение, износ, смазка):учебник для технических вузов / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; под ред. А. В. Чичинадзе — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2001. — 664 с.

7. Белый, В.А. Трибология: исследова-

ния и приложения. Опыт США и стран СНГ / В.А. Белый, К. Лудема, Н.К. Мышкин. — М.: Машиностроение; Нью-Йорк: Аллертон

пресс, 1993. — 454 с.

8. Гаркунов, Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность / Д.Н. Гаркунов. — М.: МСХА, 2001.-616 с.

§ 50. Дефектация деталей поршневой группы двс

Поршни. Износ боковой поверхности поршни определяют измерением диаметров микрометрической скобой в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 53).

Наибольшее допустимое значение эллиптичности поршней тронко- вого типа

где D — диаметр тропка, мм.

Для поршней крейикоифных двигателей это значение мйжет быть на 50 % больше.

В тронковых двигателях оси отверстий под поршневой палец и оси поршней должны быть перпендикулярны и пересекаться. Отклонение от перпендикулярности не должно превышать 0,1 мм/м. Допустимое откло­нение от пересечения 0,1—0,3 мм (для чугунных поршней) и 0,3—0,5 мм (для алюминиевых).

Перпендикулярность осей можно проверить несколькими способами.

Контрольным валиком, вставленным в отверстие под палец (рис. 54, а). Индикатор / с упором2 установлен на угольнике3 так, чтобы они касались поршня; стрелка индикатора установлена в нулевом положении. Затем индикатор переставляют на противоположную сторону. По разности показаний индикатора определяют перпендикулярностьЬ₀осей по вы­ражению

где 1 — разность показаний индикатора, мм; h — расстояние на рис. 54, а.

Рис. 53. Измерение поршня для определения износа

Рис. 54. Способы проверки перпендику­лярности осей отверстия под пялец и поршня

7777тт777Гт7777777777.

Опраккон (рис 54. ii), надетом на контрольный валик 5. Но оправ ко4закреплен индикаторIи имеетсяvnop 2.Оправка надевается гщ пали кс одной и друшнiтороны. Положение оправки на валике опреде­ляется кольцом /»’ Ра.шо-ть показаний индикатора при этих доvк поло­жениях опранкп покажет перпендикулярность осей, которую определяют по тай же формуле.

Ступенчатым валиком 7 (рис. 54, в)и вращающейся оправкой4 е индикатором /. При двух положениях оправки (поворачивают на 180″) отмечают показания индикатора.

И.» этих способов предпочтительнее первый, не требующим изготов­лении оправок, которые снижают точность полученных результатов.

Пересечение осей отверстии иод чален и поршня можно проверить н<| плите ‘2(рис. 55, а) при помощи контрольного валика / и угольника-I. Угольник поломят к поршню4таким образом, чтобы расстояния 4 иВ были одинаковы. Затем угольник ставят е противоположной стороны поршня так, чтобы расстоянияСиD были равны.

В том случае, если два замера (расстояния Л и В) с одной стороны не будут равны двум замерам (расстояния СиD) с другой, то величина непересекаемости равна раанипс намерений, деленной пополам.

Пересечение осей можно проверить н другим способом, при гори­зонтальном положении поршня (рис 55. 6).Поршень по индикатору6 уста на вливают при помощи домкрата5параллельно плите2.С помощью мккроштихмаса 7 валик / устанавливают также параллельно, и заме­ряют расстояние от валика до плиты. Затем поршень поворачивают на 180» и ставят поршень и валик параллельно плите. Разность расстояний от валика до плиты при двух положениях определит отклонение осой отверстия под палеи и поршня от пересечения.

Обгорание донышка определяют при помощи шаблона, изготовлен­ного из листовой стали по новому поршню или чертежу, а гакже при по­мощи щепа

Головку поршня подвергают гидравлическому испытанию со стороны камеры сгорания (испытывают донышко) и со стороны полости охлаж­дения на давление, аналогичное испытанию крышки этих же полостей.

^^7777^777777^777, Z

Рж. 55. Способы проверки пересечения осей отверстия под палеи и поршня

Износ канавок для поршневых колец определяют измерением з;, зорз между кольцом и перемычкой поршня (стенкой канавки) шуном э нескольких точках но окружности принадетыхкольцах.В результате износа канавок может нарушиться перпендикулярность их торцевых по­верхностей по отношению к оси поршня. Эю проверяют индикатором и калибром, вставленнымоканавку и перемещаемым вокруг поршня. Допустимое биение 0,02—0,04 мм.

