Model of compression ring twist in the piston groove of a diesel engine

• Autorzy: Koszałka G. , Guzik M. , Niewczas A.

Warianty tytułu

PL

Model skręceń pierścienia uszczelniającego w rowku pierścieniowym tłoka silnika o zapłonie samoczynnym

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono matematyczny model skręceń pierścienia tłokowego w rowku pierścieniowym tłoka. Skręcenia pierścieni są wynikiem momentów sil się działających na pierścień. W modelu rozważono następujące siły: sita ciśnienia gazów, sita pochodząca od wyciskania filmu olejowego, sita kontaktu pomiędzy chropowatościami współpracujących powierzchni oraz siłą bezwładności. Przyjęty w modelu układ sił i ciśnień działających na pierścień uszczelniający przedstawiono na rys. 1. Ponadto w modelu uwzględniono zużycie bocznych powierzchni pierścienia rowka pierścieniowego. Przedstawiony model jest podmodelem poprzednio rozwijanego modelu zespołu tłok--pierścienie-cylinder, w którym nie uwzględniono tych zjawisk. Uwzględnienie skręceń pierścieni pozwoli lepiej przewidywać zachowanie pakietu pierścieni, w szczególności wpływ skręceń statycznych i zużycia elementów na przemieszczenia pierścieni w rowkach, wartość przedmuchów spalin do skrzyni korbowej i zużycie oleju silnikowego.

EN

The paper presents a mathematical model of the compression ring movements and twist in the piston groove. The twist of the ring results from the moment of forces acting on the ring. In the model following forces are considered: force of gas pressure, oil squeezing, friction, asperity contact and inertia. Pressure in oil film is calculated with the use of Reynolds equation. Asperity interactions are calculated with the use of the model developed by Greenwood and Tripp. The wear of the ring side and piston flank are also considered. Adopted in the model scheme of forces and pressures acting on the compression ring is shown in Fig. 1. The model is to be a sub-model for previously developed piston-rings-cylinder kit model [2], which has not taken this phenomena into consideration. Taking into account the twists of the rings and wear of its side surfaces will enable a better prediction of the ringpack performance and so the engine blowby and oil consumption.

Słowa kluczowe

PL

silnik spalinowy; uszczelnienie tłok-pierścienie-cylinder; model matematyczny; przedmuchy spalin

EN

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

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, No. 3
• Strony: 147--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Koszałka G.

autor

Guzik M.

autor

Niewczas A.

• Lublin University of Technology, Department of Combustion Engines and Transport ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Keribar, R., Dursunkaya, Z., Flemming, M. F., An Integrated Model of Ring Pack Performance, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 113, pp. 382-389,Trans. ASME 1991.
• [2] Koszałka, G., Modelling the blowby in internal combustion engine, Part 1: A mathematical model, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LI, No. 2, pp. 245-257, 2004.
• [3] Koszałka, G., Modelling the blowby in internal combustion engine, Part 2: Primary calculations and verification of the model, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LI, No. 4, pp. 595-607, 2004.
• [4] Smoczyński, M., Sygniewicz, J., Analiza odkształceń mechanicznych pierścienia tłokowego, Teka Komisji Naukowo-Problemowej Motoryzacji PAN Oddz. Kraków, Z. 8, s. 147-157, 1996.
• [5] Tian, T., Noordzij, L. B., Wong, V. W., Heywood J. B., Modeling Piston-Ring Dynamics, Blowby and Ring-Twist Effects, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 120, No 4, pp. 843-854, Trans. ASME 1998.
• [6] Wolff, A., Piecha, J., Numerical simulation of piston ring pack operation. Proceedings of The International Congress on Combustion Engines, Paper PTNSS P05-C076, Bielsko-Biała 2005.
• [7] Wolff, A., Piecha, J., Numerical simulation of piston ring pack operation in the case of mixed lubrication, The Archive of Mechanical Engineering, Vol. LII, No. 2, pp. 157-190, 2005.