ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ПОВЗУЧОСТІ ПОРШНЕВИХ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2021.2.06Ключові слова:
двигун внутрішнього згоряння, збільшення потужності, температурний стан, поршень, матеріал поршня, напруження, деформації, повзучість, моделюванняАнотація
В роботі розглянуто питання надійності роботи матеріалів поршнів при форсуванні двигунів. Саме збільшення літрової потужності двигунів, при забезпеченні сучасних екологічних та економічних вимог, є на сьогодні одним з основних напрямів роботи двигунобудування. Згідно з дослідженнями, повзучість матеріалу значною мірою впливає на надійність деталей двигунів внутрішнього згоряння. Найбільш термічно-навантаженим елементом двигуна слід відзначити поршень. Основними критичними зонами для нього можна виділити: кромку камери згоряння, зону поршневих кілець та юбку поршня. Поява задирів на юбці поршня інколи спостерігається навіть в процесі обкатки двигуна при його форсуванні. Таким чином можна говорити про актуальність проблеми виявлення причин досягнення критичного стану матеріалу поршня. На основі цих даних з’являється можливість розробки заходів для забезпечення надійної роботи конструкції поршня. Серед найбільш поширених матеріалів для виготовлення поршнів є сплави алюмінію АЛ25 і АК4. Хімічний склад цих сплавів значно різниться. У дослідженні отримано коефіцієнти для розрахунку швидкості повзучості, на перших двох стадіях, для цих матеріалів. Проведено ідентифікацію розрахунку деформації повзучості алюмінієвих сплавів при різних рівнях напруження, для різних температур. Визначено верхню межу області адекватності моделі за температурами та напруженнями. Проаналізовано швидкість повзучості алюмінієвих сплавів при різних температурах та навантаженнях. У висновках зроблено порівняння матеріалів поршнів та вказано переваги сплаву АК4 у порівнянні зі сплавом АЛ25, що проявляються при форсуванні двигуна. Також вказано напрям подальших досліджень пов'язаний з аналізом деформації розглянутих матеріалів на першій стадії повзучості.
Посилання
Damage analysis of details of ICE, DFCDIESEL available at. [Електронний ресурс]. – Режим доступу http://www.dfcdiesel.com/warranty-info/failure-analysis
Piston damage –recognizing and rectifying. MS Motorservice International GmbH –50 003 973-02 –EN –07/15 (012020), 92p.
Влияние химической неоднородности отливки поршня из сплава АК12М2МГН (АЛ25) на задирообразование в цилиндропоршневой группе / Булгаков В. П., Чеботарев Ю. В., Рубан И. Н. // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. – 2016. – Вып. 5 (39). – с. 151-158 DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-5-151-158
Pylyov V. O. The Influence of Load Modes on the Resource Reliability of Engine Parts of Agricultural Machinery / V. O. Pylyov, O. Linkov, D. Samoilenko, S. O. Kravchenko, V. V. Pylyov, I. Mordivintseva, S. Lykov / Proceedings of 24th International Scientific Conference Transport Means. September 30 – October 02, 2020 Online Conference. – Kaunas, Lithuania. Part 1. Рp. 107–113.
Дослідження експлуатаційної надійності тракторів JOHN DEERE серії 8320R в умовах України / В.І. Дирда, О.А.Черній, О.А. Жидик // Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. – вип. 30. –2017. – с. 3-9.
Пильов В.О. Автоматизоване проектування поршнів швидкохідних дизелів із заданим рівнем тривалості міцності: монографія / В.О.Пильов. –Харків: Видавничий центр НТУ «ХПІ». –2001. –332 с.
Лебедев С.В. Формирование мощностных диапазонов применения конструктивного ряда поршней на дизелях ЧН15/15 / С.В. Лебедев, Д.Д. Матиевский, Г.В. Лебедева // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». – 2004. – №2. – с.121-127.
Жуков В.А. Влияние износа деталей цилиндропоршневой группы дизеля на температурное состояние поршня / В.А. Жуков, О.В. Мельник, Л.В. Тузов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О.Макарова. – 2016. – Вып. 5 (39). – с. 1040-1052.
Казанцев И.А. Влияние теплофизических свойств поршней на эксплуатационные характеристики двигателей внутреннего сгорания / И.А. Казанцев, В.И. Бычков, А.И. Казанцев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. Машиностроение и машиноведение. №2 (46). – 2018. – с. 107-118.
Маркович С.І. Аналіз стану та перспективи розвитку технологічних методів зміцнення головок поршнів автотракторних двигунів / С.І. Маркович, С.С. Михайлюта // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація, – 2017. – вип. 30. – 2017. – с. 96-102.
Упрочнение верхних поршневых канавок двигателей внутреннего сгорания методом искрового упрочнения / Н.Ю. Дударева // Вестник УГАТУ Т.14, – №3(38). – 2010. – с.111-115.
Estimation of Strength of the Combustion Chamber of the ICE Piston with a TBC Layer / Andriy Marchenko, Vyacheslav Pylyov, Oleh Linkov // Conference on Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering – Synergetic Engineering ICTM 2020: Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering – 2020. – pp. 415-426.
Пылев В. А. Повышение надежности поршня форсированного быстроходного дизеля / В .А. Пылев, А. В. Белогуб, О. Ю. Линьков, В. В. Пылев, С. В. Лыков, П. С. Баглай, А. А. Терно // Двигатели внутреннего сгорания. –2016. – №2. – с. 55–58.
Особенности термомеханического нагружения и учета ресурсной прочности тонкостенного поршня бензинового ДВС / В.А. Пылев, А.В. Белогуб // Двигатели внутреннего сгорания // Научно-технический журнал. – 2010. – №2. – с.74-81.
Современные дизели: повышение топливной экономичности и длительной прочности. Под ред. А. Ф. Шеховцова / Ф. И. Абрамчук, А. П. Марченко, Н. Ф. Разлейцев, Е. И. Третьяк, А. Ф. Шеховцов, Н. К. Шокотов. – Київ: Техніка, – 1992. – 272 с.
Чайнов Н.Д. Особенности нагружения и ползучесть материалов, образующих камеры сгорания форсированных тракторных дизелей / Н.Д. Чайнов, А.Ф. Шеховцов, А.Ф. Абрамчук, В.А. Пылев // Двигатели внутреннего сгорания. – 1987. – Вып. 46, – с. 19-25.
Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций // Москва: Наука, – 1966. – 752 с.
Булыгин И.П. Атлас диаграмм растяжения при высоких температурах, кривых ползучести и длительной прочности сталей и сплавов для двигателей // Москва: Оборонгиз. – 1957. – 174 с.
Закономерности ползучести и длительной прочности: Справочник / Под ред. Шестерикова. – Москва: Машиностроение. – 1983. – 101 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
