Авиация и космонавтика 2005 10

е) 10-ти часовое повторное испытание 3-х вариантов поршневых газоуплотнительных колец с конусной образующей по трем вариантам технологии (5-й, 6-й и 8-й).

Результат испытаний удовлетворительный. Износы цилиндров не превышают 0,04*0,06 мм. Кольцо в хорошем состоянии. Из 3-х технологий лучшей оказалось технология № 5.

ж) Сдаточное испытание 18 моторов АШ-82ФН с постановкой но все поршни в первую конавку газоуплотнительных колец, хромированных по образующей по лучшему варианту технологии (№ 5).

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Результат испытания неудовлетворительный: по причине недостаточного скругления рабочих кромок после хромирования, а также и несовершенства технологии хромирования, обнаружена неравномерная приработка и скалывание хрома.

Продолжаются дальнейшие работы по усовершенствованию конструкции кольца и технологии хромирования.

з) 10-ти часовое испытание на одноцилиндровой установке хромированного газоуплотнительного кольцо с цилиндрической образующей. Хромирование производилось по варианту лучшей технологии.

Результаты испытания удовлетворительные. Состояние поршневых колец хорошее, а максимальный износ цилиндра не превышает 0,035 мм.

и) Сдаточное и контрольное испытание 11 моторов АШ-82ФН с постановкой в первую канавку поршней хромированных газоуплотнительных колец с цилиндрической образующей. После хромирования для удаления наплыва хромо с боковых горцев кольцо подвергались дополнительному лапингованию и скруглению рабочих кромок.

Результаты испытания: состояние колец и цилиндров после сдаточного испытания удовлетворительное.

Контрольное испытание все моторы прошли без дефектов поршневой группы.

к) Помимо вышеуказанных в этом параграфе робот, на одноцилиндровой установке в течение 10 часов были испытаны:

3 варианта освинцованных поршневых колец, графитированные кольца, кольцо с фаской но рабочей кромке (по типу завода № 29) и кольцо увеличенного сечения (на 0,6 по толщине и 0,7 по ширине).

Полученный во всех случаях результат неудовлетворительный: значительно повышается износ гильз и колец.

14. Вопрос создания профиля рабочей поверхности цилиндра, который в нагретом (рабочем) состоянии максимально соответствовал бы цилиндрическому, начал занимать внимание конструкторов нашего завода еще в 1939 году, но тогда все начатые в этом направлении роботы вследствие быстрой смены серийных объектов остались незаконченными. И только с начала 1943 года, после внедрение в серийное производство мощного мотора АШ-82ФН этот вопрос приобрел соответствующую остроту в связи с наблюдавшимися на этих моторах дефектами преждевременного износа и уступчатой выработки цилиндров.

С 1943 года после ряда проведенных кратковременных и длительных испытаний (в том числе 2-х испытаний по 150 часов) были отработаны для внедрения в серийное производство цилиндры с параболическим профилем рабочей поверхности в верхней части, обеспечивающим с расстояния 80-100 мм от верхнего торца гильзы плавное сужение верхнего отверстия гильзы на 0,15ё0,25 мм.

Такой профиль рабочей поверхности приблизительно на половину уменьшал тепловой раструб в верхней части цилиндра (см. фиг. 3) и, по мнению конструкторов, должен был значительно уменьшить возможность образования на рабочей поверхности цилиндров уступчатой выработки и удлинить срок службы цилиндров за счет увеличивающейся в этом случае нормы износа до прежнего ремонтного размера.

Внедрение в серийное производство цилиндров с параболическим профилем зеркала было начато в феврале месяце 1945 года сборкой и испытанием одного-двух моторов в сутки.

За этот период было собрано и испытано около 70 моторов, из которых по дымлению и уступчатой выработке цилиндров было снято только 6 моторов.

Полный переход на такие цилиндры был осуществлен в конце апреля 1945 года вследствие резкого возрастания, по причине указанных дефектов, съема с контрольного испытания моторов АШ-82ФН. Но этим поставленной цели достигнуть не удалось, так как дефект не только не снизился, о наоборот продолжал расти и в период половины моя достиг катастрофической величины, составившей 40% съема моторов от число поставленных на испытание.

В результате такого положения, сложившегося у некоторых ответственных работников завода убеждения, что основной причиной такого интенсивного развития дефекта являются вновь введенные цилиндры с параболическим профилем зеркала, последние с 15-го мая, по указанию директора завода, были с производства сняты и заменены цилиндрами прежней конструкции, т.е. с цилиндрическим профилем зеркала.

Несколько позднее, анализом статистических данных было установлено, что действительно, параболический профиль рабочей поверхности в верхней части цилиндра работу цилиндровой группы нисколько не улучшает, ибо съем моторов по дымлению и отбраковка цилиндров по уступчатой выработке для цилиндров с параболическим профилем зеркала и цилиндров с нормальным профилем зеркала составляет одну и ту же величину.

Рис.6

Но но этом работы с исследованием профиля рабочей поверхности не прекратились, а продолжали развиваться дальше в свете новой гипотезы о природе образования уступов, высказанной Главным Конструктором АД. Швецовым.

Сущность этой гипотезы заключается в предположении периодического отставания главным образом первого газоуплотнительного кольцо поршня от профиля зеркала цилиндра в начале раструба, образующегося в верхней части гильзы в результате ее тепловой деформации. Отрыв кольцо происходит под действием большой скорости движения, максимальные значения которой (17-20 мт/сек), кок подтвердили исследования профиля зеркала цилиндра в нагретом состоянии, совпадают с моментом прохождения кольцом кривизны, образующей раструб.

Периодически отрываясь от профиля рабочей поверхности, кольцо под действием силы упругости разжимается и с ударом вновь соприкасается с зеркалом, производя в месте удара уступчатую выработку.

Наиболее вероятным тактом рабочего процесса, в котором происходит отрыв кольца от зеркала цилиндра, следует предполагать такт выхлопа, так как в этом такте верхнее кольцо свободно от воздействия на него газовых усилий и в основном находится только под влиянием сил собственной упругости и силы инерции, развивающейся от давления. Естественно, что для исключения явления отставания кольцо от профиля рабочей поверхности этот профиль в нагретом состоянии должен максимально приближаться к цилиндрическому.

Рядом проведенных опытов удалось установить, что лучшим профилем рабочей поверхности цилиндра, который в нагретом состоянии максимально приближается к цилиндрическому, является профиль, соответствующий деформации верхнего конца окончательно обработанной по зеркалу гильзы после навертывания но нее головки.

В этом случае уменьшение диаметра верхнего отверстия гильзы обеспечивается по произвольной кривой на величину от 0,3 до 0,5 мм на длине 50-65 мм от верхнего торца (см. фиг. №№ 4 и 5).