При дефектации поршней и заключении о ремонте необходимо учи­тывать, что изношенные канавки могут протачиваться до уменьшения толщины перемычек между канавками, неменынгпвысотыкольца.

Пальцы поршней. Износ поршневых пальцев определяется изме­рением диаметра в трех сечениях но длине и двух взаимно iirpnoi.iHKv- дярныхтелос костях. Наибольшие допустимые значения эллиптичности п конусности поршневых пальцев и цапф крейцкопфов определяют из зависимости

й = 0,00Id+ 0,08,

где d -диаметр пальца или цапф крейцкопфа, мм.

При осмотре поршневых пальцев выявляют писки. трещины, задиры, При увеличении зазора в головном подшипнике свыше допустимого пальцы следует отшлифовать или заменить При наличии трещин и не­допустимого уменьшения диаметра вследствие неоднократного ремонта (шлифования) пальцы также следует заменить новыми.

Ремонтируемые не первый раз пальцы необходимо проверять на из­гиб силой Р,, при максимальном давлении сгорания в цилиндре. Напря­жение изгиба пальцев не должно превышать 100—120 МПа для углеро­дистых сталей. 150—250 МПа—для легированных.

Поршневые кольца. Дефектация колец заключается в измерении теп­лового зазора и проверке их упругости.

Тепловой зазор в поршневом кольце измеряют при помощи калибра либо непосредственно в цилиндровой втулке при удалении поршня.

При положении кольца в цилиндре зазор измеряют с помощью эта­лонной пластинки. Для измерения зазора кольцо вводят в наименее раз­работанную часть втулки и устанавливают перпендикулярно ее оси.

Для установления фактического теплового зазора fi в поршневом кольце с учетом износа втулки цилиндра кольцо вводят в контрольную втулку. Фактический зазор определяют по формуле

fi =n.(D —D|’) + fi i.

где О— диаметр втулки, равный среднему арифметическому значению замеров диаметраti<j оси пала н н направлении буртуц, мм;

I)| — внутренний диаметр контрольной втулки, мм:

ft| — тепловой зазор кольца, введенного в контрольную втулку, мм.

Упругость поршневых колец проверяют специальным приспособлением (рис. 56). Муфта /, перемещаясь по стойке 2, позволяет устанавливать рычаг 4в вертикальном направлении; муфта3передвигается по рычагу й горизонтальном направлении, благодаря чему можно проверять коль­ца10разных диаметров. Рычаг4имеет шарнирное соединение с муф­той /. Под действием груза6,подвешенного на стержне 7 и соединенного

чуфтой 5с рычагом4колыю, закрепленное па станиие //, под давле­нием ролнклн8еяпш.н-г< до парного соединения замка9.

Измерив зазор спиГн.двого кольца, сто сжимают, затем разгружают н вновь измори mi зазор Ксли первоначальный з;т>|> уменьшен, то коль­цо бракуют из■1*1снижения упругости. Трошины н порише, задиры, вмя­тины. натпры. забоины. риски, прогар головок поршней ншщляюг лрн ос­мотре шпуально. Трещины в поршневых кольцах выявляют магнитным метолом.

При короблении, потере упругости, наличии задиров и следов про­пуска газов больше, чем на четверти окружности, выкрашивании или плюсе хрома у хпомироранных колеи на суммарной дуге, равной чет­верти окружности, изменении теплового зп toiin сверх допустимого зна­чения поршневые Линкуют.

Штоки, Для определения износа штоки поршней крейцконфныч дви­гателей двойного действия обмеряютп;> д;пгиечерс/ каждыеi 50—мм в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Наибольший допустимый износ штоков составляет: для диаметра штока 100— ‘200 мыэллиптич­ность 0.2—0.25 мм. разность диаметров 0.2- -0.4 мм; для диаметра 2<М

300 мм и 0.25—0,3 и 0.4—0,6о мм.

