Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ czasu pracy silnika spalinowego z zapłonem samoczynnym na osadzanie się nagaru na powierzchni zaworów wylotowych

Adamaszek K., Suchecki A., Jurasz Z.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

303-305

PL

Spośród licznych elementów konstrukcyjnych czterosuwowych silników spalinowych z zapłonem iskrowym i samoczynnym, zawory należą do najbardziej obciążonych cieplnie i mechanicznie części, które pracują w agresywnym środowisku gorących gazów spalinowych. Elementy te są odpowiedzialne za przepływ mieszanki paliwowo-powietrznej do cylindrów silnika i gorących gazów spalinowych do układu wydechowego. Trwałość zaworów wylotowych pracujących w temperaturach od 873 do 1173 K zależy głównie od żarowytrzymałości i żaroodporności stosowanych stali. Nagrzewanie się zaworów wylotowych w atmosferze spalin, składających się głównie z tlenku i dwutlenku węgla oraz tlenu i przegrzanej pary wodnej, powoduje oprócz korozji osadzanie się nagaru na powierzchni zaworów. W wyniku korozji zmniejsza się przekrój czynny oraz właściwości mechaniczne zaworów wylotowych, co w ekstremalnych warunkach pracy silnika może prowadzić zarówno do odkształcenia, jak i zmniejszania się szczelności komory silnika spalinowego. W pracy przedstawiono wyniki obserwacji przyrostu osadzania się nagaru na powierzchni zaworów wylotowych w funkcji czasu pracy silnika spalinowego z zapłonem samoczynnym. Ponadto przedstawiono wyniki pomiarów temperatury, zadymienia i składu chemicznego spalin.

EN

The valves of self and spark ignition car engines are working in highly aggressive atmosphere of hot combustion gases. These elements are responsible for flow of the airfuel mixture to engine cylinders and hot gases to exhaust system, which has a big influence on the durability of engines, especially on durability of exhaust valves, working at temperatures ranging from 873 to 1173K. The high-temperature heating of outlet valves in combustion gases, which mainly consist of carbon oxide, carbon dioxide and superheated water vapor causes oxidation of carbon, iron and other elements such as: Cr, Si, Mn, Ni, Nb and Ti. As a result of the oxidation of steel surface the crosssection of the outlet valves is decreased. The smaller cross-section causes a decrease in their mechanical properties which in extreme working conditions of engine can lead to the deformation of outlet valves. In this work, the results of visual observations of the growth of carbon deposition on the outlet valves surfaces as a function of work time of self-ignition combustion engine are presented. Moreover, the result of measurements of temperature, chemical composition and smokiness of combustion gases are presented.

2

Temperature gradients in the exhaust valves during "cold" start simulation of combustion engine

Nagórski Z.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 3

233-244

EN

Characteristic heat states corresponding to start, load increase, stable work, load decrease and cooling may be figured out during combustion engines work. Among the mentioned states the engine start, and in particular, "cold" start is the one responsible for the highest velocity of temperature increase and the highest temperature gradients observed in engine components. The exhaust valves are the members currying the biggest heat loads. In order to investigate the heat flow process in the valves during the engine "cold" start a simulation heat model was formulated with consideration of the possibility to compare transient distributions of temperature in the valves [5,6] of different shape and material properties working under arbitrary assumed heat loads. Model parts ("quarter") of two valves, located in cylindrical co-ordinate system, represent valves of different shapes and different material properties. Independent, various in time boundary conditions and initial heat transfers representing the engine heat cycle and valves movement are applied to surfaces of the valves. The temperature of the valve seat and valve guide is time dependent quantity. The modified simulation model, giving possibilities to apply independent heat conditions of the working cycle of each valve and analyse transient distributions of temperature gradients, was presented. The simulations and analysis of temperature gradients were made for valves of the same geometry and material properties under two different working cycles and two rotation velocities.

