Mechanizm zużywania modelowego skojarzenia pierścień tłokowy-tuleja cylindrowa wykonanego z żeliwa i kompozytu zbrojonego włóknami Al2O3 ułożonymi stycznie do powierzchni tarcia

W pracy przedstawiono mechanizm zużywania skojarzenia pierścień tłokowy–tuleja cylindrowa wykonanego z żeliwa i siluminu okołoeutektycznego zbrojonego włóknami z tlenku glinu. Żeliwo szare lub sferoidalne jest stosowane na pierścienie tłokowe silników spalinowych, a kompozyt na osnowie siluminu na tuleje cylindrowe silników spalinowych. Osnową kompozytu jest stop EN-AC-4700, a fazą zbrojącą są włókna tlenku glinu. Zadaniem fazy zbrojącej jest zmniejszenie skłonności do sczepiana adhezyjnego żeliwa z aluminium w osnowie. Podczas współpracy ślizgowej ma miejsce styk powierzchni żeliwa z wystającymi ponad powierzchnię włóknami tlenku glinu. Zawartość tych włókien i ich ułożenie w stosunku do powierzchni tarcia decydują o wartości lokalnych naprężeń i odkształceń, które wywierają istotny wpływ na opory tarcia i mechanizm zużywania skojarzenia. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń lokalnych naprężeń i odkształceń wykonanych MES na modelu, w którym włókna są ułożone stycznie do powierzchni tarcia i prostopadle do kierunku ruchu pierścienia.

The wear mechanism of piston ring-cylinder liner pairing produced from cast iron and eutectic silumine reinforced with alumina fibers has been presented in this paper. Grey or spheroid cast iron is used for the production of piston rings and composite material is used for cylinder liners of combustion engines. EN-AC-4700 –alloy is the matrix of composite and alumina fibers are the reinforcing phase. The function of the reinforcing phase is the decrease of the tendency to adhesion tacking between cast iron and the aluminium matrix. During sliding, the contact exists between cast iron and alumina fibers protruding over the matrix surface. The content of fibers and their orientation to the friction surface determine the level of local stresses and stains, which exercise a significant influence on friction forces and the wear of pairing. The calculated results of local stresses and strains made by MES on the model are presented. The fibers in this model are oriented tangentially to the friction surface and perpendicularly to the direction of movement.