Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния юбки поршня двигателя внутреннего сгорания на безмоторном стенде
- Авторы: Смирнов С.В.1, Копылов В.В.1, Макаров А.Р.1, Воробьев А.А.1, Шкарин К.В.1
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 20, № 4 (2019)
- Страницы: 285-292
- Раздел: Машиностроение и машиноведение
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/335224
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2019-20-4-285-292
- ID: 335224
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье представлены особенности разработанной авторами методики профилирования юбки поршня, приведены основные параметры, влияющие на условия смазывания юбки поршня и величину механических потерь. В расчетных исследованиях даны основные формулы для определения толщины масляного слоя в сопряжении «юбка поршня - цилиндр» для оценки характера трения. Для определения деформаций используется метод конечных элементов на пространственной модели поршня. Для верификации конечно-элементной модели был разработан стенд для экспериментальных исследований. В статье описаны разработанный стенд, методика проведения и результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния юбки составного поршня, полученные на данном стенде, выполнен сравнительный анализ результатов расчетных и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния юбки составного поршня дизеля. Исследование показало, что разработанный стенд может применяться для верификации математических моделей расчета напряженно-деформированного состояния юбки поршня в опытном производстве поршней двигателя внутреннего сгорания для ускорения и удешевления процесса разработки их конструкции. Результаты экспериментальных исследований, полученные на стенде, также могут быть использованы в качестве исходных данных для разработанной математической модели динамики движения поршня и профилирования юбки поршня.
Об авторах
Сергей Владимирович Смирнов
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: smirnov-sv@rudn.ru
доцент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, кандидат технических наук
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Владимир Викторович Копылов
Российский университет дружбы народов
Email: smirnov-sv@rudn.ru
доцент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, кандидат технических наук
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Александр Романович Макаров
Российский университет дружбы народов
Email: smirnov-sv@rudn.ru
профессор департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, кандидат технических наук
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Александр Алексеевич Воробьев
Российский университет дружбы народов
Email: smirnov-sv@rudn.ru
аспирант департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Кирилл Владимирович Шкарин
Российский университет дружбы народов
Email: smirnov-sv@rudn.ru
ассистент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Список литературы
- Danilov IK, Popova IM, Moiseev UI. Analysis and validation of the dynamic method for diagnosing diesel engine connecting rod bearings. Transport Problems. 2018;13(1):123–133.
- Putintsev SV. Mekhanicheskie poteri v porshnevykh dvigatelyakh: spetsial'nye glavy konstruirovaniya, rascheta i ispytanii [Mechanical losses in piston engines: special chapters in the design, calculation and testing]. Moscow: MGTU imeni N.E. Baumana; 2011. (In Russ.)
- Putintsev SV, Ageev AG. Proverka effektivnosti primeneniya reber zhestkosti yubki porshnya malorazmernogo dizelya [Efficiency checking of use of stiffening ribs for piston skirt of a low-sized diesel engine]. Tractors and agricultural machinery. 2016;11:35–39. (In Russ.)
- Kim K. A Study of Friction and Lubrication Behavior for Gasoline Piston Skirt Profile Concepts. Part 3. SAE Technical Paper. 2009;(01-0193):1–5.
- Doikin AA. Raschetno-eksperimental'nyi metod profilirovaniya obrazuyushchei porshnya dlya povysheniya resursa tribosopryazheniya “porshen' – tsilindr” DVS [Calculation and experimental method for profiling a piston generatrix to increase the piston-cylinder tribo-conjugation resource] (PhD dissertation). Chelyabinsk; 2013. (In Russ.)
- Abbes MT, Maspeyrot P, Dekkiche A, Benbrik M, Hacene FB. Elastohydrodynamic Piston Skirt Lubrication: Effect on Tribological Performances. ASME/STLE International Joint Tribology Conference. 2012. p. 237–242. doi: 10.1115/IJTC2012-61129.
- Zhenpeng H. Piston skirt friction loss and dynamic analyses based on FEM method. Industrial Lubrication and Tribology. 2018;70(4):656–672.
- Ageev AG. Zavisimost' dliny yubki porshnya ot skorostnogo rezhima raboty dvigatelya [The dependence of the piston skirt length on the high-speed engine]. Molodezhnyi nauchno-tekhnicheskii vestnik MGTU imeni N.E. Baumana [Politechnical student journal of BMSTU]. 2013;(2):6–10. (In Russ.)
- Allmaier H, Sander DE, Reich FM. Measuring friction in automotive engines & determining the contributions of the individual subsystems. World Tribology Congress. Torino; 2013. p. 117.
- Rahnejat H. Tribology and dynamics of engine and powertrain: fundamentals, applications and future trends. Elsevier; 2010.
- Makarov AR, Smirnov SV, Osokin SV. Matematicheskoe modelirovanie dvizheniya porshnya v tsilindre [Mathematical modeling of piston movement in a cylinder]. Izvestiya MGTU “MAMI”. 2014.;2(20):24–30. (In Russ.)
- Kostrov AV, Smirnov SV, Makarov AR. Matematicheskoe modelirovanie dvizheniya porshnya v tsilindre v sloe smazochnogo materiala s uchetom deformatsii yubki [Mathematical modeling of dynamics movement of a piston skirt in the cylinder of the internal combustion engine]. Dvigatelestroenie. 1990;(1):7–9 (In Russ.)
- Smirnov SV, Makarov AR, Vorobyev AA. Matematicheskoe modelirovanie dinamiki dvizheniya yubki porshnya v tsilindre dvigatelya vnutrennego sgoraniya [Mathematical modeling of dynamics movement of a piston skirt in the cylinder of the internal combustion engine]. RUDN Journal of Engineering Researches. 2017;18(3): 338–344. doi: 10.22363/2312-8143-2017-18-3-338-344. (In Russ.)
- Mekheda VA. Tenzometricheskii metod izmereniya deformatsii [Strain-gauge method deformation measurement]: textbook. Samara: Samara State Aerospace University; 2011. (In Russ.)
Дополнительные файлы