При уменьшении диаметра штока вследствие износа или неоднократ­ных ирогочек до ремонта, шток проверяют на прочность. Исли ожидае­мый после ремонта диаметр штока меньше предельно допустимого, шток либо заменяют, либо восстанавливают до первоначальных размеров

Изгиб штокан ненериендикулярноеть торцевых поверхностей флан­цев выявляют проверкой на станке или плите. Допустимый изгиб штока после правки 0.02- О 03 мм на I ,и домкм. После правки штоки обычно шли­фуют или протачивают с последующим шлифованием.

Непериецдикулярпос и, торцевых поверхностей фланков штока не дол,к на превышать 0.01 мм на 100 мм диаметра фланца. Несоосноеть цилин­дрической поверхности штока и хвостовика допускается не более 0.0)— 0.02мм Царапины, задиры выявляют при визуальном осмотре. Трешины выявляют визуально н с помощью магнитного способа дефектоскопии.

i

Рлг. Г)б. ПриспооЛленне .ч.чм проверки упругости поршневых lui.iou

Поперечины. Для определения износи цапф поперечины дну метр измеря­ют при помощи скобы в трех сечениях по длине цапфы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Соосность парных цапф поперечины и параллельность их оси по­верхности, прилегающей к штоку, проверяют па плите с помощью инди­катора (рис. 57) или на токарном станке.

Непараллельное^ вычисляют по формуле

где i -разность размеров ня мине /. vim;

/ — расстояние между точками изменений, мм.

Перпендикулярность поверхностей, которыми поперечина сопрягается с ползуном и штоком, проверяют на плите угольником и щупом; допус­тимое отклонение — до 0,15 мм/м. Трещины, изгиб, поломка — явления относительно редкие, возникают обычно а связи с авариями Изгиб вы­являют на станке или плите, трещины — осмотром и магнитным спосо­бом дефектоскопии.

Шатуны и шатунные болты. Шатуны и шатунные болты для выяв­ления трещин осматривают и подвергают дефектоскопии магнитным спо­собом. Шатуны с трещинами и.пи поломанные заменяют. На шатунных болтах недопустимы трещины, вмятины, забоины, поперечные риски.

Ш а ту иные болты четырехтактных двигателей заменяют после (С- 11)*>/л ч работы независимо от состояния In — — частота вращения, об/мин). Шатунные болты двухтактных двигателей простого действия при отсут­ствии дефектов могут работать неограниченное время.

Изгиб шатуна приводит к нарушению правильного взаимного рас­положения (то осей и плоскостей. К шатунам предъявляют следующие требования с точки зрения взаимного расположения осей и плоскостей: оси головок шатуна (или плоскости пятки и плоскости разъема в го­ловной части) должны быть параллельны между собой и перпендику­лярны осн стержня шатуна. Допускается отклонение от параллельности не более 0,1 мм/м, от перпендикулярности — 0.05 мм/м (для мотылевой головкиi и до 0,1 мм/« (для верхней головни шатуна):

оси головок должны лежать в одной плоскости. Допускается нспе- рсеечеиис осей у крейцкопфных двигателей до 0.2 «и/м. у трон ковы х ■ до 0.3 мм/м.

11а рис. 58 показана проверка параллельности оесй головок шатуна. В верхнюю и нижнюю головку шатуна I ставят контрольные валики 4. в, шатун устанавливают горизонтально плите 3 и штихмасом 5 измеряют расстояния 11 и /_- между валиками. У шатунов больших размеров изме­ряют расстояния I; и U- При этом угольник 2 должен быть установлен строго параллельно оси мнжней опоры шатуна. Разность Размеров пока­жет непараллельность осей головки шатуна.

Параллельность плоскости пятки шатуна оси головки можно про­верить. как показано на рис. 59. Установив шатун пяткой на плиту /, про­веряют индикатором положение контрольного валика 2 по отношению к плите. Отклонение от параллельности fi, отнесенное к 100 мм длины,

Ряс. 58. Проверка параллельности осей голопок шатуна

Рис. 59. Проверка параллельности пят­ки шатуна оси отверстии верхней головки

где Н — разность показаний индикатора с обоих концов контрольного валика. мч: I— измерительная база (расстояние между точками замеров). мм.

Для проверки параллельности плоскостей пяток шатуна его ставят параллельно плите и при помощи угольника проверяют положение плос­костей пяток относительно плиты.

