Charakterystyki eksploatacyjne silników z tłokami kompozytowymi zbrojonymi lokalnie

• Autorzy: Sławinski Z. , Sobczak J. , Sarnowski C. , Nykiel J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono analizę aktualnego stanu zagadnienia w obszarze teorii i praktyki metalowych materiałów kompozytowych na przykładzie odlewów nowej generacji z uwzględnieniem niektórych konkluzji studialnych, wynikających z realizacji prac z zakresu kompozytów odlewanych, prowadzonych w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie. W oparciu o wybrany odlew tłoka kompozytowego, opracowano konstrukcje i wykonano formę do realizacji procesu technologicznego. Na podstawie przeprowadzonych prób technologicznych prasowania w stanie ciekłym odlewów kompozytowych, wstępnych badań strukturalnych i właściwosci fizyko-mechanicznych obszarów zbrojonych i monolitycznych wykonano próbną partię tłoków nowej generacji do silnika 1C90, zarówno z tradycyjnie stosowanego stopu AK12, jak i materiałów kompozytowych (zbrojonych włóknem krótkim z tlenku glinu). Wskazano na możliwości wdrożeniowe odlewów kompozytowych wychodząc z założenia, że nawet na danym etapie prób i badań otrzymane tłoki stanowią niezwykle atrakcyjne rozwiązanie materiałowe, zdolne do generacji nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych w silnikach spalinowych, zwłaszcza pod względem wydajności i ekologiczności ich pracy w warunkach wysokich obciążeń, Przeprowadzono badania stanowiskowe silników z tłokami kompozytowymi i standartowymi. W silniku z tłokami kompozytowymi zaobserwowano m.in. wyższą skorygowaną temperaturę spalin w kolektorze wydechowym, przyrost momentu obrotowego i mocy i zmniejszone jednostkowe zużycie paliwa.

Słowa kluczowe

PL

metalowe materiały kompozytowe (MMK); tłok kompozytowy; odlewy kompozytowe

• 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: 2001
• Tom: Vol. 8, No. 3-4
• Strony: 231--241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., rys.

Twórcy

autor

Sławinski Z.

• Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618, Lublin, te/fax: [phone]

autor

Sobczak J.

• Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków, tel: [phone], fax: [phone]

autor

Sarnowski C.

• Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618, Lublin, te/fax: [phone]

autor

Nykiel J.

