Этап 1

 

Резюме проекта (ПНИР), выполняемого в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»

 

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: №   14.574.21.0161

Тема: Исследование теплофизических свойств наноструктурных композиционных покрытий и разработка технологии и образцов оборудования для создания теплостойких поршней двигателей транспортных средств.

Основное приоритетное направление: Индустрия наносистем

 

Период выполнения: 26.09.2017 - 30.06.2020

 

Плановое финансирование проекта:

  • Бюджетные средства        30 млн. руб.,
  • Внебюджетные средства   30  млн. руб.

 

Организация Головной исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"

Индустриальный партнер: АО «Русская механика»

 

Цели проекта:

  1. Разработка и вывод на рынок технологии мирового уровня, предназначенной для получения теплозащитных покрытий на поршнях двигателей внутреннего сгорания. Покрытия должны обладать более высокими, по сравнению с известными мировыми аналогами, показателями адгезионной прочности, коррозионной стойкости и применимы для широкого спектра алюминиевых сплавов, применяемых при производстве поршней.
  2. Получение значимых научных результатов, позволяющих в дальнейшем распространить разработанные решения на другие детали и изделия из алюминиевых сплавов, требующие защиты от воздействия высоких температур, и тем самым переходить к созданию новых видов научно-технической продукции.

 

Задачи, решаемые в ходе реализации проекта:

  1. Определить закономерности изменения свойств МДО-покрытия, важных с точки зрения целей ПНИ, в зависимости от технологических режимов для трех видов сплавов алюминия — доэвтектических, эвтектических и заэвтектических силуминов. Для этого необходимо провести комплекс многофакторных исследований на лабораторных образцах по определению влияния технологических режимов процесса МДО на теплофизические свойства покрытия (коэффициент теплопроводности и теплоемкость), эксплуатационные свойства (адгезионную прочность и коррозионную стойкость) и структуру покрытия (толщину, микротвердость, микроструктуру, пористость).
  2. Определить влияние теплозащитного покрытия поршня, получаемого в процессе МДО, на тепловое состояние деталей двигателя. С одной стороны, теплозащита поршня должна улучшаться с увеличением толщины и снижением коэффициента теплопроводности покрытия. С другой стороны, это должно привести к перераспределению тепловых потоков и увеличению тепловой нагрузки на другие детали двигателя. В связи с этим необходимо определить оптимальные параметры покрытия, позволяющие обеспечить теплозащиту поршня без снижения надёжности других деталей двигателя.
  3. Разработать технологические основы нанесения теплозащитных покрытий с требуемыми свойствами методом МДО на днище поршня. Исходя из того, что поршень имеет сложную геометрическую форму, а обработке должно подвергаться только днище, наряду с поиском и оптимизацией электрических параметров МДО и состава электролита, важно решить вопросы, связанные с защитой необрабатываемых поверхностей, организацией подвода электролита и отвода пузырьков газа от обрабатываемой поверхности.
  4. Разработать технологию, а также прототипы оборудования и оснастки, для серийного производства поршней с теплозащитным МДО-покрытием.
  5. Оценить результативность работ и эффективность полученных результатов на основе лабораторно-стендовых испытаний поршней в составе транспортных средств.
  6. Провести патентные исследования и другие работы для обеспечения правовой защиты полученных в рамках проекта результатов и недопущения нарушения прав третьих лиц.

 

2. Основные результаты проекта

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 26.09.2017 № 14.574.21.0161 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 26.09.2017 по 29.12.2017 выполнялись следующие работы:

 

  1. результаты работ, выполненных (выполняемых) за счет средств субсидии: проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему тепловой защиты поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС), патентные исследования. Выполнен анализ эффективности возможных направлений исследований, а именно способов тепловой защиты поршней с обоснованием и выбором наиболее оптимальных вариантов. Проведено обоснование и выбор направления исследований, обоснование и выбор перечня материалов (алюминиевых сплавов) для проведения исследований. Согласованы требования, предъявляемые к поршню с теплозащитным покрытием, а также к разрабатываемой технологии и оборудования, с организацией – Индустриальным партнером. Проведены мероприятия по демонстрации и популяризации результатов прикладных научных исследований (ПНИ).
  2. результаты работ, выполненных (выполняемых) за счет внебюджетных средств: Индустриальным партнером разработано Техническое задание на проведение опытно-технологических работ для разработки технологии по созданию теплозащитных покрытий методом МДО-слоя на поршнях. Произведена закупка необходимого оборудования, материалов и комплектующих.