Field of pressure in zone contact elements assembly PRC stationary quantification

• Autorzy: Tkaczyk M. , Kaźmierczak A. , Kaźmierczak Ł. , Górniak A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the most common worldwide rubbing couple which performs plane-turning motion is a pair of selling rings - cylinder sleeve of a Piston - Ring- Cylinder (PRC) system of a combustion engine. It explains the necessity of performing investigations concerning the phenomenon occurring in rubbing couple PRC. One of the most important issues is the friction losses as well as losses of the working medium from the combustion chamber. Mathematical models of gas flow in the PRC are described in the literature differ in the way of description and scope of the phenomena taken into account. In this paper approach to determine the flow spaces between the rings considering the effect of the geometry of the PRC system has been proposed. Investigation conducted with aid of CFD (Computational Fluid Dynamics) were aimed on determination of flow resistance within the surface between the piston, rings, and cylinder liner. Aim of the study was achieved - The pressure field. it has been found that it is possible to determine the pressure field in the space of the PRC system basing on the approximation of the generalized transport equations for a discrete geometric model using the finite volume method. The precision of the results depends on the account in the form of boundary conditions as well as external conditions.

Słowa kluczowe

EN

piston combustion engines; PRC systems; CFD

• 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: 2011
• Tom: Vol. 18, No. 3
• Strony: 463--471
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys.

Twórcy

autor

Tkaczyk M.

autor

Kaźmierczak A.

autor

Kaźmierczak Ł.

autor

Górniak A.

