Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Aluminiowe kompozyty heterofazowe przeznaczone na tłoki do sprężarek powietrza

Dyzia M., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J., Starczewski M., Złotecki M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2 spec.

35--38

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań powierzchni odlewów kompozytowych kształtowanych w procesie odlewania kokilowego. W ramach realizacji projektu badawczo rozwojowego w Katedrze Technologii Materiałów Politechniki Śląskiej, zbudowano stanowisko umożliwiające wytworzenie w jednym cyklu produkcyjnym ponad 50 kg zawiesiny kompozytowej. Wykonane w warunkach przemysłowych odlewy do formy z rdzeniem wewnętrznym pięciodzielnym zamontowanej w kokilarce GM110 potwierdziły możliwość formowania metodami odlewniczymi tłoków kompozytowych. Odlewy wykonane z kompozytu AlSi7Mg/SiC i kompozytu heterofazowego AlSi7Mg/SiC+Cg zgodnie z procedurą technologiczną zakwalifikowano jako, poprawne i przeznaczono do obróbki mechanicznej kształtującej właściwe powierzchnie robocze tłoka do sprężarki powietrza. Wykonano badania porównawcze dla odlewów z niezbrojonego stopu AlSi7Mg i odlewów kompozytowych. Do oceny zdolności do wypełnienia wnęki formy i dokładności odwzorowania kształtu wykorzystano profilograf FRT analizując odległości pomiędzy środkami rowków na powierzchni płaszcza tłoka. Badania te potwierdziły różnice w lejności niezbrojonego stopu osnowy i zawiesin kompozytowych. Różnica w dokładności odwzorowania wymiarów formy nie dyskwalifikuje materiałów kompozytowych, wszystkie odlewy zostały zakwalifikowane jako poprawne i przeznaczone do obróbki mechanicznej.

EN

The article presents the results of surface test of composite shaped in the permanent mould casting process. As part of the research and development project realized in the Department of Materials Technology at the Silesian University of Technology, a pilot plant scale stand was built to manufacture of more than 50 kg suspensions in a single technological cycle. Made in industrial conditions castings to form in the five inner core mould mounted in GM110 permanent mould casting machine confirmed the possibility of the shaping the composite pistons. Castings made from composite suspension AlSi7Mg/SiC and AlSi7Mg/SiC + Cg according to the technology procedure were classified as correct and devoted to the proper machining forming working surfaces of the piston to the air compressor. Comparative tests were performed for the casting of unreinforced AlSi7Mg alloy and composite castings. To assess the ability to fill the mold cavity and the accuracy of mapping used in contour shape FRT analysis of the distance between the grooves on the surface of the piston skirt. Studies have confirmed the differences in the fluidity of alloy matrix and composites suspensions. The difference in the accuracy of the dimensional mapping mould does not disqualify of composite materials, all castings are classified as correct and used for machining.

2

Możliwości zastosowania kompozytów heterofazowych w tłokowych sprężarkach powietrza (komunikat)

Dyzia M., Dolata-Grosz A., Śleziona J.

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 4

399-400

PL

Technologie wytwarzania kompozytów, bazujące na metodach ciekłofazowych, i kształtowanie wyrobów metodami odlewniczymi w porównaniu z metodami wykorzystującymi techniki sycenia preform są kilkasetkrotnie tańsze. Nowym rozwiązaniem materiałowo-technologicznym może okazać się wykorzystanie metody zawiesinowej do wytwarzania kompozytów o zbrojeniu heterofazowym. Jak wykazały badania autorów, zastosowanie jako zbrojenia cząstek SiC i węgla szklistego pozwala na stabilizację współczynnika tarcia, a przede wszystkim obniżenie zużycia partnera tarcia. Właściwości te mogą być wykorzystane w układzie tribologicznym tłok-cylinder, od którego wymaga się stabilności wymiarowej, wytrzymałości i trwałości. Celem badań realizowanych w ramach projektu badawczo-rozwojowego PBR N RO7 001106 jest opracowanie kompleksowej technologii wytwarzania tłoków kompozytowych o zbrojeniu heterofazowym. Planuje się przeniesienie procedury wytwarzania zawiesin kompozytowych, opracowanej w skali laboratoryjnej przez autorów projektu, na skalę półtechniczną, umożliwiającą w warunkach przemysłowych odlewanie kokilowe tłoków do sprężarek powietrza. Efektem końcowym realizowanego projektu rozwojowego będzie dokumentacja techniczna metody wytwarzania tłoków kompozytowych w oparciu o technologię odlewania kokilowego zawiesiny kompozytowej oraz wytworzenie partii prototypowej tłoków kompozytowych do sprężarek powietrza we współpracy z odlewnią "Złotecki" Sp. z o.o. w Rojewie.

