Przyczyna zatarcia tłoków podczas badania niezawodności silnika spalinowego

• Autorzy: Pawlus P. , Michalski J. , Dzierwa A.

Warianty tytułu

EN

Reason for piston seizure during reliability testing of an IC engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano przyczynę zatarcia tłoków silnika CE o zapłonie iskrowym, pojemności 1,6 dm3, podczas przeprowadzania próby jego niezawodności. Analizowano mikrostrukturę, wydłużenie trwałe, twardość oraz wymiary i kształt tłoków wykonanych ze stopu AlSi12. Trwałe zmiany wymiarowe materiału tłoka pozwoliły określić technologiczną temperaturę starzenia na niższą niż 200°C. Zatarcie tłoka nastąpiło wskutek puchnięcia materiału. Z kolei analiza zmiany mikrostruktury, twardości i średnicy pozwoliła przyjąć 225-230°C jako najwyższą temperaturę pracy tłoków. Pierwotne zmiany materiałowe tłoka rozpoczynają się w części koronowej, a zatarcie płaszcza tłoka jest efektem wtórnym.

EN

This paper describes the reason of seizure of the pistons of a CE engine with spark ignition, 1.6 liter capacity, during reliability test. We analysed the microstructure, operation life, hardness and size and shape of the pistons made of an alloy AlSi12. Durable piston material dimensional changes helped to determine the technological ageing temperature lower than 200°C. The seizure of the piston was due to swelling of the material. The analysis of changes in the microstructure, hardness, and size made it possible to adopt 225-230°C as the maximum operating temperature of the pistons. The initial seizure of the piston starts at the crown and the piston skirt, and seizure is a secondary effect.

Słowa kluczowe

PL

tłok silnika spalinowego; starzenie; puchnięcie materiału; zatarcie

EN

piston; ageing; swelling of the material; seizure

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 2
• Strony: 135--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawlus P.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Polska

autor

Michalski J.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Silników Spalinowych i Transportu, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Polska

autor

Dzierwa A.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Polska

Bibliografia

• 1. Balakrishnan S., Howell-Smith S., Rahnejat H.: Investigation of reciprocating conformal contact of piston skirt-to-surface modified cylinder liner in high performance engines, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 219 (11), 1235-1247, 2005.
• 2. Budzik G., Jaskólski J.: Obciążenia cieplne tłoków silników spalinowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004.
• 3. Cho D.H., Lee S.A., Lee Y.Z.: The effects of surface roughness and coatings on the tribological behavior of the surfaces of a piston skirt, Tribology Transactions, 53, 137-144, 2010.
• 4. Floweday G., Petrov S., Tait R.B., Press J.: Thermo-mechanical fatigue damage and failure of modern high performance diesel pistons, Engineering Failure Analysis, 18, 1664-1674, 2011.
• 5. Gałda L., Dzierwa A., Sęp J., Pawlus P.: The effect of oil pockets shape and distribution on seizure resistance in lubricated sliding, Tribology Letters, 37 (2), 301-311, 2010.
• 6. Krzyżak Z., Pawlus P.: Piston skirt surface topography modelling during a low wear process, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 225 (4), 229-241, 2011.
• 7. Mansouri S.H., Wong V.W.: Effects of piston design parameters on piston secondary motion and skirt-liner friction, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 219 (6), 435-449, 2005.
• 8. Markov D., Kelly D.: Mechanisms of adhesion-initiated catastrophic wear: pure sliding, Wear, 239 (2), 189-210, 2000.
• 9. Pietrowski S.: Krystalizacja, struktura i właściwości siluminów tłokowych, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej. Monografie Nr 950, Łódź 1999.
• 10. Orłowicz W., Tupaj M., Mróz M.: Wpływ szybkości chłodzenia na strukturę siluminu AlSi7Mg0,3, Archiwum Odlewnictwa, 6/18 (1/2), 125-130, 2006.
• 11. Warmuzek M., Sieniawski J., Wicher K., Mrówka G.: The study of the distribution of the transition metals and Si during primary precipitation of the intermetallic phases in Al-Mn-Si alloys, Journal of Materials Processing Technology, 175 (1-3), 421-426, 2006.
• 12. Wierzbińska M., Mrówka-Nowotnik G.: Identification of phase composition of AlSi5Cu2Mg aluminium alloy in T6 condition, Archives of Material Science and Engineering, 30 (2), 85-88, 2008.
• 13. Ye Z., Zhang C., Wang Y., Cheng H.S., Tung S., Wang Q.J., He X.: An experimental investigation of piston skirt scuffing: A piston scuffing apparatus, experiments, and scuffing mechanism analyses, Wear, 257 (1-2), 8-31, 2004.