ПРОФІЛЮВАННЯ ЗОВНІШНЬОЇ ПОВЕРХНІ ПОРШНЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2023.2.03Ключові слова:
поршень, профіль поверхні поршня, міцність поршняАнотація
Поршень є однією з головних ресурсоємних і наукомістких частин двигуна внутрішнього згоряння. Його конструкція суттєво впливає практично на всі показники досконалості енергетичної установки з ДВЗ в цілому. Профіль, що правильно спроектовано – є основним параметром, що дозволяє двигуну дути безпечним при перших запусках. Розробка, виробництво та використання поршнів на первинному та вторинному ринках збуту неможливі без проведення відповідних наукових досліджень, які дозволять підвищити конструкторські та технологічні можливості для усіх зацікавлених осіб. Поршні для бензинових ДВЗ легкових автомобілів і надалі домінуватимуть на ринках, що пов’язане з екологізацією транспорту в цілому. Це підкреслює важливість досліджень щодо вдосконалення поршнів ДВЗ з примусовим запалюванням. Раціональне профілювання зовнішньої поверхні є важливою задачею вдосконалення конструкції поршня. Наведено схему технології створення конструкції, що була прийнята в АТ «АВТРАМАТ» (Харківський завод «Поршень») як стандарт підприємства по якому і створювалися поршні, що потім поставлялися на заводи двигунобудівної галузі і в запчастини. Проаналізовано профілі бічних поверхонь поршнів автомобільних ДВЗ, що спроектовані і втілені у виробництво. Аналіз проведено для поршнів діаметром від 72 до 100 мм і висотою від 45 до 73 мм. Показано, що наведені профілі бічних поверхонь в цих поршнях геометрично подібні як вздовж так і перпендикулярно його осі. Показано, що геометрична форма профілю може бути описана поліномами 3-го і 4-го ступеню, що дає можливість простого подальшого використання. При проектуванні профілів майбутніх конструкцій це може бути використано. Наведено формули і алгоритм, за яким можливо розрахувати зовнішній профіль поршнів автомобільних поршневих ДВЗ за 2-ма параметрами – діаметром і висотою.
Посилання
Robust Piston Design and Optimization for Assisted Analysis of Secondary Piston Motion / R. Hoffman, A. Sudjianto,
X. Du, J. Stout // SAE Technical Paper 2003-01-0148. – 2003. – 12p, doi : 10.4271/2003-01-0148.
Meng, X. A new numerical analysis for piston skirt–liner system lubrication considering the effects of connecting rod inertia / X. Meng, Y. Xie // Tribol. Int. – 2012. – Vol. 47. – P. 235–243.
Meng, X. Transient tribodynamic model of piston skirt-liner systems with variable speed effects / X. Meng, C. Fang, Y. Xie // Tribol. Int. – 2016. – Vol. 94. – P. 640–651.
Influence of pin assembly on the wear behavior of piston skirt / J. Zhang, Z. Piao, L. Δeng [et al.] // Eng. Fail. Anal. – 2018. – Vol. 89. – P. 28–36.
Krzyzak, Z. “Zero-wear” of piston skirt surface topography / Z. Krzyzak, P. Pawlus // Wear. – 2006. – Vol. 260. – P. 554–561.
Bai, D. Modeling Piston Skirt Lubrication in Internal Combustion Engines: PhD thesis / D. Bai. – Massachusetts Institute of Technology. – 2012. – P. 14
Totaro, P. Modeling piston secondary motion and skirt lubrication with applications: S.M. thesis / P. Totaro. – Massachusetts Institute of Technology. – 2014. – 100 p.
Zhang, J. Influence of skirt profile structure of gasoline engine piston on the friction and wear characteristics under standard conditions / J. Zhang, Z. Piao, S. Liu // Tribol. – 2018. – Vol. 140. – P. 021703.
Investigation of wear behavior of graphite coating on aluminum piston skirt of automobile engine / J. Zhang, Z. Piao, S. Liu [et al.] // Eng. Failure Anal. – 2019. – Vol. 97. – P. 408–415.
Жуков, В. А. Влияние износа деталей цилиндропоршневой группы дизеля на температурное состояние поршня / В. А. Жуков, О. И. Мельник, Л. В. Титов // Вестник ГУМРФ им. адмирала Макарова. – С. Пб. – 2018 – С. 18-24. doi : 10/21821/2309-2018-10-5-1040-1052.
Оптимизация профиля поршня / Ю. В. Рождественский, А. П. Маслов, В. В. Милицын, Г. И. Плешаков // Наука и технологии: Сб. тр. – М.: РАН. – 2002. – С. 146-151.
Рождественский, Ю. В. Радиальное профилирование направляющей части поршнядвигателя внутреннего сгорания / Ю. В. Рождественский, А. И. Гусев // Вестник ЮрГУ. – № 11 – 2006 – С. 73-78.
Totaro, P. Introducing a New Piston Skirt Profile to Reduce Engine Friction / P. Totaro, Z. Westerfield, T. Tian // SAE Technical Paper 2016-01-1046. – 2016. – 8 p. doi:10.4271/2016-01-1046.
Белогуб, А. В. Новые подходы к конструированию поршней / А. В. Белогуб // Авиационно-космическая техника и технология. – 2000. – Вып. 19. – С. 201–206.
Белогуб, А. В. Современные подходы к конструированию и производству тонкостенных поршней / А. В. Белогуб // Вестник двигателестроения. – 2003. – № 2. – С. 49–52.
Белогуб, А. В. Поддержка жизненного цикла тонкостенных поршней ДВС на основе технологии интегрированного проектирования и производства / А. В. Белогуб // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010. – № 3. – С. 27–40.
Nguyen Van Duong Thermal-Stress State of the Piston During Transient Diesel Operation, Synthesis of the Piston Profile / Nguyen Van Duong, O. Bilohub, Ye. Martseniuk // International Scientific and Technical Conference on Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering. ICTM’2019: proceedings, 28–30 Nov. 2019, Kharkiv. – Cham: Springer, 2020. – Р. 310–324. – (Advances in Intelligent Systems and Computing. AISC; Vol. 1113). – DOI 10.1007/978-3-030-37618-5_27.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