EN

The technologies of composite production, basing on liquid phase methods and the formation of products by the casting methods are most economical in comparison with methods the using infiltration perform. New material and technological solution could be stirring method for obtaining heterophase composite suspension. The investigation realized on Faculty of Material Engineering and Metallurgy on Silesian Engineering within a framework of projects PBZ / KBN / 114 / T08 / 2008, KBN 3 T08D 024 28 confirmed good casting proprieties of composite suspensions. Applying as heterophase reinforcement (mixture of SiC and glassy carbon particles) make possible to obtain material with stable of the friction coefficient and the first of all lowering wear of friction partner. These properties can be used in piston - cylinder tribological system which was required dimension stability, strength and durability. Aim of investigations realized in frames of project PBR the N RO7 001106 is the develop of complex production technology of heterophase composites pistons applied in air compressor. Transfer from laboratory method to semi technical scale which enabling in industrial conditions cast the pistons is planned. As final result of project will be introduce full technological enabling procedure producing in quantity composite suspension approx. 50 kg of once melting. The realization of prototype part pistons should make possible in industrial conditions in support with mould casting method applied in firm "Złotecki".

3

Modification of piston properties in a diesel engine by introduction of local reinforcement with AK12/A12O3 composite

Sarnowski C., Ignaciuk P.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 3

537-542

EN

Pistons belong to the most mechanically and thermally loaded components of the internal combustion engines and at the same time they have to fulfil very demanding requirements in terms of dimensional stability, strength and durability. For pistons made of classic materials it is increasingly difficult to meet these requirements. The area of piston crown is particularly under hazard of very high thermal loads and temperature gradients related to the cyclic variations of the engine working process. As a result, damages on the piston head can occur, like cracks situated mostly in the vicinity of the upper edge of the piston's combustion chamber. Area of the first sealing ring is also very vulnerable to high thermal and mechanical loads. One of possible solutions of ensuring proper operational properties of the piston and preventing unwanted phenomena is application of composite materials, which have much higher strength properties than classic materials. The paper presents results of simulational calculations of the piston models made of AK12 alloy, with local composite reinforcement of the combustion chamber edge and first ring groove. Research was aimed at determination of the influence of the local modification of the piston material on the level of piston's thermal load. The piston was used in a diesel engine working in difficult conditions. Numerical analysis of the piston was made using finite elements method. Thermal load of the piston was defined by giving boundary conditions of the heat exchange and mean effective pressure corresponding to the maximum engine load.

PL

Tłoki należą do najbardziej obciążonych mechanicznie i cieplnie elementów silników spalinowych. Stawiane są im wysokie wymagania dotyczące stabilności wymiarowej, wytrzymałości i trwałości. Konstrukcjom wykonanym z klasycznych materiałów coraz trudniej jest sprostać tym wymaganiom. Obszar korony tłoka jest szczególnie narażony na bardzo duże obciążenia cieplne w tym znaczne gradienty temperatury związane cyklicznością procesu roboczego. W wyniku tego dochodzi do uszkodzeń powierzchni denka, powstają między innymi pęknięcia usytuowane głównie w pobliżu górnej krawędzi komory spalania tłoka. Obszar pierwszego pierścienia uszczelniającego również narażony jest na znaczne obciążenia cieplne i mechaniczne. Jedną z możliwych dróg zapewnienia odpowiednich właściwości użytkowych tłoka i zapobiegania powstawaniu niepożądanych zjawisk jest zastosowanie materiałów kompozytowych, które posiadają własności wytrzymałościowe znacznie korzystniejsze niż materiały klasyczne. W referacie przedstawiono wyniki obliczeń symulacyjnych modeli tłoków ze stopu AK12 z zastosowanym lokalnym zbrojeniem krawędzi komory spalania oraz pierwszego rowka pierścieniowego materiałem kompozytowym. Badania miały na celu określenie wpływu zastosowania lokalnej modyfikacji materiału na poziom obciążenia cieplnego tłoka do silnika o zapłonie samoczynnym, pracującego w trudnych warunkach. Badania numeryczne tłoka przeprowadzone zostały metodą elementów skończonych. Obciążenie tłoka zdefiniowane zostało poprzez zadanie warunków brzegowych wymiany ciepła oraz średnie ciśnienie użyteczne odpowiadające maksymalnemu obciążeniu silnika.