Пересечение осей голопок шатунз проверяют на плите (рис. 60). Устанавливают по индикатору шатун с контрольным валиком таким об­разом, чтобы ось мотылевой головки была параллельна плите. Если ось головного подшипника будет при этом непараллельна плите, то имеется скрещивание осей. Значение скрещивания С определяют по формуле

где i — разность измерений в двух концах контрольного валика, мм;

/ расстояние между точками измерении, мм;

— допустимое смешение осей, мм/м.

Результаты измерений записывают в таблицу. При непериендикч — — лярноетн, превышающей допустимые значения, шатун подлежит замене либо меняют головной подшипник.

Удлинение шатунных болтов проверяют через’ 2000- 3000 ч рабо-

ты и при ремонте двигателя.

Остаточное удлинение болта более 0.002 мм первоначальной длины недо­пустимо, болт при этом подлежит за­мене. Измеряют болт до п по мере затягивания гайки. Это позволяет ус­тановить силу, при которой получится определенное удлинение болта. При ослаблении гайки, если нет остаточной цчформтшн, болт принимает перво­начальный размер.

Залегание поршневых колец. Причины, последствия, ремонт или замена

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Содержание

Выражение «залегли кольца», это что?

Для начала разберемся, как устроена цилиндропоршневая группа. Во время работы двигателя поршень совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Между этими деталями обязательно должен быть зазор, чтобы трение не мешало движению.

В то же время контакт деталей поршень/цилиндр должен быть по возможности герметичным, чтобы:

• максимально использовать энергию расширяющихся газов;
• не пропускать продукты сгорания в картер;
• при движении вниз снимать смазку, попавшую на внутреннюю стенку цилиндра.

Чтобы выполнить эти условия, на каждый поршень в большинстве случаев легковых автомобилей установлены три кольца: два компрессионных и одно маслосъемное. Компрессионные кольца обычно «сплошные» в сечении, а маслосъемные имеют прорезь, в которой устанавливается пружина, снаружи у них кромка для съема и разрезы для удаления масла. Благодаря такой конструкции кольца пружинят и плотно прилегают к стенкам цилиндра.

Поршень имеет три канавки, ширина которых на сотые доли миллиметра больше толщины поршневых колец. Поэтому кольца всегда зафиксированы и имеют свободу движения, плотно закрывая зазор.

Когда в поршневых канавках скапливается нагар или кокс, он играет роль клея. Кольца просто приклеиваются к канавкам, теряют подвижность и не могут упруго прижиматься к стенкам цилиндра, происходит нарушение плотности сопряжения пары поршень/цилиндр. Это явление называется залеганием или закоксовкой. Почему залегают кольца, разобрались, теперь узнаем, как это все диагностировать.

Присадка в двигатель «Супротек Актив Стандарт»

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Признаки залегших колец

Ранее выяснили, что, когда залегли кольца в двигателе, нарушается герметичность прилегания поршня к цилиндру. Из этого следует, что газы из камеры сгорания частично «пролетают» в образовавшийся зазор, не выполняя полезной работы, попадают в картер.

Симптомы, что залегли кольца, обуславливаются главным образом падением компрессии в камере сгорания из-за зазоров между поршневым стаканом и стенкой гильзы. Проблемы начинаются с ухудшения динамических характеристик автомобиля. Двигатель плохо реагирует на работу с педалью газа. Это основной признак.

Если залегли маслосъемные кольца, пленка смазки остается на внутренней поверхности цилиндра (кстати, компрессионные кольца залегают гораздо реже). Во время рабочего хода поршня, когда воспламеняются пары горючего, смазывающая жидкость сгорает. Масло расходуется на угар, а из выхлопной трубы идет дым синеватого цвета. Это второй признак.

Затрудненный запуск двигателя в любую погоду – еще один признак залегших колец. Коленвал с противовесами имеет большую массу, чтобы его провернуть нужно значительное усилие. К тому же масло стекло в поддон картера, на первых оборотах сила трения также препятствует движению поршня. Если один или несколько цилиндров не работают, пуск затруднен.

Увеличенный расход топлива также может быть признаком, что в двигателе залегли кольца. Из-за зазора между поршнем и цилиндром энергия горючего не используется полностью: компрессия недостаточна. Поэтому бортовой компьютер завышает обогащение топливовоздушной смеси, чтобы компенсировать недостаток тяги. Это приводит к перерасходу горючего.