• Wroclaw University of Technology, Department of Mechanical Engineering Łukasiewicza Street 7/9, 50-371 Wroclaw, Poland tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Akallin, O., Newaz, G. M., New experimental technique for friction simulation in automotive piston ring and cylinder liners, SAE Spec. Publ., 1372, 79-84, 1998.
• [2] Drogosch, W., Dallef, J., Wiemann, L, Kolbenbewegung – rechnerisch und experimentell, Mahle Kolloqum 1977.
• [3] Dursunkaya, Z., Flemming, M. F., Keribar, R., An integrated model of ring pack performance, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 113, ASME, pp. 382-389, 1991.
• [4] Englisch, C., Kolbenringe, Wien - Springer Verlag, Wiedeń 1958.
• [5] Furuhama, S., Hiruma, M., Tsumita, M., Piston ring motion and its influence on engine tribology, SAE Paper 790860, 1980.
• [6] Halsband, M., Messung und Optimierung der Reibungsverluste der Kolbengruppe, Teil 1 und 2, MTZ, 55, 11, s. 664-671, 1994, MTZ, 56 2, s.104-111, 1995.
• [7] Hempel, W., Ein Beitrag zur Kenntnis der Sietenbewegung des Tauchkolbens, MTZ 27 1, 1966.
• [8] Heywood, J. B., Noordzij, L. B., Tian, T., Wong, V. W., Modelling piston-ring dynamics, blowby and ring-twist effects, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 120, No. 4 Trans ASME, pp. 843-854, 1998.
• [9] Iskra, A., Rozkład filmu olejowego na gładzi tulei cylindrowej silnika spalinowego, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Rozprawa habilitacyjna Nr 181, s.129-137, Poznań 1987.
• [10] Iskra, A., Symulacja parametrów pracy pierścienia na stanowisku modelowym, Materiały konferencyjne KONMOT'94, Silniki Spalinowe - konstrukcja i badania, s. 93-104, Kraków - Raba Niżna 1994.
• [11] Iskra, A., Wpływ drgań własnych pierścienia uszczelniającego na warunki pracy zespołu tłokowo-cylindrowego, Journal of KONES, Vol. 1, No. 1, pp. 167-174, Warszawa-Lublin 1994.
• [12] Jakobs, R. J., Untersuchung der Kolbenschaft Schmierung und des Kolbensekundärbewegung an einem Glaszylindermodellmotor, Praca doktorska, Universität Hanover 1975.
• [13] Kołodziej, E., Stanowisko do badań porównawczych zużycia pary ślizgowej pirścień tłokowy gładź cylindra silnika, Materiały konferencyjne KONMOT'94, Silniki Spalinowe - konstrukcja i badania, s. 145-153, Kraków - Raba Niżna 1994.
• [14] Kornprobst, H., Woshni, G., Zeilinger, K., Simulation des Verhaltens von Kolbenringen in Motorbetrieb, MTZ 11,12, 1989.
• [15] Koszałka, G., Analiza wpływu luzów pierścienia uszczelniającego na szczelność grupy tlokowej silnika spalinowego, Rozprawa doktorska, Lublin, Politechnika Lubelska 2001.
• [16] Krzymień, A., Wyznaczanie strat tarcia w węzłach ciernych silnika spalinowego, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Wydawnictwo Naukowe PWN, Z. 2/96 (106), s. 229-240, Warszawa 1996.
• [17] Meier, A., Zur Kinematik der Kolbengeräusche, ATZ 54, 6, 1952.
• [18] Miyachika, M., Hirota, T., Kashiyama, K., A consideration on piston second land pressure and oil consumption of internal combustion engine, SAE Paper 840099, 1985.
• [19] Munro, R., Blow-by in relation to piston and ring features, SAE Paper 810932, 1982.
• [20] Namazian, M., Heywood, J. B., Flow in the piston-cylinder-rin crevices of a spark-ignition engine: Effect on hydrocarbon emissions, efficiency and power, SAE Paper 820088, 1982.
• [21] Niewczas, A., Koszałka, G., Niezawodność silników spalinowych, Wydawnictwa Uczelniane, Politechnika Lubelska, Lublin 2003.
• [22] Petris, De C., Giglio, V., Police, G., A mathematical model fort he calculation of blow-by flow and oil consumption depending on ring pack dynamic, Part I, Gas lows, oil scraping and ring pack dynamic, SAE Paper 941940, 1994.
• [23] Serdecki, W., Wpływ zmian nacisku sprężystego pierścienia tłokowego na parametry filmu olejowego, Materiały konferencyjne KONES 2000, s. 301-309, Warszawa-Nałęczów 2000.
• [24] Smoczyński, M., Sygniewicz, J., Analiza odkształceń mechanicznych półki tłoka, Journal of KONES, s. 412-419, Warszawa 1997.
• [25] Smoczyński, M., Sygniewicz, J., Analiza wpływu obciążeń mechanicznych na kątowe położenie pierścienia tłokowego względem tulei cylindrowej, Konstrukcja, Badania, Eksploatacja, Technologia Pojazdów samochodowych i Silników Spalinowych, PAN w Krakowie, INTERKONMOT, Kraków 1998.
• [26] Smoczyński, M., Sygniewicz, J., Analiza wpływu odkształceń cieplnych na kątowe położenie pierścienia tłokowego względem tulei cylindrowej, Internal Combustion Engine Journal of KONES, Vol. 6, No. 3-4, s. 279-285, Warszawa-Kraków, 1999.
• [27] Smoczyński, M., Sygniewicz, J., Przemieszczenia uszczelniającego pierścienia tłokowego w rowku pierścieniowym tłoka, Internal Combustion Engine Journal of KONES, Vol. 2, No. 1, s. 478-483, Warszawa-Poznań 1995.
• [28] Smoczyński, M., Sygniewicz, J., Przebiegi ciśnień w przestrzeniach pomiędzypierścieniowych jako punkt wyjęcia do oceny strat tarcia pierścieni, Materiały konferencji Konmot, Kraków 1989.
• [29] Suchanek, J., Jurci, P., Hruby, V., Tribological characteristics of duplex treated hss, Materiały konferencyjne, INTERTRIBO, s. 385-388, Stara Leśna - Tatrzańska Łomnica 1999.
• [30] Sygniewicz, J., Modelowanie współpracy tłoka z pierścieniami tłokowymi i tuleja cylindrową, Wyd. Politechniki Łódzkiej, Zeszyty Naukowe Nr 615, Łódź 1991.
• [31] Szkurłat, J., Problemy zmniejszenia oporów tarcia układu tłokowo-korbowego, Internal Combustion Engine Journal of KONES, Vol. 2, No. 1, s. 503-508, Warszawa-Poznań 1995.
• [32] Tandara, V., Vor- und Nachteile der verlängerten Ölwechselfristen bei Verbrennungsmotoren, Materiały konferencyjne Konferencji Eslingen ’90, s. 13.1-1-13.1-6, Eslingen 1990.
• [33] Tateishi, Y., Tribological issues in reducing piston ring friction losses, Tribology International, Vol. 27, No. 1, 1994.
• [34] Ting, L. L., Mayer, J. E. Jr., Piston ring lubrication and cylinder bore analysis. Part II: Theory verification, Journal of Lubrication Technology, Vol. 96, No. 7, Trans. ASME, s. 258-266, 1974.
• [35] Todsen, U, Untersuchungen an dem Tribologischen System Kolben – Kolbenring – Zylinder, Rozprawa doktorska, Universitet Hanover 1984.
• [36] Tschöke, H., Messung der Kolbensekundärbewegung an Verbrennugsmaschinen, Technische Messen 48, 7/8, 1981
• [37] Tschöke, H., Essers, U., Einfluss der Reibung an Kolben und Pleuel auf die Sekundärbewegung des Kolbens, MTZ 55, 3, 1983.
• [38] Yoshida, H., Kobayashi, H., Sato, A., Effect of piston second land volume and land shape on oil consumption, JSAE Review, 16(3), 1995.
• [39] Yoshida, H., Kusama, K., Sugihara, H., Ariga, S., Effect of piston second land shape on oil consumption, ASME Intern. Combust. Engine Div. Publ. ICE, 27-2, 7-16, 1996.
• [40] Yoshida, H., Yamada, M., Kobayashi, H., Diesel engine oil consumption depending on piston ring motion and design, SAE Paper 930995, 1993.