Wpływ obciążenia silnika na stan cieplny zaworów wylotowych podczas "zimnego rozruchu"

• Autorzy: Nagórski Z.

Warianty tytułu

EN

The effect of engine load on the thermal state of exhaust valves during the "cold" start of engine

• Konferencja: Materiały 13 Ogólnopolskiego Sympozjum Naukowego - Motoryzacyjne Problemy Ochrony Środowiska/sympozjum(XIII; 02.12.2005; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z najbardziej dynamicznych stanów cieplnych silnika jest faza "zimnego" rozruchu. Obciążenia cieplne zaworów, szczególnie wylotowych, w silnikach spalinowych zależą od rozwijanej mocy i czasu trwania tego obciążenia. W referacie zaprezentowano, zbudowany metodą KM3R [5], trójwymiarowy model symulacyjny, który pozwala badać i porównywać nieustalone pola temperatury jednocześnie w dwóch zaworach, poddanych takim samym, zmiennym w czasie wymuszeniom cieplnym. W modelu uwzględniono zmiany położenia zaworów w cyklu roboczym, zmiany temperatury gniazd i prowadnic oraz zmienne w cyklu, ale powtarzalne co cykl, warunki przejmowania ciepła. Zawory mogą mieć różne kształty i własności materiałowe grzybków i trzonków. Przedstawiono wyniki badań pól temperatury w zaworach o talerzykach płaskim i wklęsłym, poddanych - zależnym od trzech prędkości obrotowych silnika podczas pierwszej minuty "zimnego' rozruchu - warunkom przejmowania ciepła w cyklu roboczym. Model charakteryzuje się łatwością modyfikacji kształtu zaworów i warunków wymiany ciepła, a także - co jest godne podkreślenia -oryginalnymi walorami dydaktycznymi.

EN

The phase of "cold" start is one of the most dynamic thermal states in engine. The thermal load of valves, especially the load of exhaust valves, is strongly dependent on the engine power and the duration of load. This work presents a three-dimensional model to simulate the transient field of temperature in two valves exposed to the identical thermal input variable in time. The model considered the movement of valves, changes in the temperature of valve seats and valve guides, and the conditions of heat transfer during the work cycle. The valves given in the model can be free-shaped. The valve heads and valve stems can be made of materials with different thermophysical properties. The results show the temperature fields in the valves with plane or concave head calculated for three different rotational speeds during the first minute of "cold" start of engine. The model was built using the KM3R method, which is flexible in use and can be an interesting tool for teaching [5].

Słowa kluczowe

PL

silniki spalinowe; ochrona środowiska; wymiana ciepła

EN

combustion engines; pollutants emission; thermal load

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2005
• Tom: z. 3/58
• Strony: 113--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nagórski Z.

• Politechnika Warszawska, Wydział SiMR, Instytut Pojazdów

Bibliografia

• [1] Wiśniewski S.: Obciążenia cieplne silników tłokowych. WKiŁ, Warszawa 1976.
• [2] Matzke. W.: Projektowanie rozrządu czterosuwowych silników trakcyjnych. WKiŁ, Warszawa 1989.
• [3] Kostin A.K., Larionow W.W., Michajlow L.I.: Thermal Loading of Internal Combustion Engines. Maszinostrojenie, Leningrad 1979.
• [4] Wiśniewski T.S.: Quasi-Steady State Heat Transfer Between Perodiccally Contacting Solids. Advances in Engineering Heat Transfer. Computational Mechanics Publications. Southampton 1995.
• [5] Nagórski Z.: Modelowanie przewodzenia ciepła za pomocą arkusza kalkulacyjnego MRS+Excel=KM3R. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2001 .
• [6] Nagórski Z.: Metoda KM3R w zastosowaniu do obliczeń stanu cieplnego elementów silników spalinowych (cz. I). Problemy Eksploatacji - Zeszyty Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Radom, 2(25)/97, str. 195-214.
• [7] Nagórski Z.: Dwuwymiarowe modelowanie ustalonego przepływu ciepła w ciałach stałych przy wykorzystaniu arkusza kalkulacyjnego. Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej, Nr 53, seria 9, str. 693-702 (Materiały X Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy, Świeradów Zdrój, 14-18 września 1998).
• [8] Nagórski Z.: Modelowanie przepływu ciepła w elementach silników spalinowych. Teka Komisji Naukowo-Problemowej Motoryzacji PAN o/Kraków: Konstrukcja, badania, eksploatacja, technologia pojazdów samochodowych i silników spalinowych, Zeszyt 21, Kraków 2000, str. 347-356 (Materiały Konferencji Konmot-Autoprogres'2000, Zeszyt 21, Politechnika Krakowska, październik 2000, Zakopane).
• [9] Nagórski Z.: 3D Transient Heat Transfer in Valves of Piston Engines Modelled with KM3R Method. PTNSS Kongres - 2005. Book of Abstract PTNSS P05-C067, p. 60, płyta CD, str. 1-13 (Bielsko-Biała/Szczyrk, 25-28.09.2005).
• [10] Nagórski Z.: Badania symulacyjne wpływu kontaktowego oporu cieplnego na stan cieplny zaworów wylotowych podczas „zimnego” rozruchu silnika. Journal of 31th Internal Combustion Engines 2005, Vol. 12, No. 1-2, str. 265-274 (Polanica Zdrój, 7-9.09.2005).
• [11] Nagórski Z.: Wpływ obciążenia silnika na stan cieplny zaworów wylotowych podczas „zimnego” rozruchu. Poster na XIII Ogólnopolskim Sympozjum Naukowym „Motoryzacyjne Problemy Ochrony Środowiska”, Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej, 2 grudnia 2005, Warszawa.