Research on the impact of various coating types on parts wear of certain injection pump elements

ABSTRACT: The geometric structure of mating surfaces has a crucial influence on the friction and resulting wear processes. This is particularly important in the case of injection pumps, where ensuring appropriate surface quality and tightness in a long-term operation process is extremely important in order to maintain nominal operating parameters. It is extremely important during variable pump operation conditions, start-up and shutdown, when there is a significant deterioration of cooperative conditions resulting from insufficient lubrication of the mating surfaces. The contact pressures on the mating surfaces are increasing and they are in contact with each, causing significant wear and high movement resistance. The technology of the application of special coatings is used in industrial scenarios for the deposition of thin layers to modify the surface layer in order to improve tribological properties, increase abrasive wear resistance, and improve the visual quality of the surface. The authors compared the current possibilities of the technique (ceramic coatings) with the commonly known methods for strengthening the cooperative surface (phosphating). As part of the work, several potentially applicable types of protective coatings were tested.

KEYWORDS: pump shaft, diesel engine, analysis, pump drive shaft, experimental verification, covering

STRESZCZENIE: Struktura geometryczna powierzchni współpracujących wywiera kluczowy wpływ na procesy tarcia i zużycia. Jest to istotne w przypadku pomp wtryskowych, w których zapewnienie odpowiedniej jakości powierzchni oraz szczelności w długotrwałym procesie eksploatacji jest niezwykle ważne dla utrzymania nominalnych parametrów pracy. Ma to ogromne znaczenie podczas zmiennych warunków pracy pompy, rozruchu i zatrzymania, gdy występuje znaczne pogorszenie warunków współpracy wynikające z niedostatecznego smarowania powierzchni współpracujących. Zwiększają się naciski kontaktowe na powierzchnie współpracujące, które stykają się ze sobą, powodując znaczne zużycie i duże opory ruchu. Jednym ze sposobów zmniejszenia zużycia współpracujących elementów jest nałożenie powłok. Technologia nakładania specjalnych powłok jest stosowana w warunkach przemysłowych do osadzania cienkich warstw w celu modyfikacji warstwy wierzchniej, aby poprawić właściwości tribologiczne, zwiększyć odporność na zużycie cierne i polepszyć wizualnie jakość powierzchni. Autorzy porównali obecne możliwości techniki (powłoki ceramiczne) z powszechnie stosowanymi metodami wzmacniania powierzchni współpracy (fosforanowanie). Przetestowano kilka możliwych do aplikacji rodzajów powłok ochronnych.

SŁOWA KLUCZOWE: pompa wtryskowa, silnik diesla, analiza, pompa łopatkowa, eksperymentalna weryfikacja, pokrycie

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Gierzyńska M. „Tarcie, zużycie i smarowanie w obróbce plastycznej metali”. Warszawa: WNT (1983).

[2] Dobrzański L., Dobrzańska-Danikiewicz A. „Obróbka powierzchni materiałów inżynierskich”. Gliwice: International OCSCO World Press (2011).

[3] Bałon P., Świątoniowski A., Rejman E., Kiełbasa B., Smusz R., Szostak J., Kowalski Ł. “Stress concentration analysis of the injection pump shaft”. Advances in Science and Technology Research Journal. 14, 2 (2020): 156–162, https://doi.org/10.12913/22998624/xxxxx.

[4] Adamus J. „Zastosowanie powłok przeciw adhezyjnych w narzędziach do tłoczenia”. Tribologia. 4 (2003), SIMP, bwmeta1.element.baztech-article-BPS1-0012-0038.

[5] Adamus J., Dyja K., Więckowski W. „Wpływ warunków tarcia na rozkład odkształceń podczas tłoczenia wybranych elementów”. Częstochowa: Politechnika Częstochowska (2014).

[6] Richert W.M., Zawadzka P. „Powłoki użytkowe na narzędziach i częściach maszyn dla przemysłu metali nieżelaznych”. Obróbka Plastyczna Metali. 15, 1 (2014): 5–26.

[7] Bałon P., Kochman A., Rejman E., Kiełbasa B., Smusz R., Burek A., Szostak J., Kowalski Ł., Świątoniowski J. „Research and FEM analysis of the injection pump shaft for diesel engines”. Mechanik. 92, 11 (2019): 714–716, https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.11.94.

[8] Blicharski M. „Inżynieria powierzchni”. Warszawa: Wydawnictwo WNT (2021).

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2023.1.3

 

* Artykuł recenzowany