Investigations of novel piston materials with controlled thermal expansion and hystresis

• Autorzy: Siemińska-Jankowska B.

Warianty tytułu

PL

Badania nowych materiałów na tłoki o kontrolowanej rozszerzalności termicznej i histerezie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Comparison combustion test results foe novel pistons manufactured from alloy on silumin base and together with alloy additives. The pistons were manufacture according to original technological process. Novel pistons have minimum hysteresis of thermal expansion coefficient, which allows on real decreasing working gaps between piston and cylinder in whole range of engine speed and loads. In the end of novel piston applying it Is possible to obtain some both economical and ecological effects as well functional quality one. Main effects contain oil consumption decreasing, toxic compounds in exhaust gases and noise level, as well mechanical and thermal loads decreasing for piston set. Fundamental research methods run on a course results obtaining were (dilatrometric researches worked out in straight and differential modes, which allow obtaining novel heat treatment and precise temperature and time ranges as well dimension changes versus temperature and essential singularity points.

PL

W artykule przedstawiono porównawcze wyniki badań silnikowych nowych tłoków wykonanych z materiału stopowego na bazie siluminu z pierwiastkami stopowymi. Tłoki wykonano według oryginalnego procesu technologicznego. Nowe tłoki charakteryzowały' się minimalną histerezą współczynnika rozszerzalności termicznej, co pozwala na istotne zmniejszenie luzów? roboczych między tłokiem a cylindrem w całym zakresie prędkości obrotowych i obciążeń silnika. W rezultacie zastosowania nowych materiałów na tłoki można uzyskać korzystne efekty zarówno ekonomiczne, jak i ekologiczne, a także użytkowe. Główne efekty odzwierciedlają się w zmniejszeniu zużycia oleju, zmniejszeniu poziomu emisji toksycznych składników spalin, zmniejszeniu poziomu emisji hałasu, a także zmniejszeniu obciążeń mechanicznych i termicznych węzła tłokowego. Główne oryginalnie metody badawcze prowadzące do uzyskania efektów były badania dylatrometryczne prowadzone w trybie prostym i różnicowym, które pozwoliły na opracowanie nowej obróbki termicznej oraz dokładne ustalenie zakresu temperatury i czasu, a także zmian wymiarów w funkcji temperatury i punktów osobliwych.

Słowa kluczowe

EN

combustion engines; piston; piston alloys; thermal expansion; hysteresis; ecology

PL

silniki spalinowe; tłoki; stopy tłokowe; rozszerzalność termiczna; histereza; ekologia

• 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: 2004
• Tom: Vol. 11, No. 3-4
• Strony: 179--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Siemińska-Jankowska B.

• Institute of Aeronautics 02-256 Warszawa, Al. Krakowska 110/114, tel. [phone] w 618, fax [phone],

Bibliografia

• [1] Day R. A, Smart R. F., Tommis N.: Piston Materials Technology. Proceedings of the Associated Engineering Group Technical Symposium. Cawston House, Great Britain, June 17-18 1970.
• [2] Catherall J. A., Smart R. F.: The Effects of Nickel in Aluminum - Silicon Eutectic Alloys. Metallurgia, Vol. 79, No. 476, 1969.
• [3] Pietrowski S.: Siluminy. Wyd. Pol. Łódzkiej, ISBN 83-7283-029-0, 2001.
• [4] Pietrowski S.: Siluminy tłokowe. Monografia PAN: Krzepnięcie metali i stopów, z. 29, 1997.
• [5] Pietrowski S.: Silumin nadeutektyczny z dodatkami Cr, Mo, W i Co. Krzepnięcie Metali i Stopów, PAN, Komisja Odlewnictwa. Nr 38, 1998.
• [6] Pietrowski S.: Silumin wieloskładnikowy. Patent RP Nr. P-317492.
• [7] Pietrowski S., Siemińska-Jankowska B.: The Coefficient of Linear Thermal Expansion of Synthetic and Technical Silumins. Polish CIMAC. Vol. l, No. 1, Warsaw, 1994.
• [8] Pietrowski S., Siemińska-Jankowska B.: Wpływ rodzaju stopu i postaci krzemu eutektycznego na współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej siluminów. Proceedings of International Scientific Conference on International Combustion Engines „KONES’93”, Gdańsk - Jurata, ISBN 83-900666-1-0, 1993.
• [9] Siemińska-Jankowska B.: Badania symulacyjne obciążeń cieplnych materiałów na tłoki silników spalinowych. Proceedings of International Scientific Conference on International Combustion Engines „KONES’93”, Gdańsk - Jurata, ISBN 83-900666-1-0, 1993.
• [10] Poniewierski Z.: Krystalizacja, struktura i właściwości siluminów. WNT, Warszawa, 1989.
• [11] Krzepnięcie Metali i Stopów. PAN, Komisja Odlewnictwa Z. 28, 1996.
• [12] Piotrowski S.: Kompozyt o właściwościach przeciwzatarciowych. Patent RP Nr 161507.
• [13] Siemińska-Jankowska B.: Nowy materiał kompozytowy na tłoki ekologicznych silników spalinowych. Journal of KONES. Internal Combustion Engines. Vol 5. No 1, ISSN 1231-4005, 1998.
• [14] Siemińska-Jankowska B.: Tłoki do ekologicznych silników spalinowych. Journal of KONES. Internal Combustion Engines. Vol. 3, No. 1, ISSN 1231-4005, ISBN 83- 900666-5-3, 1996.
• [15] Pietrowski S., Siemińska-Jankowska B.: Siluminy tłokowe współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej i jego histereza. Journal of KONES Internal Combustion Engines. Vol. 3, No. 1, ISSN 1231-4005, ISBN 83-900666-5-3, 1996.
• [16] Pietrowski S., Siemińska-Jankowska B.: Investigations of the New Materials for Pistons, of Ecological Combustion Engines. Journal of CIMAC. Vol. 2, No 1, ISSN 1231 3998. ISBN 83-900666-7-X, 1996.
• [17] Merkisz J. Ekologiczne problemy silników spalinowych. Wyd. P. P. Poznań 1998/1999.
• [18] Merkisz J., Tomaszewski F., Ignatow D.: Trwałość i diagnostyka węzła tłokowego silników spalinowych. Wyd. P.P. Poznań, 1995.
• [19] Kowalewicz A.: Systemy spalania szybkoobrotowych tłokowych silników spalinowych. Wyd. KiŁ. Warszawa, 1990.
• [20] Wajand J. A.: Silniki o zapłonie samoczynnym. WNT. Warszawa, 1988.
• [21] Zabłocki M.: Wtrysk i spalanie paliwa w silnikach wysokoprężnych. Wyd. KiŁ. Warszawa, 1976.
• [22] Bernhardt M., Chłopek Z., Danilczyk W., Kruczyński S.: Symulacja procesów emisji substancji szkodliwych z pojazdu z silnikiem o zapłonie samoczynnym w teście dynamicznym. Journal of KONES. Internal Combustion Engines ISSN 1231-4005. Vol. 2. No I, 1995.