• WSK GORZYCE, 32-432 Gorzyce, tel: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Opracowanie kompleksowej technologii otrzymywania odlewów nowej generacji zbrojonych wkładkami ceramicznymi kompozytowymi technologią prasowania w stanie ciekłym (squeeze casting). Sprawozdanie z realizacji projektu badawczego Nr 7 S 202 018 04. Instytut Odlewnictwa, Kraków, 31. 10.1996, 110 s.
• 2. Górny Z., Sobczak N. Metalowe materiały kompozytowe. Aktualny stan i perspektywy zastosowania. Materiały I Polskiej Konferencji "Metalowe Materiały Kompozytowe", Kraków, IOd-STOP, 22-23.X.1992.
• 3. Ray S. Synthesis of Cast Metal Matrix Particulate Composites. Journal of Materials Science, 1993, No.28, p.5397.
• 4. Processing of Semi-Solid Alloys and Composites. Proceedings of the Second International Conference, eds. Brown S B., Flemings M.C., Cambridge, Massachusetts, June 10-12, 1992.
• 5. Górny Z., Sobczak J. Metal Matrix Composites Fabricated by the Squeeze Casting Process. Transactions of the Foundry Research Institute, 1995, vol . XL V, No.42, 99 pp.
• 6. Prewo K.M. Fabrication and Evaluation of Low Cost Alumina Fiber Reinforced Metal Matrices, UTRC/78-912245-5, pp.1-51, United Technologies Research Center, East Hartford, CT, 1978.
• 7. Hack J.E., Strempek G.C. Fabrication and Evaluation of Low Fiber Content Alumina Fiber/Aluminum Composites, pp.1-72, NASA-CR-159517, NASA, Washington, D C., 1980.
• 8. Bhat RT. Modulus, Strength and Thermal Exposure Studies of RP-A12O3/Magnesium Composites, pp.1-18, NASA-TM-82868, NASA Lewis Research Center, Cleveland, OH, 1981.
• 9. Mortensen A. Review of the Fracture Toughness of Particle Reinforced Aluminum Al¬loys. Fabrication of Particulates Reinforced Metal Composites. Conference Proceedings, Montreal, Quebec, Canada, 17-29 September 1990, p.217.
• 10. Hoover W.R. Recent Advanced in Castable Metal Matrix Composites. Conference Pro-ceedings, Montreal, Quebec, Canada, 17-29 September 1990, p.115.
• 11. Rack H.J., Niskanen P W Extrusion of Discontinuous Metal Matrix Composites. Light Metal Age, 1984, vol.42, No.2, p.9.
• 12. Trumper RI. Metal Matrix Composites - Applications and Prospects. Metal and Materials, 1987, No.3, p.662.
• 13. Kai W., Yang J.M., Harrigan W.C. Mechanical Behaviour of B4C Particulate Reinforced. Scripta Metallurgica, 1984, No.23, p. 1277.
• 14. Sahoo P., Koczak M.J. Microstructure-Property Relationships of In-Situ Reacted TiC/Al-Cu Metal Matrix Composites. Materials Science Engineering, 1991, No 131 A, p.69.
• 15. Schuster D M., Skibo M.D., Hoover W.R. Production of an Aluminum Composite material. Light Metal Age, 1989, vol.47, No.47, p.15.
• 16. Drennan J., Xia K., Couper M.J. Interfacial Reaction in COMRAL-85 Metal Matrix Composite Materials, Conference Proceedings, Wollongong, Australia, February 15-19, p.1015.
• 17. Nolte M. et al. Fibre Reinforcement of Investment Cast Parts. International Conference on Advanced Composite Materials, Conference Proceedings, Wollongong, Australia, February 15-19, p.1020.
• 18. Sobczak J., Sobczak N. Prasowanie w stanie ciekłym (squeeze casting) - uniwersalny sposób wytwarzania układów heterogenicznych. Materiały Konferencji „Nowoczesne Technologie Stosowane w Odlewnictwie Metali”, Kraków, lOd, marzec, ref. 17.
• 19. Sobczak N. Fizyko-chemiczne oddziaływanie wzajemne na granicy kontaktu różnorodnych składników, jako czynnik kształtujący strukturę i właściwości układów makroheterogenicznych. Materiały I Polskiej Konferencji "Metalowe Materiały Kompozytowe", Kraków, IOd-STOP, 22-23.X. 1992.
• 20. Sobczak J. Teoretyczne i praktyczne podstawy procesu prasowania w stanie ciekłym (squeeze casting) metali nieżelaznych. Prace Instytutu Odlewnictwa, 1993, Rok XLIII, Nr41, s.310.
• 21. Sara R.A. Integrated Research on Carbon Composite Materials, AFML-TR-66-310, Part I, pp.1-119, Air Force Materials Laboratory, Wright Paterson AHB, OH, 1966.
• 22. Gremion et al Bulletin Information of Science, Dunond, Paris, January, 1971.
• 23. Gebhardt J.J. Development of Carbon-Aluminum Composite Materials, CTR 73-36, MTL, Watertown, MA, 1973.
• 24. Imprescia R.J et al. Research on Carbon-Aluminum Composites, LA-5741-RR, Los Alamos Scientific Laboratory, Los Alamos, NM, 1974.
• 25. Bhagat R B. Casting Fiber-Reinforced Metal Matrix Composites. Academic Press, new York, 1991.
• 26. Sobczak N. et al. Fabrication, Some Properties and Structure of Carbon Felt Reinforced Lead Obtained by Squeeze Infiltration Process. Proceedings of International Conference "High Temperature Capillarity'94", Bratislava, May 4-8, 1994, Slovakia.
• 27. Lloyd D.J. Particle Reinforced Aluminum and Magnesium Matrix Composites. Interna-tional Materials Reviews, 1994, vol.39, No 1, p. 1.
• 28. Comie J.A., Moon H.K., Flemings M.C. A Review of Semi-Solid Slurry Processing of AJ-Matrix Composites. Proceedings of International Conference on Fabrication of Par¬ticulates Reinforced Metal Composites, Montreal, Quebec, Canada, 1990.
• 29. Sobczak J. Metalowe materiały kompozytowe na bazie stopów aluminium (wybrane aspekty zastosowania w środkach transportu). Journal of KONES, 1994, vol.l, No.l, p.580.
• 30. Rohatgi P., Sobczak J., Sobczak N. Centrifugal Casting of Lead Free Copper Graphite Alloys. 100th American Foundrymen's Society Casting Congress and Cast Expo, April 20-23, 1996, Paper No.96-190.
• 31. Bunk W., Hausner H. Aluminium Pistons with Fiber Ceramics. Proceedings of. II Inter-national Symposium "Ceramic Materials and Components for Engines", Liibeck-Travem unde, FRG, April 14-17, 1986.
• 32. Bentz H., Whitacre J. Pistons for the '90s. Automotive Engineering, August, 1992, p 13-16.
• 33. Henning W., Melzer C., Mielke S. Keramishe GradientwerkstofFe fur Komponenten in Verbrenungsmotoren, Metali, 1992, Vol.46, No. 5, s. 436-439.
• 34. Winship M , Morgan W.J. Piston Design. Automotive Engineering, 1993, June, p. 43- 47.
• 35. Valentim J. et al., New Piston Materials. Automotive Engineering, 1993, June, p. 45-47.
• 36. Mielke S., Bucher G Faserverstarktes Aluminium fur hohe Betriebstemperaturen, Aluminium, 1989, Vol.. 65, No. 3, p 256-257.
• 37. Soave S., et al. Aluminum Piston Bowl Rim Reinforcement with Ceramic Fibers and Rapidly Solidified Alloys, SAE Paper 920085.
• 38. Donomoto T., Ceramic Fiber Reinforced Piston For High Performance Diesel Engine, SAE Paper 930185.
• 39. Materiały źródłowe firmy Imperial Chemical Industries PCL (Wielka Brytania).
• 40. Jolly M.R Opportunities for Aluminium Based Fibre Reinforced Metal Matrix Com¬posites (FRMMCs) in Automotive Castings. The Foundryman, 1990, November, p.509- 513.
• 41. Ye F., Lu K. Pressure Effect on Crystallization Kinetics of an Al-La-Ni Amorphous Alloy. Acta Materiala, 1999, Vol.47, No.8, 2449-2454 pp.
• 42. Belov N.A., Naumova E.A., Eskin D.G. Casting Alloys of the Al-Ce-Ni System: Micro- structural Approach to Alloy Design. Materials Science and Engineering, 1999, A271, 134-142 pp.
• 43. Sarnowski C., Sławiński Z : Badania optymalizacyjne tłoków kompozytowych silników o zapłonie samoczynnym, Materiały Konferencyjne Międzynarodowej Konferencji Na-ukowej Silników Spalinowych KONES 2000, s. 314-322, Nałęczów 10-13.09.2000.
• 44. PN-88/S-02005: Silniki samochodowe. Badania stanowiskowe. Wyznaczanie podstawowych parametrów pracy.