Зеркала цилиндров в двигателях внутреннего сгорания должны иметь практически равномерный и относительно небольшой зазор между своей внутренней окружностью и движущимися возвратно-поступательно внутри них поршнями и/или поршневыми кольцами, чтобы в оптимальном случае обеспечивать идеальные трибологические условия.
Поиском оптимального соотношения износостойкости и низкого коэффициента трения в паре «зеркало цилиндра — поршневое кольцо» ученые всего мира занимаются постоянно. Это связано как с изменением материала гильзы, так и с изменением материала колец. Для гильз из чугуна часто используют хромирование или никелевое гальваническое покрытие. Для алюминиевых — никелирование (никосил) или кремниевое покрытие (алюсил). Все перечисленные виды обработки поверхности зеркала гильзы не являются доступными в ремонтном производстве.
Триботехнические характеристики поверхностей трения (износостойкость и коэффициент трения) являются производными обобщенными характеристиками удельных величин износа и сил трения, действующих на фактических пятнах контакта. Направленно изменять напряженно-деформированное состояние в приповерхностном слое наиболее рационально путем нанесения покрытий и модифицирования слоя поверхности трения.
Работа элементов цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является предметом исследований ученых во всем мире. Ежегодно публикуются десятки патентов по технологии изготовления блоков цилиндров, новых конструкторских решений по конфигурации поршней и поршневых колец.
Все эти исследования преследуют одну главную цель — снижение веса двигателя и сокращение потерь от износа подвижных частей.
Представленная ниже работа является также вкладом в эту общую цель.
Цель исследования — оценка возможности использования технологии МДО применительно к элементам двигателя внутреннего сгорания.
Использование технологии микродугового оксидирования для создания износостойкого с низким коэффициентом трения покрытия на стенке цилиндра двигателя внутреннего сгорания (ДВС) описано в нескольких работах Тольяттинского государственного университета. В частности, в работе [1] приведены сведения о формировании МДО-покрытий на сплавах типа «силумин» и представлена оснастка для проточного процесса МДО (рис. 1).