Автомобильные двигатели – это сложные системы, которые основаны на различных компонентах, работающих гармонично для обеспечения оптимальной производительности и долговечности. Одним из важнейших компонентов, подверженных износу, является поршневой палец. Он играет жизненно важную роль в соединении поршня с шатуном, обеспечивая плавное возвратно-поступательное движение и передачу мощности внутри двигателя.
Со временем из-за таких факторов, как высокие температуры, трение и недостаточная смазка, поршневые пальцы могут разрушаться, что приводит к увеличению люфта, износу и снижению КПД двигателя. Чтобы решить эти проблемы и избежать дорогостоящих замен, широкое распространение получили такие методы ремонта, как железнение.
Железнение, метод, используемый при ремонте двигателей автомобилей, включает в себя восстановление поршневых пальцев с использованием гальванического осаждения покрытий. Этот метод предлагает жизнеспособное и эффективное решение для восстановления функциональной целостности поршневых пальцев без необходимости полной замены, сводя к минимуму время простоя и затраты.
Рассмотрим процесс железнения в качестве восстановления поршневых пальцев у двигателей внутреннего сгорания (см. рисунок). После выполнения мойки и очистки поверхности детали автомобиля, предназначенной для нанесения покрытия, деталь нужно подвесить на катод, при этом необходимо обеспечить надежный контакт, например, используя цанговое зажимное приспособление. Во время железнения поршневых пальцев двигателя автомобиля при пропускании электрического тока через электролит, происходит распад молекул солей в воде на положительно заряженные катионы, которые движутся к детали автомобиля (к катоду), и на заряженные отрицательно анионы, перемещающиеся к аноду.
Восстановление гальваническим осаждением покрытий поршневых пальцев двигателя автомобиля (метод железнения): 1 – неметаллическая ванна, 2 – свинцовый электрод; 3 – деталь; 4 – катион; 5 – анион; 6 – неметаллическая сетка.
При процессе железнения поршневых пальцев в результате прохождения электрического тока по электролиту, катионы приобретают недостающие электроны, после чего они становятся нейтральными атомами, происходит их осаждение на поверхности детали автомобиля. При этом происходит выделение водорода (H2). Отрицательно заряженные анионы теряют свой заряд, превращаясь в нейтральные атомы, выделяя кислотный остаток и кислород (O2).
Электролит, используемый для восстановления поршневых пальцев двигателя внутреннего сгорания методом железнения, обладает следующим химическим составом, г/л:
Водный раствор хлорида железа FeCl2∙4H2O: 400 ± 20;
Кислота соляная HCl: 2 ± 0,2;
Марганца хлорид MnCl2∙4H2O: 10 ± 2.
Эффективность выполняемого процесса осаждения методом железнения характеризуется при помощи коэффициента выхода металла по току, обозначаемому α. Он показывает, какой процент тока вызывает на катоде отложение металла (см. таблицу).
| Параметр | Fe | Cr | Ni | Cu (из электролита) | Zn |
|---|---|---|---|---|---|
| α | 85-95 % | 13-18 % | 90 % | 98 % | 92 % |
| c | 1,042 г/(А∙ч) | 0,342 г/(А∙ч) | 1,095 г/(А∙ч) | 1,186 г/(А∙ч) (кислого) 2,372 г/(А∙ч) (цианистого) | 1,220 г/(А∙ч) |
Выделяющаяся на катоде при электролизе масса вещества по закону Фарадея вычисляется так:
m = cIt
где c – электрохимический эквивалент металла, г/(А·ч);
t – длительность электролиза в часах.
I – сила тока в амперах;
В случае равномерного осаждения на необходимом участке поверхности поршневого пальца толщина осажденного слоя h, мм, определяется соотношением:
h = 0,001αcDкt / ρ
где Dк = I/F – плотность тока катодная в А/дм2;
F – площадь поверхности детали в дм2.
ρ – осаждаемого металла плотность в г/см3;
Равномерность толщины восстановленного покрытия поршневых пальцев двигателя внутреннего сгорания, выполненного методом железнения, зависит напрямую от рассеивающей способности электролита, которая в том числе связана с однородностью электрического поля внутри нее.
Качество покрытия поршневых пальцев двигателя автомобиля при их восстановлении и твёрдость этого покрытия напрямую зависят от плотности протекаемого тока и температуры электролита. Чтобы улучшить качество покрытия и ускорить процесс железнения поршневых пальцев рекомендуется использовать нестационарные режимы с переменным током. Применение проточного электролита уменьшает поляризацию электродов и обеспечивает их очистку, что приводит к повышению производительности в 10-15 раз.
Холодильные кондитерские витрины в столовой оборудованиестоловых.рф.