PL

W pracy silnika spalinowego można rozróżnić charakterystyczne stany cieplne odpowiadające: rozruchowi. zwiększaniu obciążenia, pracy w warunkach ustalonych, zmniejszaniu obciążenia i stygnięciu. Spośród wymienionych, rozruch silnika - a w szczególności "zimny" rozruch jest okresem charakteryzującym się największą szybkością przyrostów temperatury i największymi gradientami temperatury w elementach silnika. Do najbardziej obciążonych cieplnie elementów silnika należą zawory wylotowe. W celu bliższego poznania przepływu ciepła ir zaworach podczas ".zimnego" rozruchu silnika opracowano symulacyjny model cieplny, pozwalający jednocześnie porównywać chwilowe rozkłady pól temperatury w zaworach [5, 6] o różnych kształtach i właściwościach materiałowych, poddawanych dzialaniu dowolnie kształtowanych wymuszeń cieplnych. Modelowe wycinki {"ćwiartki") dwóch zaworów, osadzone w walcowym układzie odniesieniu, reprezentują dwa zawory o różnych kształtach i właściwościach materiałowych. Na powierzchniach zaworów zadawane są niezależne, zmienne w czasie warunki brzegowe i początkowe wymiany depta, reprezentujące cieplny cykl pracy silnika oni: przemieszczanie się zaworów względem prowadnic i gniazd, których temperatury są także funkcjami czasu. Poniżej przedstawiono zmodyfikowany model symulacyjny; pozwalający dodatkowo zadawać niezależne warunki cieplne cyklu roboczego dla każdego z zaworów oraz analizować chwilowe rozkłady gradientów temperatury; Obliczenia symulacyjne i analizę gradientów temperatury przeprowadzono dla zaworów o takich samych wtasciwosciach materiałowych i geometrii, dla dwóch różnych cykli pracy silnika i dwóch prędkości obrotowych.

3

Analiza własności napawanych laserowo powierzchni przylgni zaworów wylotowych silników okrętowych po korozji w powietrzu i w gazach spalinowych

Smoleńska H., Kończewicz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

536-539

PL

Przedmiotem opracowania jest badanie morfologii napawanych laserowo warstw z proszku na bazie kobaltu zawierającego jako główne składniki chrom (29%) i wolfram (5,3%) o niskiej zwartości niklu. Przeanalizowano budowę i skład chemiczny warstw po napawaniu oraz oceniono zmiany po utlenianiu w temperaturze 750°C oraz po korozji w gorących gazach spalinowych silnika L-22. Badania obejmowały analizę mikrostruktur za pomocą mikroskopu świetlnego i elektronowego mikroskopu skaningowego; analizę składu chemicznego, warstwy napawanej oraz warstw utlenionych oraz skorodowanych w środowisku spalin, za pomocą przystawki EDS, a także określenie mikrotwardości na przekroju warstw. Przeprowadzone badania wykazały znaczną odporność napawanych warstw zarówno na korozje w spalinach jak i na utlenianie.

EN

The morphology of the laser clad layers made of the powder containing Cr (29%) and tungsten (5,3%) and low amount of Ni were investigated. The microstructure as clad layers were analyzed and the changes after oxidation at 750°C and corrosion in hot exhaust gases produced by engine L-22 were evaluated. Researches contained light and scanning electron microscope, EDS analyze and hardness measurement on the crossection. The result proved good corrosion resistance for both oxidation and exhaust gases conditions.

4

Simulation of the effect of contact thermal resistance on thermal state of exhaust valves during the cold start of engine

Nagórski Z.

Journal of KONES

|

2005

|

Vol. 12, No. 1-2

265-274

EN

This paper presents a comparison of the transient heat flow in two exhaust valves for a different resistance of thermal contact between the valve head and valve seat as well as between the valve stem and valve guide during the cold start of a four-stroke engine. This work continues the earlier study in this subject [5]. Previously, the models considered thermal changes in the working medium, thermal changes in the heat transfer coefficients on the surfaces of valves during the work cycle, changes in temperature of the valve seats and valve guides in time, various thermo physical properties of materials for the valve head and valve stem, as well as the effect of valve movement from the valve seat and valve guide. In this study, the models were modified in order to consider the effect of contact thermal resistance between the valve head and valve seat and between the valve stem and valve guide on the temperature field in valves. The simulation was made using the KM3R method [4]. The results of simulation showed essential differences in the temperature field that were caused among other things by changes in contact thermal resistance between the elements of valve unit.

PL

Przedstawiono badania symulacyjne nieustalonego przepływu ciepła w dwóch zaworach wylotowych, przy różnych kontaktowych oporach cieplnych zespołów: grzybek - gniazdo zaworu oraz trzonek - prowadnica zaworu, podczas "zimnego" startu czterosuwowego silnika tłokowego. W modelu symulacyjnym [5], opracowanym metodą KM3R [4], zawory poddano takim samym wymuszeniom cieplnym, tzn. uwzględniono zmianę temperatury czynnika roboczego, współczynników przejmowania ciepła na powierzchniach zaworów w cyklu roboczym, zmianę temperatury gniazd i prowadnic zaworowych w funkcji czasu, różne właściwości termofizyczne materiałów grzybków i trzonków oraz efekt zmiany położenia zaworów względem gniazd i w prowadnicach. Dla potrzeb tego opracowania, w modelu [5] wprowadzono ww. kontaktowe opory cieplne. Badania porównawcze modeli zaworów w czasie "zimnego" rozruchu silnika wykazały istotne różnice w polach temperatury, zależne m. in. od jakości kontaktu cieplnego między ww. elementami.