Numerical simulation of piston ring pack operation.

• Autorzy: Wolff A. , Piechna J.

Warianty tytułu

PL

Numeryczna symulacja pracy pakietu pierścieni tłokowych.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The motion of the ring pack of oil film covering the cylinder liner has been considered. In the paper, equations, a numerical method, algorithm of solution and results of numerical simulations of this phenomena have been presented. The model presented takes into account hydrodynamic, spring and gas forces acting on each ring. The cases of motion with full and partial wetting of ring land have been considered. The influence of engine rotational speed, ring land curvature, oil viscosity on indicidual rings radial motion and oil film thickness have been anlysed. The results of the calculations have been presented in graphical form.

PL

W pracy przedstawiono model ruchu zestawu pierścieni tłokowych przemieszczających się po filmie olejowym. W modelu uwzględniono siły gazowe działające na poszczególne pierścienie. Analizowano ruch pierścieni przy ich pełnym i częściowym zwilżeniu. Pokazano wpływ prędkości obrotowej silnika, profilu pierścieni, lepkości oleju na promieniowe ruchy poszcególnych pierścieni i grubość pozostałego filmu olejowego. Wyniki obliczeń przedstawiono w formie wykresów.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamics; gas dynamics; oil consumption; piston engine

PL

hydrodynamika; dynamika gazu; zużycie oleju; silnik tłokowy

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. L, nr 3
• Strony: 303--329
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Wolff A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Transport, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa, Poland

autor

Piechna J.

• Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Gulwadi S. D.: Analysis of Tribological Performance of a Piston Ring Pack. Tribology Transaction. Vol. 43, No. 2, pp. 151-162, 2000.
• [2] Iskra A.: Oelverbrauch eines Verbrennungsmotors. Tribologie/Schmierungstechnik 40, Heft 1, pp. 3-9, 1993.
• [3] Jeng Y.-R.: Theoretical Analysis of Piston-Ring Lubrication. Part I - Fully Flooded Lubrication. Part II - Starved Lubrication and Its Application to a Complete Ring Pack. Tribology Transactions. Vol. 35, No. 2, pp. 696-705 and Vol. 4, pp. 707-714, 1992.
• [4] Keribar R., Dursunkaya Z., Flemming M. F.: An Integrated Model of Ring Pack Performance. ASME Transactions, Vol. 113, pp. 382-389, 1991.
• [5] Knopf M.: Bewertung der Zuverlässigkeit des tribologischen Systems Kolbenring-Zylinderlaufbüchse. Fortschr.-Ber., VDI Reihe 1, Nr. 266, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1996.
• [6] Kornprobst H., Woschni G., Zeilinger K.: Simulation des Kolbenring-Verhaltens im Motorbetrieb. Teil 1 und 2, Motortechnische Zeitschritt (MTZ) 50, Heft 11, pp. 528-533 und Heft 12, pp. 582-585, 1989.
• [7] Kuo T.-W., Sellnau M. C., Theobald M. A., Jones J. D.: Calculation of Flow in the Piston-Cylinder-Ring Crevices of a Homogenous-Charge Engine and Comparison with Experiment, SAE Paper, No. 890838, 1989.
• [8] Ma M.-T., Smith E. H., Sherrington I.: A Three-Dimensional Analysis of Piston Ring Lubrication. Part 1: Modelling. Proc. Inst. Mech. Eng., Vol. 209, 1995.
• [9] Niewczas A.: Durability of a piston-piston rings-cylinder system of internal combustion engine (in Polish). WNT, Warsaw 1998.
• [10] Radcliffe C.D., Dowson D.: Analysis of Friction in a Modern Automotive Piston Ring Pack, Lubricant and Lubrication. D. Dowson et al. (editors), Elsevier Science B.V., 1995.
• [11] Ruddy B.L., Dowson D., Economous P.N.: A Theoretical Analysis of the Twin-Land Type of Oil-Control Piston Ring. Journal Mechanical Engineering Science, Vol. 23, No. 2, pp. 51-62, 1981.
• [12] Ruddy B.L., Dowson D., Economous P.N.: The Prediction of Gas Pressures within the Ring Packs of Large Bore Diesel Engines. Journal Mechanical Engineering Science, Vol. 23, No. 6, pp. 295-304, 1981.
• [13] Taylor С. M.: Engine Tribology. Elsevier Publishers B.V., 1993.
• [14] Tian Т., Wong V. W., Heywood В.: A Piston Ring Pack Film Thickness and Friction Model for Multigrade Oils and Rough Surfaces. SAE Paper, No. 962032, pp. 27-39, 1996.
• [15] Ting L. L.: Piston Ring Lubrication and Cylinder Bore Wear Analyses. Part II - Theory Verification. ASME Transactions, pp. 258-266, April 1974.