Modelowanie i symulacja numeryczna funkcjonowania pakietu pierścieni tłokowych dwusuwowego silnika okrętowego

• Autorzy: Wolff A.

Warianty tytułu

EN

Modelling and numerical simulation of piston ring pack operation of a two-stroke marine engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy model ruchu pakietu pierścieni tłokowych po filmie olejowym o grubości porównywalnej z sumaryczną chropowatością pierścieni i gładzi cylindrowej. Zaadaptowano model przepływu oleju w szczelinie o chropowatych ściankach Patira i Chenga [3,4] oraz model elastycznego kontaktu chropowatych powierzchni Greenwooda i Trippa [1]. Opracowano także model przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni, jak i model odkształceń kątowych pierścieni i ich pionowych przemieszczeń w rowkach tłoka. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora dotyczących silników samochodowych, przedstawiono wyniki obliczeń dotyczące dwusuwowego silnika okrętowego. Obejmują one podstawowe wielkości fizyczne związane z procesami przepływu gazu i oleju w układzie tłok-pierścienie-cylinder rozpatrywanego silnika.

EN

The paper presents a model of a ring pack motion on an oil film. The thickness of the oil film can be compared to the thickness of the combined surface of a cylinder liner and piston rings roughness. Equations which describe the complex lubrication problem are based on the empirical mathematical model formulated by Patir, Cheng [3,4] and Greenwood, Tripp [1] The models have been combined and used in this paper. A model of a gas flow through the labyrinth seal of piston rings has been developed. In addition the models of ring twist effects and axial ring motion in piston grooves have been elaborated. Unlike the previous author’s papers on automobile engines, some calculation results concerning a marine two-stroke engine are presented. These results include basic physical quantities associated with gas and oil flow processes in the system piston-ring-cylinder for the analyzed engine.

Słowa kluczowe

PL

pierścienie tłokowe; silniki okrętowe; przepływ gazu; przepływ oleju; układ tłok-pierścienie-cylinder

EN

ring pack; marine engine; gas flow; oil flow; system piston-ring-cylinder

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 1/82
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wolff A.

• Zakład Eksploatacji i Utrzymania Pojazdów Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Greenwood J., Tripp J.H.: The contact of Two Nominally Flat Rough Surfaces, Proc. Inst. Mech. Eng., Vol. 185, pp. 625-633, 1971.
• [2] Koszałka G.: Modelling the blowby in internal combustion engine, Part 1: A mathematical model, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LI, Number 2, p. 245- 257, 2004; Part 2: Primary calculations and Verification of the model, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LI, No. 4, p. 595- 607, 2004.
• [3] Patir N., Cheng H.S.: An Average Flow Model for Determining Effects of Three-Dimensional Roughness on Partial Hydrodynamic Lubrication, Transactions of ASME, Vol 100, January 1978.
• [4] Patir N., Cheng H.S.: Application of Average Flow Model to Lubrication Between Rough Sliding Surfaces, Transactions of ASME, Vol 101, April 1979.
• [5] Räss K., Amoser M.: Progressive development of two-stroke engine tribology, Paper No. 83, CIMAC Congress, Vienna 2007.
• [6] Tian T., Nordzij L.B., Wong V.W., Heywood J.B.: Modeling Piston-Ring Dynamics, Blowby, and Ring-Twist Effects, Transactions of ASME, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 120, p. 843-854, October 1998.
• [7] Wärtsilä Technology Review, ogólnie dostępne materiały informacyjne (dotyczące różnych silników konstruowanych przez firmę Wärtsilä).
• [8] Wolff A.: Badania symulacyjne przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni tłokowych, Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych, Politechnika Warszawska, zeszyt 2, str. 39-65, Warszawa 2007.
• [9] Wolff A., Piechna J: Numerical simulation of piston ring pack operation with regard to ring twist effects, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LIV, No. 1, p. 65-99, Warsaw 2007.
• [10] Wolff A.: Experimental verification of the model of piston ring pack operation of an internal combustion engine, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LVI, No. 1, p. 73-90, Warsaw 2009.
• [11] Wolff A.: Numerical analysis of piston ring pack operation, Combustion Engines (Silniki spalinowe), No. 2, p. 128-141, Poznań 2009.