Чем опасна ситуация, когда залегли кольца в двигателе

Главная опасность в том, что когда залегли поршневые кольца, двигатель функционирует в нештатном режиме:

• неполное сгорание топлива, образование нагара; ;
• выхлопные газы проникают в картер, деструкция масла;
• масло сгорает, образовывая лаки и нагар.

Долговременная промывка двигателя «Супротек Апрохим»

На протяжении 200 километров пробега мягко и постепенно очищает все отделы двигателя от загрязнений, способствует восстановлению подвижности поршневых колец. Безопасна для резиновых и пластиковых деталей.

Эти, кажущиеся незначительными, неисправности приводят к серьезным проблемам и дорогому ремонту.

Попадая в поддон картера, агрессивные выхлопные газы вступают в реакцию с маслом. Химический состав смазывающей жидкости изменяется, оно не может выполнять свои функции. В результате ускоряется износ трущихся деталей, ухудшается отвод тепла.

Масло, не убранное залегшим маслосъемным кольцом, сгорает, провоцируя локальный перегрев деталей. При длительной эксплуатации в таком режиме появятся задиры на гильзе и юбке поршня. Сгорая, масло оставляет нагар, из-за которого часто возникает детонация, возможен прогар поршня.

Что делать, если залегли кольца в двигателе

Ответ на данный вопрос банален: если довели двигатель своего «железного скакуна» до такого состояния, что залегли кольца, надо их раскоксовать — скажут на любом форуме. Для этого необходимо удалить нагар из поршневых канавок. Раскоксовку можно делать тремя способами:

• механическим очищением нагара,
• химическим растворением кокса,
• при помощи специальных присадок в топливо.

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Рассмотрим каждую процедуру подробнее. «Народные способы», связанные с риском повредить прокладки и сальники современного автомобильного мотора, упоминать не будем.

Механическая раскоксовка

Этот способ подразумевает частичную или полную разборку двигателя, потому что поршни, на которых залегли кольца, необходимо извлечь. Очищать детали нужно вручную, используя мягкие щетки, ветошь и растворитель, керосин или ацетон.

Места, до которых трудно добраться щеткой, необходимо тщательно прочистить с помощью небольших кусочков ваты или ветоши смоченных в растворителе. Мастера часто используют пинцеты и другие приспособления, чтобы удалить весь нагар. Только в этом случае раскоксовка считается качественной.

Данный способ требует хорошего знания устройства авто, и силового агрегата в частности. Нужно ведь не только разобрать, но и потом правильно собрать мотор. Это причина, почему лучше доверить такую работу профессиональным автослесарям, хоть это и немалостоящее удовольствие.

Химическая раскоксовка

Этот способ поможет, если залегли маслосъемные кольца, а что делать не знаете – нет ни навыков, ни инструментов, чтобы разбирать двигатель, и нет возможности обратиться в автосервис. Чтобы раскоксовать мотор с помощью химии, нужно только уметь выкручивать свечи зажигания.

Алгоритм химической раскоксовки залегших колец:

1. Прогреть двигатель до 80-90 °C.
2. Отсоединить провода питания, вывернув свечи.
3. Вывесить ведущий мост.
4. Рычаг КПП установить на максимальную скорость.
5. Провернуть коленвал так, чтобы все поршни встали в среднее положение.
6. Залить в цилиндры по 40 мл средства, завернуть свечи.
7. Подождать 60 минут, временами поворачивая вперед-назад ведущие колеса.
8. Убедившись, что вся жидкость просочилась вниз, запустить мотор на час в режиме ХХ.
9. Заменить масло и масляный фильтр.
10. Проехать 20-30 км с нагрузкой около 3000 оборотов.

Главные недостатки этого способа:

1. Нет возможности надежно проконтролировать, насколько хорошо удален кокс.
2. Агрессивная химия может повредить уплотнители и сальники двигателя.

