Wybrane właściwości siluminów kompozytowych na tłoki silników spalinowych

• Autorzy: Jankowski A. , Kowalski M.

Warianty tytułu

EN

Some properties of composite silumins for combustion engine pistons

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia analizę właściwości mechanicznych tłoków silników spalinowych. Podkreślono zalety tłoków odlewanych z siluminów w stosunku do kutych. Wskazano na dość istotny wpływ wzrostu temperatury na wielkość histerezy współczynnika  rozszerzalności termicznej w czasie chłodzenia i nagrzewania. Przedstawiono również wpływ różnych dodatków stopowych występujących w siluminach tłokowych na zmianę współczynnika , wskazując przy tym, że najbardziej istotny wpływ na współczynnik  ma krzem. Inne pierwiastki wykazują dużo mniejszy wpływ na zmniejszenie współczynnika , ale istotnie zwiększają jego histerezę. Przedstawiono istotę siluminów kompozytowych. Opisano metodę Analizy Termicznej i Derywacyjnej (ATD), za pomocą której badano proces krystalizacji siluminów. Przykładowo przedstawiono krzywe ATD dla stopu eutektycznego oraz opisano efekt cieplny krystalizacji eutektyki. Przeprowadzono analizę wpływu zmiany ilości krzemu na doraźną wytrzymałość na rozciąganie, na umowną granicę plastyczności oraz wydłużenie. W kolejnym kroku przedstawiono wpływ zmiany ilości magnezu, miedzi, niklu i żelaza na doraźną wytrzymałość na rozciąganie i umowną granicę plastyczności. Zwiększone ilości dodatków pierwiastków w siluminach, jak nikiel i miedź oraz chrom, wanad, molibden, wolfram, w sposób dość istotny poprawiają ich właściwości (wzrost granicy plastyczności Rm, twardości HB i wydłużenia A5).

EN

The paper presents the analysis of mechanical features of pistons for internal combustion engines. Advantages of cast pistons from silumins with relation to forged ones are underlined. One evidenced the enough essential influence of the rise temperature on size of the hysteresis of the coefficient of the thermal expansion  during the cooling and to heating. The influence of different alloying additives occurring in piston-silumins on change of the coefficient is also presented, indicating at this that the most essential influence on the coefficient had silicon. Other chemical elements show a lot the smaller influence on decreasing of the coefficient, but essentially enlarge his hysteresis. Nature of composite silumins is showed. A method of Derivative Thermal Analysis (ATD) is described, which has been studied with the help of the crystallization process of silumins. ATD exemplified curves for eutectic alloy and describes the thermal effect of the eutectic crystallization. An analysis of the impact of changes in the amount of silicon in the immediate tensile strength to yield strength and elongation was work out. The next step shows the effect of changes in the amount of magnesium, copper, nickel and iron on immediate tensile strength and yield strength. Increased amounts of additives in silumins elements, such as nickel and copper, and chromium, vanadium, molybdenum, tungsten, in a manner quite significantly improve their properties (increase in yield strength Rm, HB hardness and elongation A5.

Słowa kluczowe

PL

siluminy kompozytowe; tłok; silnik spalinowy

EN

composite silumins; piston; combustion engine

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 3777--3784, CD 2
• Opis fizyczny: Biblogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Jankowski A.

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, 01-494 Warszawa, ul. Księcia Bolesława 6, tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Kowalski M.

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, 01-494 Warszawa, ul. Księcia Bolesława 6, tel.: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Jankowska-Sieminska B., Jankowski A., Slezak M., Analysis and research of piston working conditions of combustion engine in high thermal load conditions, Journal of KONES No. 3, 2007.
• 2. Jankowski A, et al., Opracowanie nowoczesnej technologii materiałów kompozytowych nowej generacji do zastosowań na tłoki silników spalinowych do zastosowań wojskowych, Raport z projektu rozwojowego NCBiR Nr O R00 0052 05, Instytut Lotnictwa, No. 3.45.250, 2011.
• 3. Jankowski A., Sieminska B., Slawinski Z., The Resistance on Thermal Shocks of Combustion Engine Pistons, FISITA 2006 Congress Proceedings, F2006M232. Yokohama, 2006.
• 4. Jankowski A., Slezak M., Composite aluminum alloy in conditions of heating and cooling, and thermal shocks, Proceedings of ICCE – 15th International Conference on Composites/Nano Engineering, International Community for Composite Engineering, University of New Orleans, Dept. of Mechanical Engineering, New Orleans, LA USA 2007.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę