Thermal profiling of crankshaft torsional vibration damper for eight-cylinder automotive diesel engine

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: High torsional vibrations can lead to crankshaft failure. To reduce them, a damper is installed on the front crankshaft flange of high-powered inline diesel engines. The performance of torsional vibration dampers depends both on the damper design and the engine operating conditions. For a comprehensive assessment of damping performance, vibration amplitude of the crankshaft front flange is monitored. Thermal profiling of liquid dampers allows to determine their performance and characterize the changes in their thermal state based on temperature changes of the engine’s working fluid.

AIM: To study the damper thermal state and its influence on the torsional vibration damping performance.

METHODS: This study used experimental methods, conducted on an eight-cylinder automobile diesel engine. The value of the crankshaft twist angle was determined during the operation of the diesel engine by the external speed characteristic by torsiography on a special test bench. The thermal condition of the dampers was assessed by thermometry using special thermocouples, the measurement was carried out at the rated operating mode of the engine.

RESULTS: Thermal profiling of torsional vibration dampers was conducted. The authors determined the relationship between the crankshaft torsion angle, oil and damper temperature, and the warm-up time at 2,400 rpm.

CONCLUSION: The damper thermal state depends on the oil temperature in the engine pan and does not depend on the location of the measuring points on the housing. There are minor changes of the crankshaft twist angle when operating for 1 hour at 2,400 rpm.

About the authors

Albina R. Kostina

Kazan Federal University

Author for correspondence.
Email: satullaevaar@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-0291-923X
SPIN-code: 2612-7997

Postgraduate of the Vehicles Department of the Naberezhnye Chelny Institute

Russian Federation, Kazan

Vyacheslav N. Nikishin

Kazan Federal University

Email: VNNikishin@kpfu.ru
ORCID iD: 0009-0004-3880-9419
SPIN-code: 6978-1196

Dr. Sci. (Engineering), professor, Professor of the Vehicles Department Department of the Naberezhnye Chelny Institute

Russian Federation, Kazan

References

  1. Nikishin VN. The applied theory of oscillations in automobile and engine construction. Naberezhnye Chelny: Kamskaya inzhenerno ekonomicheskaya academia; 2012. (In Russ.) EDN: WMPPEV
  2. Nikishin VN. Formation and quality assurance of automotive diesel. Naberezhnye Chelny: Kamskaya inzhenerno ekonomicheskaya academia; 2006. (In Russ.) EDN: QNTZGF
  3. Nikishin VN. Formation and quality assurance of automotive diesel. Naberezhnye Chelny: Kamskaya inzhenerno ekonomicheskaya academia; 2008. (In Russ.) EDN: QNTZFL
  4. Xiao C, Hu H, Ou-Yang Q, et al. Analysis of temperature field of multicomponent lubrication for torsional vibration damper. Frontiers in Materials. 2022(9):930825. doi: 10.3389/fmats.2022.930825. EDN: PHGDAQ
  5. Ibadullaev A. Development of diagnostics methodology and determination of residual resource for mechanical torsional vibration dampers of ship propulsion complexes. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Morskaya tekhnika i tekhnologiya. 2024(2):65-75. doi: 10.24143/2073-1574-2024-2-65-75 (In Russ.) EDN: PNEXBW Accessed May 15, 2025.
  6. Homik W, Mazurkow A, Woś P. Application of a Thermo-Hydrodynamic Model of a Viscous Torsional Vibration Damper to Determining Its Operating Temperature in a Steady State. Materials (Basel). 2021;(14):5234. doi: 10.3390/ma14185234
  7. Sibryaev K, Ibadullaev A, Gorbachev M, et al. System of working fluid supply in a model spring torsional vibration damper. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Morskaya tekhnika i tekhnologiya. 2024(4):46-53. doi: 10.24143/2073-1574-2024-4-46-53 (In Russ.) EDN: PSRYYT
  8. Nikishin VN. Formation and provision of quality indicators for automotive diesels at the stage of their design and refinement. [dissertation abstract] Moscow; 2007. (In Russ.) EDN: MAGDWS
  9. Popov KS, Nikishin VN. Methodology of the engine temperature mode studying. Mezhdunarodny zhurnal. 2016(5):60-63. doi: 10.18454/IRJ.2016.52.158 (In Russ.) EDN: XDNALT
  10. Nikishin VN, Svetlichnyi KN. Diagnostics of the silicone damper of torsional vibrations of the crankshaft according to vibration parameters. Lesa Rossii I hosyaistvo v nih. 2012(1-2):77-77. (In Russ.) EDN: PVJQGR
  11. Nikishin VN, Belokon KG, Sibiryakov SV. Impact processes in crankshaft sliding bearings from torsional vibrations. Lesa Rossii I hosyaistvo v nih. 2012(1-2):78–81. (In Russ.) EDN: PVJQHB

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Damping performance of the front main support coupling bolt of the 8CN 12/13 diesel engine: 1, w/o torsional vibration damper; 2, w/damper.

Download (158KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Equipment installation for crankshaft torsiography: 1, engine; 2, washer with sensors; 3, accelerometers; 4, collector; 5, bracket; 6, cables; 7, vibration meter; 8, computing device; 9, braking gear; 10, engine mounts.

Download (121KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Thermocouple layout on dampers: option 1, the groove on the supporting surface is located at the center (1, 2 are thermocouples); option 2, the groove is shifted to the edge (3, 4 are thermocouples).

Download (72KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Relationship between the crankshaft twist angle and its speed without a torsional vibration damper and with two damper options (8, 7 are engine harmonics).

Download (244KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Relationship between the crankshaft twist angle, oil temperature, and damper temperature (option 1) in points 2, 3, 4 and the warm-up time at 2,400 rpm.

Download (234KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Relationship between the crankshaft twist angle, oil temperature, and damper temperature (option 2) in points 2, 3, 4 and the warm-up time at 2,400 rpm.

Download (231KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».