Раскоксовка с помощью присадок

Это наиболее простой и безопасный вариант чистки двигателя, если залегли кольца, а что делать вы не знаете. Достаточно добавить в топливо или моторное масло специальную присадку – не нужно ничего выкручивать-закручивать, вывешивать и ждать. Просто и удобно. Сегодня на рынке представлены средства импортного и отечественного производства. Бренды из стран ЕС и США традиционно пользуются авторитетом, но относительно дороги. Продукция отечественных производителей дешевле, и часто не уступает западным аналогам.

Например, российская компания «Супротек» разработала линейку триботехнических составов, которые позволяют комплексно очистить мотор автомобиля. Промывки быстро удаляют самые стойкие загрязнения, а присадки в бензин и моторное масло поддерживают эффект «чистого двигателя» на протяжении длительного времени. «Очиститель топливной системы» Suprotec комплексно промывает камеру сгорания и топливную систему бензиновых моторов. Промывка добавляется в топливный бак. Ввиду высокой химической активности рекомендуется для разовой очистки, когда заметили симптомы, что залегли кольца в двигателе. Средство эффективно удаляет все виды нагаров из камеры сгорания, устраняя связанные с ними проблемы.

Очиститель бензиновой топливной системы «Супротек»

Присадка для очистки всех элементов бензиновой топливной системы. Очиститель инжектора и клапанов.

Чтобы закрепить эффект от «Очистителя топливной системы», рекомендуется использовать «Долговременную промывку двигателя» от «Супротек». Состав заливается в маслозаливную горловину. Это средство работает медленнее, но способно удалить самые стойкие отложения, к тому же оно абсолютно безопасно для резиновых и полимерных деталей. Из-за постепенного характера действия промывку необходимо добавлять в масло приблизительно за 200 километров до плановой замены масла.

Долговременная промывка двигателя «Супротек Апрохим»

На протяжении 200 километров пробега мягко и постепенно очищает все отделы двигателя от загрязнений, способствует восстановлению подвижности поршневых колец. Безопасна для резиновых и пластиковых деталей.

Отличные результаты в профилактике такого явления как залегание поршневых колец показал триботехнический состав Suprotec Active. Эта присадка для добавления в моторное масло борется с корнем проблемы – она оптимизирует зазоры в узле кольцо-канавка-гильза. Это улучшает съем смазки со стенок цилиндра, препятствуя образованию нагара.

Конечно, совсем «убитый» двигатель никакая химия не спасет. Но если не запускать состояние автомобиля, в общем, и силового агрегата, в частности – вполне можно обойтись регулярным добавлением присадок в топливный бак или масляную систему. Это дешевле, чем ремонтировать мотор, когда залегли кольца или образовались задиры в ЦПГ.

Советы по профилактике

Основные причины закоксовки двигателя известны, она возможна, если:

• автомобиль несколько месяцев простоял без движения, а потом его начали эксплуатировать,
• постоянно совершаются только короткие поездки, когда мотор не успевает полностью прогреться;
• используется некачественное моторное масло, либо регулярно превышается интервал замены.

Значит, чтобы снизить риск залегания поршневых колец, нужно придерживаться несложных правил:

1. Если машина долго простояла без движения, замените масло, прежде чем начнете на ней ездить.
2. Время от времени совершайте длительные поездки, чтобы мотор прогрелся, и отложения полностью выгорели.
3. Заливайте только рекомендованные производителем автомобиля сорта моторных масел.

Помните, что любую проблему легче предупредить, чем потом с ней бороться.

Признаки, причины и решения, если залегли кольца

Варианты решений расположены в порядке возрастания сложности выполнения. Если не помогает первый вариант, значит, проблема слишком серьезная.

Признаки проблемы

Газы «пролетают» в зазор между поршнем и гильзой.

1. Использовать «Очиститель топливной системы» Suprotec, или «Долговременную промывку двигателя».

Финишное плазменное упрочнение поршневых колец и канавок под них в поршне

Поршневые кольца относятся к деталям цилиндропоршневой группы и применяются в автомобильных, мотоциклетных, мотороллерных, мопедных двигателях, тракторных, комбайновых, тепловозных и судовых дизелях, компрессорах, дизельных молотах и др. устройствах.

Назначение поршневых колец [1-3]

• уплотнение камеры сгорания с целью исключения утечки отработанных газов;
• равномерное распределение масляной пленки по стенкам цилиндра, отвод излишков масла и препятствие проникновения масла из картера двигателя в камеру сгорания;
• отвод значительной части воспринимаемой поршнем теплоты в стенки цилиндра и систему охлаждения.

Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные) определяют развиваемую мощность устройства, его пусковые свойства, удельный расход топлива и масла. Их износ, а также посадочных канавок под них в поршне вызывает усиленную утечку газов и, как следствие, повышение температуры поршня, стенок цилиндра, находящегося на них масла, сдувание с поверхностей цилиндра масляной пленки, повышенный расход масла, снижение компрессии, увеличенный расход топлива, шума и вибрации.

Условия работы поршневых колец и канавок под них в поршне

Уплотняющее действие компрессионных поршневых колец обеспечивается прижатием их к цилиндру (силой собственной упругости колец и силой давления газов) и к стенкам поршневых канавок (силой давления газов, проникающих через зазоры). Верхнее компрессионное кольцо имеет наибольший износ, так как прижимается с наибольшей силой к цилиндру, находится в зоне более высоких температур и худших условиях смазки. При обратном движении поршня изменяются усилия прижатия поршневых колец к цилиндру, и осуществляется радиальное перемещение колец. Помимо радиальных и осевых движений, кольца могут вращаться относительно оси поршня. Постоянное изменение положения и нагрузок на кольца ведет к износу, как самого кольца, так и поверхностей канавок поршня, при этом плотность посадки кольца в канавке нарушается, часть газов вытекает, и уплотняющее действие кольца падает, происходит прорыв газов, перегрев кольца и канавки поршня. Рост температур поверхностей канавки создает условия для коксования масла в нем, приводящее к заклиниванию кольца и полной потере его уплотняющих свойств. Кроме этого, поверхности колец находятся в коррозионной среде, образуемой при сгорании топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, элементный состав которой зависит от компонентов, входящих в состав топлива. При сгорании рабочей смеси образуется углекислый газ, окись углерода, кислород, водяной пар, сернистые и другие соединения. Газы окисляют поверхности колец, образуя с элементами металла химические соединения. При понижении температуры стенок цилиндра ниже точки росы продуктов сгорания на поверхностях колец конденсируются пары, образующие с газами кислоты, например, угольную и серную. Образование серной кислоты содействует также повышенное содержание сернистых соединений в горючем и в загрязненном атмосферном воздухе. Для защиты от коррозии цилиндра и поршневых колец, изготавливаемых из чугуна, применяются щелочные нейтрализующие присадки, представляющие собой металлоорганические соединения. Одновременно они снижают накопление в масле кислот, вызывающих коррозию деталей, выполненных из сплавов цветных металлов (например, поршней).

Примеры применения финишного
плазменного упрочнения на практике

Основные физические явления при работе поршневых колец

• трение радиальной поверхности кольца по зеркалу цилиндра в условиях граничной смазки при циклических нагрузках и повышенных температурах;
• ударные нагрузки торцовых поверхностей колец о стенки канавки поршня;
• воздействие высокотемпературного газового потока на верхнюю торцовую поверхность кольца и поверхности канавок поршня;
• радиальное, осевое и вращательное движение кольца в поршневой канавке;
• коррозионное воздействие химическими соединениями, образуемыми при сгорании топливно-воздушной смеси.

• износ за счет трения скольжения металл по металлу (радиальной поверхности кольца);
• эрозионный износ газовым потоком (торцовой поверхности кольца и поверхностей канавок);
• ударно-абразивный износ в условиях повышенных температур (торцовой поверхности кольца и двух поверхностей канавок);
• усталостный износ в условиях циклических нагрузок (всех поверхностей);
• микроабразивный износ пылевидными частицами и продуктами износа (всех поверхностей);
• окислительный износ агрессивной газовой средой продуктов сгорания (всех поверхностей).

Поршневые кольца изготавливаются, в основном, из специальных серых чугунов с пластинчатым графитом или высокопрочных чугунов с шаровидным графитом, поршни — из алюминиевых сплавов или специального чугуна. Технология изготовления поршневых колец — литье заготовки, механическая обработка, шлифовка. Поршни из алюминиевых сплавов изготавливают литьем или изотермической штамповкой, с последующей механической, термической обработкой и шлифовкой.

