Analiza czynników technicznych wpływających na zużywanie tłoków silników spalinowych w wyniku zmęczenia cieplnego.

• Autorzy: Gardyński L. , Weroński A.

Warianty tytułu

EN

A problem of combustion engines pistons surface wear caused by thermal fatigue.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono warunki pracy tłoków wysokoprężnych, zwrócono uwagę na problem pękania denek tłoków wywołanego zmęczeniem cieplnym. Problem ten stanowi coraz istotniejsze ograniczenie limitujące trwałość silników z tłokami aluminiowymi. Opisano zarys zmian w strukturze siluminów tłokowych w trakcie procesu zmęczenia cieplnego. Następnie przedstawiono zakres przeprowadzonych badań, które obejmowały badania symulacyjne i silnikowe zmian temperatur zagrożonych powierzchni tłoka oraz badania odporności jego materiału na zmęczenie mechaniczne i cieplne. W badaniach zmęczeniowych uwzględniono różne kształty koncentratorów naprężeń, anodowe utlenianie powierzchni oraz historię materiału (tłoki nowe i po eksploatacji).

EN

The paper presents the brief study of self-ignition pistons' operating conditions. Special attention was paid to the problem of a thermal fatigue and caused by this phenomena pistons' heads cracking. This difficulty seems to be the most important reason limiting modern engines' durability, particularly engines with alloy pistons. The range of the research covered numerical FEM analysis of temperature loads at the most imposed places and next a series of tests at the test stand. The research was supplemented with the description of changes in pistons' silumins structure during long thermal load and fatigue. The derived tests considered not only new but used pistons as well, with grinded, burnished and anodized surface, with and without a notch.

Słowa kluczowe

PL

zmęczenie cieplne metali; zmęczenie mechaniczne metali; pełzanie; karb; silnik ZS

EN

thermal fatigue of metals; mechanic fatigue of metals; creep; notch; engine ZS

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 36, nr 3
• Strony: 37--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz.

Twórcy

autor

Gardyński L.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Materiałowej, ul. Nadbystrzycka 26, 20-618 Lublin

autor

Weroński A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Materiałowej, ul. Nadbystrzycka 26, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Ashby, F.M., Jones, D.R.H.: Materiały inżynierskie. Тош I: Właściwości i zastosowania. WNT Warszawa 1995.
• [2] Bernhardt, M., Dobrzyński, S., Loth E.: Silniki Samochodowe. WKŁ, Warszawa 1988.
• [3] Bunk, W., Hausner, H.: Ceramic materials and components for engines. Proceedings of the Second International Symposium, Lübeck-Travelmünde 1986.
• [4] Cisek, J., Mruk, A., Szlachta, Z.: Wpływ termoizolacji denka tłoka na własności silnika wysokoprężnego. Materiały konferencyjne INTER-KONMOT'98. Zakopane 1998, s. 105-120.
• [5] Enamoto, Y., Furuhama, S., Takai, S.: Heat transfer on the ceramic combustion chamber wall of diesel engine. Institute of Technology, Japan 1987.
• [6] Gardyński, L.: Badania nad podwyższeniem odporności na zmęczenie cieplne tłoków do wysoko doładowanych silników ZS. Rozprawa doktorska, Politechnika Lubelska 1999.
• [7] Gardyński, L., Weroński, A.: Analiza wpływu obciążenia cieplnego na pękanie elementów komory spalania w doładowanym silniku ZS. Materiały konferencyjne KONES'96. Zakopane 1996, s. 65-69.
• [8] Gardyński, L., Weroński, A.: Badania czynników wywołujących zmęczenie cieplne tłoków w silnikach typu ZS. Materiały konferencyjne INTER-KONMOT'98. Zakopane 1998, s. 297-304.
• [9] Gardyński, L., Weroński, A.: Examination of diesel engine pistons' cracking reasons. Proceeding of 10th International Scientific Conference COMMUNICATIONS ON THE EDGE OF THE MILLENIUMS, Żilina 1998, s. 69-72.
• [10] Gardyński, L., Weroński, A.: Pomiary chwilowych temperatur tłoka w doładowanym silniku wysokoprężnym. Materiały konferencyjne KONES'98. Jurata 1998, s. 37-42.
• [11] Gardyński, L., Weroński, A.: Stanowisko do pomiarów chwilowych temperatur denka tłoka. Materiały konferencyjne KONES'97, Bielsko-Biała, 1997, s. 60-66.
• [12] Gardyński, L., Weroński, A.: Termopara do pomiaru szybkozmiennej temperatury powierzchni. Wniosek o udzielenie prawa ochronnego na wzór użytkowy nr W-106989 z dn. 1997.08.27.
• [13] Gardyński, L., Weroński, A.: Układ ciągłej transmisji sygnałów od czujników pomiarowych do urządzenia pomiarowego. Wniosek o udzielenie patentu na wynalazek nr P-322260 z dn. 1997.09.22.
• [14] Kocańda, S.: Zmęczeniowe pękanie metali. WNT, Warszawa 1985.
• [15] Kozaczewski, W.: Konstrukcja złożeń tłok-cylinder silników spalinowych. WK.Ł, Warszawa 1987.
• [16] Materiały i instrukcje producentów tłoków, silników i pojazdów.
• [17] Niewczas, A.: Trwałość zespołu tłok - pierścienie tłokowe - cylinder silnika spalinowego. WNT, Warszawa 1998.
• [18] Pietrowski, S.: Struktura siluminów tłokowych w aspekcie obciążeń mechanicznych i cieplnych tłoka. Journal of KONES'95. Poznań 1995, s. 398-405.
• [19] Poniewierski, Z.: Modyfikacja siluminów. WNT, Warszawa 1966.
• [20] Rawski, F.: Procesy oraz systemy spalania w silnikach z zapłonem samoczynnym. Auto- Expert 1/98.
• [21] Sławiński, Z.: Badanie wymiany ciepła w komorze spalania szybkoobrotowego silnika wysokoprężnego. Silniki Spalinowe 1/79.
• [22] Sobczak J.: Metalowe materiały kompozytowe. Instytut Odlewnictwa. Kraków 1996.
• [23] Wajand J.A., Wajand, J.T.: Tłokowe silniki spalinowe średnio- i szybkoobrotowe. WNT, Warszawa 1993.
• [24] Weroński, A., Hejwowski, T.: Thermal fatigue of Metals. M. Dekker Inc. New York 1992.
• [25] Weroński, A.: Zmęczenie cieplne metali. WNT, Warszawa 1983.
• [26] Wilczkowski, A.: Awarie silników spalinowych. Uszkodzenia w układach korbowych. MiW, Łódź 1996.
• [27] Wiśniewski, S.: Obciążenia cieplne silników tłokowych. WKŁ, Warszawa 1972.
• [28] Woschni, G., Spindler, W.: Heat Transfer with Insulated Combustion Chamber Walls and Its Influence on the Performance of Diesel Engines. Transactions of the ASME Vol. 110, July 1988.
• [29] Woschni, G.: Einfluss von Brennraumisolierungen auf den Krafstqffverbrauch und die warmestrome bei Dieselmotoren. MTZ Vol. 49, Nr 7/8 1988.