Влияние теплозащитных покрытий на температурное состояние поршней тракторного дизеля

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование: В статье изложены результаты термометрирования поршней с камерой сгорания (КС) типа ЦНИДИ (Центрального научно-исследовательского Дизельного института) тракторных дизелей Д-240 и Д-245. Рассмотрены различные конструктивные и технологические мероприятия, направленные на повышение термостойкости поршней.

Цель: Оценить влияние теплозащитных покрытий на температурное состояние поршней с камерой сгорания типа ЦНИДИ.

Методы: Проведены моторные стендовые испытания дизелей Д-240 и Д-245, укомплектованных поршнями с теплозащитными покрытиями (ТЗП) на днище. В процессе исследований изучалось влияние ТЗП на тепловое состояние поршней, а также на мощностные и экономические показатели этих дизелей.

Результаты: Установлено, что твердое анодирование приводит к незначительному снижению температур и их перепадов в характерных точках поршня на стационарных и нестационарных режимах работы дизеля. Отмечено, что замедленный рост температуры на днище поршня вызван снижением величины подведенного к нему тепла вследствие низкого значения теплопроводности оксидного слоя. Показано, что газопламенное покрытие ПН85Ю15 приводит к существенному снижению температур и их перепадов по днищу поршня. Определено, что данное покрытие способствует снижению удельного эффективного расхода топлива дизеля вследствие сокращения периода задержки воспламенения в процессе сгорания. Отмечается, что более медленный темп роста температур и их перепадов, особенно в зоне кромки КС, должен снизить величину термических напряжений, а значит повысить термостойкость опытных поршней.

Заключение: Выявлено, что наиболее эффективным способом снижения теплонапряжённости поршня, является нанесение на его днище теплозащитных покрытий. Исследовано влияние вышеуказанных покрытий на характер распределения температур и их перепадов в головках поршней.

Об авторах

Вячеслав Петрович Белов

Московский политехнический университет

Email: belovmami@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2031-669X
SPIN-код: 9146-3300

к.т.н., профессор кафедры

Россия, Москва

Дмитрий Викторович Апелинский

Московский политехнический университет

Email: apelinskiy_mami@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2841-6895
SPIN-код: 2311-0480

доцент, к.т.н.

Россия, Москва

Вадим Николаевич Беженарь

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: amadei.96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3747-2530
SPIN-код: 1733-6826

заведующий лабораторией

Россия, Москва

Список литературы

  1. Белов В.П., Апелинский Д.В. Расчетно-экспериментальный метод оценки термоциклической стойкости поршней форсированного дизеля // Известия МГТУ МАМИ. 2020. Т. 11, № 1. С. 8–17. doi: 10.31992/2074-0530-2020-43-1-8-17
  2. Белов В.П., Апелинский Д.В., Беженарь В.Н. Экспериментальная оценка температурного состояния поршней тракторных дизелей // Тракторы и сельхозмашины. 2022. Т. 89, № 2. С. 68–76. doi: 10.17816/0321-4443-105717
  3. Белов В.П. Расчетно-экспериментальная оценка термостойкости поршней форсированных автомобильных и тракторных двигателей: дис. … канд. техн. наук. Москва, 1986.
  4. Глинкин С.А. Исследование и прогнозирование долговечности поршней двигателей внутреннего сгорания. дис. … канд. техн. наук. Владимир, 2010.
  5. Лазарев Е.А., Иващенко Н.А., Перлов М.Л. Особенности теплового и напряженно-деформированного состояния поршней тракторного дизеля // Двигателестроение. 1988. № 7. С. 3–5.
  6. Лизунов А.А. Термостойкость поршней автомобильных и тракторных дизелей при нестационарных режимах работы. дис. … канд. техн. наук. Москва, 1988.
  7. Чайнов Н.Д, Тимохин А.В., Иванченко А.Б. Оценка усталостной долговечности поршня тракторного дизеля при циклическом нагружении // Двигателестроение. 199О. № 11. C. 14–15.
  8. Авторское свидетельство СССР № 1012066 / 15.04.83 Бюл. № 14. Радзиван А.С., Белов В.Л., Репин В.П. и др. Стенд для исследования теплонапряженного состояния поршня двигателя внутреннего сгорания.
  9. Belov V.P., Apelinskiy D.V. Computational and experimental method for assessing the thermal strength of high-loaded diesel engines // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. Vol. 2096. P. 012204. doi: 10.1088/1742-6596/2096/1/012204

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сравнение поля температур в характерных точках поршней при работе дизеля Д-240 по нагрузочной характеристике (n=1600мин-1): – серийный, – с анодированным днищем.

Скачать (91KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение поля температур в характерных точках поршней при работе дизеля Д-240 по нагрузочной характеристике (n=2200мин-1): – серийный, – с анодированным днищем.

Скачать (88KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние анодирования на изменение температуры в характерных точках поршня при циклическом нагружении дизеля Д-240: – серийный, – с анодированным днищем.

Скачать (92KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние твердого анодирования на изменение радиального перепада температур по днищу поршня при циклическом изменении нагрузки дизеля Д-240 на моторном стенде: – серийный, – с анодированным днищем.

Скачать (60KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Влияние покрытия ПН85Ю15 на температуру в характерных точках поршня при работе дизеля Д-245 по нагрузочным характеристикам (n=2200мин-1): – серийный, – с покрытием.

Скачать (183KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сравнение нагрузочных характеристик дизеля Д-245 (n=2200 мин-1) с различными вариантами поршней: – серийный, – с покрытием ПН85Ю15.

Скачать (183KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Влияние покрытия ПН85Ю15 на изменение температуры в характерных точках поршня при циклическом нагружении дизеля Д-245: – базовый; ----- – с покрытием.

Скачать (101KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Влияние покрытия ПН85Ю15 на изменение радиального перепада температур по днищу поршня при циклическом изменении нагрузки дизеля Д-245 на моторном стенде: – базовый; ----- – с покрытием.

Скачать (63KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».