Для повышения ресурса на рабочие поверхности поршневых колец мировые производители наносят различные покрытия [6-13]:

• гальванические (хромирование, оловянирование, фосфатирование, хромо-керамические (Cr-Al2O3,SiC) — CKS-36, SCKS-36, хромо-алмазные — GDC-50 и др.);
• газотермические (молибденовые, феррооксидные, на никелевой и железной основах и др.);
• осаждаемые из газовой фазы PVD и CVD покрытия (TiN, CrN, DLC и др.).

Наибольшее количество поршневых колец выпускается с покрытием хромом толщиной 60-300 мкм.

Повышение износостойкости канавок поршней достигается:

• хромированием (чугунных поршней);
• за счет специальных вставок, например, залитых в алюминиевый поршень из чугуна с высоким содержанием никеля;
• закалкой ТВЧ;
• плазменной наплавкой;
• лазерной закалкой (чугунных поршней).

Выбор материала покрытия основывается на видах износа конкретных поверхностей поршневого кольца и канавки под них в поршне, и определяется следующими характеристиками покрытия:

• толщина;
• адгезия к материалу подложки;
• адгезия смазывающего материала (масла);
• физико-механические свойства (твердость, модуль упругости, упругое восстановление);
• трибологические характеристики (коэффициент трения, температура в зоне трения, длительность приработки, параметры износа);
• износостойкость в условиях микроабразивного износа;
• шероховатость поверхности;
• остаточные напряжения;
• стойкость к воздействию химических соединений;
• диэлектрические характеристики.

Основная концепция выбора технологии упрочнения поршневых колец и канавок под них в поршне основывалась:

1. упрочняющая технология должна быть финишной операцией, исключающей любую окончательную абразивную (доводочную) обработку (в большинстве случаев все известные технологии упрочнения требуют доводки рабочих поверхностей со всеми негативными последствиями по растягивающим напряжениям на поверхности и низким усталостным характеристикам);
2. упрочняющая технология должна главным образом минимизировать приработочный износ (в большинстве случаев все известные технологии упрочнения не акцентируют внимание на его уменьшении);
3. при выполнении первого требования на рабочих поверхностях должны формироваться покрытия с повышенными адгезионными характеристиками, относящиеся к неметаллическим материалам, толщиной до 3-5 мкм, повышенной нанотвердостью (например, до 10 раз по отношению к материалу подложки) и модулем упругости близким к модулю упругости подложки;
4. выбор материала покрытия должен основываться на значениях коэффициента трения (для пары трения покрытие-чугун в условиях граничной смазки) не более 0,03.

В соответствии с этой концепцией и с целью максимального повышения износостойкости поршневых колец и канавок под них в поршне, и соответственно, уменьшения расхода топлива и масла, снижения выброса токсичных веществ с выхлопными газами, уменьшения шума, достижения максимально возможной мощности и долговечности двигателя и других технических средств предлагается использовать технологию финишного плазменного упрочнения (ФПУ) с нанесением на радиальную поверхность поршневых колец алмазоподобного керамического покрытия DLSPateks (a-C:H-SiOCN), а на торцовые поверхности и поверхности канавок в поршне покрытия SuperPateks (B-SiOCN) [14-18]. Данные покрытия являются мультислойными с толщиной монослоев 5-50 нм. Для нанесения, например, антифрикционных покрытий с низким коэффициентом трения используется до 250 монослоев, которые могут иметь как одинаковый, так и разный элементный состав.

Технологический процесс ФПУ обладает особенностями, связанными с созданием на рабочих поверхностях поршневых колец и канавок под них покрытия с минимальным коэффициентом трения, повышенной микротвердостью, химической инертностью, высокой жаростойкостью, диэлектрическими характеристиками. Процесс ФПУ основан на разложении паро́в жидких химических соединений, вводимых в плазму дугового разряда, и образовании атомарного и молекулярного потока частиц в плазмоструйном реакторе. После ФПУ параметры шероховатости не изменяются. Нагрев изделий не превышает 150°C.

Сравнительные характеристики поверхностей после ФПУ с нанесением износостойкого покрытия и электрохимического хромирования приведены в таблице.

Следует отметить, что формирование пористого хрома (в отличие от твердого хрома) сопровождается еще большим насыщением поверхности водородом, способствующим водородному износу и снижению усталостной прочности поршневых колец.