Влияние теплозащитных покрытий на температурное состояние поршней тракторного дизеля

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

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