Analysis of the tribology processes of control valves of medium speed marine internal combustion engines

• Autorzy: Monieta J.

Warianty tytułu

PL

Analiza procesów tribologicznych zaworów rozrządu średnioobrotowych okrętowych silników spalinowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an analysis of phenomena of selected elements of piston internal combustion engines cooperating with the combustion chamber and issues related to tribological aspects. It shows an attempt to assess the state of the tribological nodes: the valve stem – valve guide and valve head – valve seat in random natural conditions. Passive and passive-active experiments were conducted in the conditions of the operation of sea ships. The effects of complex and changeable inputs were examined on the value of the normal and pathological wear in the operation of medium-speed engines. Images of wear and damaged items of tribological nodes were studied. Analysis was conducted of digital images of real objects and using an optical microscope and measurements of macro- and micro-geometry. An identification of basic processes of wear was taken.

PL

Artykuł prezentuje analizę zjawisk wybranych elementów tłokowych silników spalinowych współpracujących z komorą spalania oraz zagadnienia tribologiczne. Przedstawiono próbę oceny stanu węzłów tribologicznych: trzon – prowadnica i grzybek – gniazdo zaworu w losowych warunkach naturalnej eksploatacji. Prowadzono bierny i bierno-czynny eksperyment w warunkach eksploatacji statków morskich. Badano skutki złożonych i zmiennych wymuszeń na wartości normalnego i patologicznego zużycia w eksploatacji silników średnioobrotowych. Badano obrazy zużycia i uszkodzonych elementów węzłów tribologicznych. Wykonano analizy obrazów cyfrowych rzeczywistych obiektów i z zastosowaniem mikroskopu optycznego oraz pomiary makro- i mikrogeometrii. Podjęto identyfikację elementarnych procesów zużycia.

Słowa kluczowe

EN

marine internal combustion engine; inlet and outlet valves; tribological nodes; natural exploitation; tribological processes; evolution of wear

PL

okrętowe silniki spalinowe; zawory dolotowe i wylotowe; węzły tribologiczne; naturalna eksploatacja; procesy tribologiczne; ewolucja zużycia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4
• Strony: 55--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Monieta J.

• Maritime University of Szczecin, Faculty of Marine Engineering, Institute of Marine Propulsion Plants Operation, Wały Chrobrego 1–2, 70-500 Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Kumar G. U., Mamilla V. R.: Failure analysis of internal combustion engine valves by using. American International Journal of Research in Science, Technology, Engineering & Mathematics 2014 no. 14 (183), pp. 169–173.
• 2. Włodarski J. K.: Tłokowe silniki spalinowe − procesy trybologiczne. WKiŁ, Warszawa 1982.
• 3. Vera-Cardenas E. E, Lewis R., Tom Slatter T.: Sliding wear study on the valve-seat inserts contact. Open Journal of Applied Sciences, 2017, no. 7, pp. 42–49.
• 4. Buhaug O.: Investigation of cylinder liner lacquers in the North Sea and Norwegian Sea regions. CIMAC Congress, Vienna 2007, paper no. 186, pp. 1–9.
• 5. Serbiński W.: Degradation failure of exhaust valves in marine engines. Marine Technology Transactions 2000 no. 11, pp. 221–229.
• 6. Vardar N., Ekerim A.: Investigation of Exhaust Valve Failure in Heavy – duty Diesel Engine. Gazi University Journal of Science 2010 no 23(4), pp. 493–499.
• 7. Yadav M.K., Mittal V.K., Angra S.: Failure analysis of diesel engine exhaust valve by using ANSYS software. Applied Mechanics and Materials Submitted 2014, Vol. 592–594, pp. 1070–1074.
• 8. Monieta J.: Badanie zużycia wybranych elementów okrętowych średnioobrotowych silników o zapłonie samoczynnym zasilanych paliwami pozostałościowymi w warunkach eksploatacji. Tribologia 2014 nr 2, s. 111–121.
• 9. Hejwowski T., Dębski H., Koszałka G.: Analiza numeryczna przyczyn uszkodzeń głowicy i zaworów silnika o zapłonie samoczynnym. PTNSS-2011-SC-195, cd. s. 1–8. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech articleLODC00010034/c/hejwowski_debski_koszalka_analiza_ss_3_2011.pdf (accesed 27.04.2017).
• 10. Kwaśniowski S., Sroka Z. J., Zabłocki W.: Modelowanie obciążeń cieplnych w elementach silników spalinowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1999.
• 11. Blau P.J., Jolly B.C.: Development of a high-temperature repetitive-impact apparatus for exhaust valve material testing. International Joint Tribology Conference Location: Memphis Oct. 19-21 2009, pp. 221–223.
• 12. Forsberg P., Debord D., Jacobson S.: Quantification of combustion valve sealing interface sliding – a novel experimental technique and simulations. Tribology International 69 (2014), pp. 150–155.
• 13. Schlücker E., Blendinger S., Schade O.: Verschleißdurch Kavitation in Ventilspalt fluidgesteuerter Ventile, Tribologie + Schmierungstechnik“ 55/2008, Jahrgang 3, 28–31.
• 14. Valland H.: Impacts of Low Load Operation of Modern Four-Stroke Diesel Engines in Generator Configuration, Norwegian University of Science and Technology, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim 2014.
• 15. Szczerek M., Wiśniewski M.: Tribologia i tribotechnika. Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2000.
• 16. Bielawski P.: Problemy diagnozowania zaworów maszyn tłokowych. Pomiary Automatyka Robotyka, 2013 nr 12, s. 82–89.
• 17. Piaseczny L.: Technologia napraw okrętowych silników spalinowych. WM, Gdańsk 1992.
• 18. Stanglmaier R., Gross T., Moormann G., Verlotski V., Conradt R.: An innovative glass-metal coating to provide corrosion resistance and a thermal barrier for highly loaded engine components. CIMAC Congress 2007, Vienna, paper no. 184, pp. 1–10.
• 19. Arifin Y.M., Arai M.: Deposition characteristics of diesel and bio-diesel fuels, Fuel, 88: 2163–2170 (2009).
• 20. Monieta J.: Zwiększone opory ruchu zaworów wymiany czynnika w głowicach prowadzące do uszkodzeń wtórnych średnioobrotowych okrętowych silników spalinowych. Wybrane problemy eksploatacji siłowni okrętowych. Wydawnictwo Naukowe AM Szczecin, Szczecin 2016, s. 188–201.
• 21. Monieta J.: Diagnozowanie przebiegu procesu roboczego w cylindrach okrętowych silników spalinowych z wykorzystaniem sygnału drganiowego. Combustion Engines 2013 no. 3 (154), s. 104, cd. s. 161–167. http://www.combustion-engines.eu entityfiles/files/articles_published/ptnss-2013-sc-002.pdf (acces 24.05.2017).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).