4

Wybrane właściwości mechaniczne materiału tłoka kompozytowego do silnika spalinowego

Rudnik D., Sobczak J.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 5

342-347

PL

Dynamiczny rozwój motoryzacji oraz wciąż zaostrzane kryteria dotyczące poprawy szeroko rozumianej ekonomiczności i ekologiczności pojazdów spowodowały, że stosowanie tradycyjnych materiałów w budowie samochodów okazało się niewystarczające. W związku z tym konieczne stało się wprowadzenie w konstrukcji pojazdu nowoczesnych materiałów, które mogłyby sprostać wciąż rosnącym wymaganiom. W przypadku tłoków do silników spalinowych właściwości mechaniczne materiału są niezmiernie istotne przy określaniu parametrów konstrukcyjnych tego elementu pojazdu. W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości mechanicznych metalowych materiałów kompozytowych o osnowie stopu aluminium zbrojonych dyspersyjnie: popiołami lotnymi (kompozyty ALFA*), cząsteczkami grafitu (niklowanymi) i cząsteczkami SiC (F3S.20S) oraz lokalnie preformą z włókien krótkich Al2O3, a także, dla porównania, monolitycznego stopu AK12. Wyniki badań twardości, wytrzymałości i udarności pozwoliły na stwierdzenie, że badane kompozyty charakteryzują się znacznie wyższym poziomem uzyskiwanych właściwości niż stop AK12, dotychczas powszechnie używany do produkcji tłoków. W związku z tym można przypuszczać, że zastosowanie materiałów kompozytowych pozwoli na takie zmiany konstrukcyjne samego tłoka, a w efekcie całego silnika, które przyniosą oczekiwaną poprawę parametrów użytkowych samochodu.

EN

The dynamic development of automobile industry and continuously growing criteria concerning economic and ecological management of automobiles contributed to the fact that the traditional methods of automobile designing have turned out to be insufficient. Therefore, it become essential to introduce new materials, which would be able to meet more and more requirements. The mechanical characteristics for combustion engine pistons, such us tensile properties at room and elevated temperatures, fatigue and impact characteristics, and hardness are extremely important for reasonable and high performance designing. In this paper some selected mechanical properties for different particle reinforced aluminum matrix composites materials containing fly ash (ALFAŽ), nickel coated graphite and silicon carbide (F3S.20S) have been investigated along with monolithic and locally reinforced with alumina short fibers AlSi12CuNiMg alloy. The results of hardness measurements (Fig. 1), selected strength properties at room (Fig. 2 and Tab. 1) and elevated temperature (Fig. 3), impact strength (Tab. 2) showed the advantages of new materials compared with traditional ones, especially AlSi12CuNiMg monolithic alloy widely used for production of IC engine pistons. Therefore, it may be conducted, that the adoption of composite materials will contribute to the construction changes of the pistons, and as a final results to the pistons for new engines, which will bring the anticipated improvement of the car.

5

Charakterystyki eksploatacyjne silników z tłokami kompozytowymi zbrojonymi lokalnie

Sławinski Z., Sobczak J., Sarnowski C., Nykiel J.

Journal of KONES

|

2001

|

Vol. 8, No. 3-4

231-241

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.