Metoda azotowania ZeroFlow jako sposób redukcji zużycia pierścieni tłokowych

• Autorzy: Kowalska J , Wróblewski E.

Warianty tytułu

EN

Reducing wear of piston rings using ZeroFlow method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiona została nowoczesna metoda regulowanego azotowania gazowego, nazywana ZeroFlow, która wykorzystywana jest do azotowania części silników spalinowych. Wzrastająca wydajność silników spalinowych powoduje, że silniki te pracują w warunkach dużych obciążeń cieplnych i mechanicznych, co jest zdecydowanie niekorzystnym zjawiskiem – zwłaszcza dla elementów układu tłokowo-korbowego, takich jak wały korbowe czy pierścienie tłokowe. Wysokie temperatury i ciśnienia panujące w cylindrze podczas procesu spalania powodują, iż pierścienie pracują w warunkach obciążeń dopuszczalnych; dlatego też głównym założeniem w ich konstrukcji jest wysoka wytrzymałość oraz odporność na zużycie ścierne. Jedną z metod podwyższenia odporności na zużycie czy korozję oraz podniesienia wytrzymałości zmęczeniowej powierzchni pierścieni, cieszącą się rosnącym zainteresowaniem przemysłu motoryzacyjnego, jest azotowanie, a dokładniej – regulowane azotowanie gazowe. Azotowanie stali z wykorzystaniem metody ZeroFlow umożliwia precyzyjne kształtowanie warstw azotowanych o określonej budowie fazowej, wymaganych grubościach występujących w niej stref oraz wymaganych rozkładach twardości. Oznacza to, że warstwa taka spełnia wszystkie stawiane jej wymagania, dzięki czemu zwiększa trwałość azotowanych detali, a co za tym następuje – trwałość eksploatacyjną maszyn i pojazdów. W artykule przedstawiono nie tylko wymagania stawiane pierścieniom tłokowym, wynikające z ich warunków pracy, ale również zaprezentowano przykład azotowania pierścieni tłokowych przy użyciu metody ZeroFlow oraz omówiono wyniki badań metalograficznych.

EN

Paper presents new method of controlled gas nitriding called ZeroFlow, which is used for nitriding of internal combustion engine parts. Increasing efficiency of internal combustion engines means that engines are working under high thermal and mechanical loads, which is the unfavorable phenomenon – especially for elements of engine power train such as crankshaft or piston rings. On account of high temperatures and pressures in the cylinder during combustion, piston rings work under the conditions of limit load; therefore, the main assumption in their construction is to ensure high strength and abrasive wear resistance. Heat treatment is the most common way used for improving tribological properties of piston rings; one of the methods of heat treatment using in automotive industry which meets with growing interest is nitriding, or more precisely – controlled gas nitriding. Steel nitriding using the ZeroFlow method allows precise forming of nitrided layers with respect to the phase structure, zone thicknesses and hardness distribution, which means that nitrided layer obtained on piston rings fulfil the requirements imposed on them, and as a consequence – it allows to achieve the appropriate durability of each part. This article discuss not only the requirements connected with nitrided layer on piston rings, but also shows the industrial example of nitriding piston rings using ZeroFlow method and presents results of metallographic tests.

Słowa kluczowe

PL

metoda ZeroFlow; azotowanie; pierścienie tłokowe

EN

ZeroFlow method; nitrification; piston rings

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 12
• Strony: 1082--1087
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., rys., tab., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Kowalska J

• Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych

autor

Wróblewski E.

• Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Silników Spalinowych i Transportu

Bibliografia

• 1. Iskra A., Studium konstrukcji i funkcjonalności pierścieni w grupie tłokowo-cylindrowej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1995.
• 2. Kowalska J., Niskoemisyjne, ekologiczne azotowanie elementów pojazdów samochodowych przy wykorzystaniu metody ZeroFlow, Autobusy, Vol. 6, Instytut Naukowo-Wydawniczy Spatium, str. 236-241, Radom, 2016.
• 3. Małdziński L., Niskoemisyjne, ekonomiczne regulowane azotowanie gazowe ZeroFlow, Technologie Zero-Emisji, Wydawnictwo Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej, str. 189-229, Poznań, 2011.
• 4. Małdziński L., Bazel M., Korecki M., Miliszewski A., Przygoński T., Controlled nitriding using ZeroFlow method. Industrial experiences, Heat Treating Progress, Vol. 9/4, ASM International, str. 19-22, Ohio, 2009.
• 5. Małdziński L., Bazel M., Korecki M., Miliszewski A., Przygoński T., Przemysłowe zastosowania azotowania gazowego metodą ZeroFlow, Inżynieria Powierzchni, Vol. 15/3, Instytut Mechaniki Precyzyjnej, str. 48-53, Warszawa, 2010.
• 6. Małdziński L., Tacikowski J., Regulowane azotowanie gazowe z oszczędnym wykorzystaniem amoniaku, Inżynieria Powierzchni, Vol. 11/4, Instytut Mechaniki Precyzyjnej, str. 3-12, Warszawa, 2006.
• 7. Małdziński L., Tacikowski J., ZeroFlow gas nitriding of steels, Thermochemical Surface Engineering of Steels, Woodhead Publishing, str. 459-483, Cambridge/Waltham, 2015.
• 8. Niewczas A., Trwałość zespołu tłok – pierścienie tłokowe – cylinder silnika spalinowego, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998.
• 9. Wasilewski J., Krasowski E., Tłokowe silniki spalinowe, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego, Lublin, 2015.