Modelling the blowby in internal combustion engine. Part I. A mathematical model.

• Autorzy: Koszałka G.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie przedmuchów spalin do skrzyni korbowej w silniku spalinowym. Część I. Model matematyczny.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the mathematical model of gas flow through crevices between the piston, ring and cylinder in internal combustion engine. The model has been developed to study the influence of numerous design parameters and engine operation condition on piston ring pack behaviour and the exhaust gases blowby from the combustion chamber to the crankcase. The model integrates the gas flow and axial rings desplacements in the grooves, and separately treats lands between piston, cylinder and adjacent rings and regions in the grooves behind the rings. The heat transfer between the gas and the surrounding surfaces is calculated and emphasis is placed on considering the influence of wear and thermal deformations of elements on ring pack performance.

PL

W pracy przedstawiono matematyczny model uszczelnienia tłok-pierścienie-cylinder umożliwiający lepsze rozpoznanie mechanizmów działania uszczelnienia, m.in. związków pomiędzy przemieszczeniami pierścieni w rowkach pierścieniowych tłoka a przepływem gazu przez uszczelnienie. Model pozwoli przewidywać wpływ różnych czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych na natężenie podmuchów spalin do skrzyni korbowej. Opracowany model jest zintegrowanym modelem przepływu gazu przez szczeliny pomiędzy tłokiem, pierścieniem i cylindrem i przemieszczeń pierścieni w rowkach pierścieniowych tłoka. W modelu przestrzennie między- i zapierścieniowe rozpatrywane są niezależnie. Ponadto uwzględniono deformacje cieplne i zużycie elementów zespołu TPC oraz uszczelniające działanie pierścienia zgarniającego, a także wymianę ciepła pomiędzy przepływającym gazem a otaczającymi go ściankami.

Słowa kluczowe

EN

combustion engine; piston; ring; blowby; ring dynamics; mathematical model

PL

silnik spalinowy; tłok; pierścień; przedmuch; dynamika pierścienia; model matematyczny

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. LI, nr 2
• Strony: 245--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Koszałka G.

• Lublin University of Technology, Dept. of Internal Combustion Engines, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Furuhama S., Hiruma M., Tsuzita M.: Piston Ring Motion and Its Influence on Engine Tribology. SAE Paper 790860, 1980.
• [2] Kazimierski Z., Krysztof M., Makowski Z.: Gas Flow through a Gap with One-Side Sharp-Edged Inlet. The Archive of Mechanical Engineering, Vol. XXXI, No. 1-2, 1984, pp. 95-105 (in Polish).
• [3] Keribar R., Dursunkaya Z., Flemming M. F.: An Integrated Model of Ring Pack Performance. Trans. ASME, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 113, 1991, pp. 382-389.
• [4] Kuo T-W., Sellnau M. C., Theobald M. A., Jones J. D.: Calculation of Flow in the Piston-Cylinder-Ring Crevices of a Homogeneous-Charge Engine and Comparison with Experiment. SAE Paper 890838, 1989.
• [5] Miyachika M., Hirota Т., Kashiyama K.: A Consideration on Piston Second Land Pressure and Oil Consumption of Internal Combustion Engine. SAE Paper 840099, 1985.
• [6] Munro R.: Blow-by in Relation to Piston and Ring Features. SAE Paper 810932, 1982.
• [7] Petris De С., Giglio V., Police G.: A Mathematical Model for the Calculation of Blow-by Flow and Oil Consumption Depending on Ring Pack Dynamic. Part I: Gas Flows, Oil Scraping and Ring Pack Dynamic. SAE Paper 941940, 1994.
• [8] Sygniewicz J.: Simulation of Mating of Piston and Piston Rings with Cylinder Liner. Łódź, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej (Zeszyty Naukowe Nr 615, Rozprawy Naukowe z. 149) 1991 (in Polish).
• [9] Tian Т., Noordzij L. В., Wong V. W., Heywood J. В.: Modeling Piston-Ring Dynamics, Blowby and Ring-Twist Effects. Trans. ASME, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 120, 1998, pp. 843-854.
• [10] Ting L. L., Mayer J. E. Jr.: Piston Ring Lubrication and Cylinder Bore Wear Analysis, Part II - Theory Verification. Trans. ASME, Journal of Lubrication Technology, Vol. 96, 1974, pp. 258-266.
• [11] Wiśniewski S., Wiśniewski Т. S.: Wymiana ciepła. Warszawa, WNT 1994 (Heat Transfer, in Polish).
• [12] Yoshida H., Yamada M., Kobayashi H.: Diesel Engine Oil Consumption Depending on Piston Ring Motion and Design. SAE Paper 930995, 1993.