Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of the kinetics of changes in selected physicochemical indicators of engine oil in operation

Chmielewski Zbigniew

Combustion Engines

|

2022

|

R. 61, nr 1

24--29

EN

The article presents the results of operational tests of engine oil, including the observation of changes in the values of selected physicochemical parameters of oil in subsequent operation cycles, in accordance with the service life specified by the vehicle manufacturer. Preliminary analysis of defined indicators characterizing the condition of engine oil were performed in terms of their suitability for the ongoing monitoring of the technical condition of the engine. On the basis of the values of selected indicators of fresh oil recorded in the course of operational tests and during replacement, one indicator was selected, the kinematic viscosity at 100°C, for which an unambiguous trend of changes was observed during the tests. The last stage was to verify the hypothesis about the correlation between the observed changes in the value of the indicator and the mileage of the engine-vehicle.

2

Fast Fourier Transform detection and reduction of high-frequency errors from the results of surface topography profile measurements of honed textures

Podulka Przemysław

Eksploatacja i Niezawodność

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

84--93

EN

In this paper, various type of noise detection procedures with surface topography profile analysis were proposed, compared (studied) and suggested. The honed cylinder liner surface textures with additionally burnished oil pockets were measured with a stylus or optical approaches. Measurement errors, defined as high-frequency measurement noise, were taken into sufficient consideration. It was proposed to select the noise detection methods more with profile (2D) than areal (3D) assessments; some-frequency noise was much easier to observe in profile than surface analysis. Moreover, applications of various type of regular filtration methods, mostly based on Gaussian functions, were compared with Fast Fourier Transform filtration for detection or reduction of some (high) frequency-defined measurement errors.

3

Effect of heat transfer correlation on wet cylinder liner temperature distribution when converting an old engine into a turbocharged engine

Trung Kien Nguyen

Archives of Thermodynamics

|

2021

|

Vol. 42, no 3

159--172

EN

For conventional diesel engines, two of the most widely used global correlations are due to Woschni and Hohenberg. Besides, the modern diesel engines used a new heat transfer coefficient correlation was proposed by Finol and Robinson. In Vietnam, improving engine power density is a trend of improving non-turbocharged base engines by using a supercharging system with exhaust gas energy recovery. Increasing engine power by the turbocharger is limited for two reasons: mechanical stress and thermal stress of the components surrounding the combustion chamber. In general, the heat transfer coefficient has a major effect on heat transfer rate, especially during the combustion process. So, the purpose of this study is to compare the cylinder distribution results from the simulation using the equations of Woschni and Hohenberg and compare to the experiment results when converting an old heavy-duty engine into a turbocharged engine. Results show that the cylinder distribution using Hohenberg’s correlation has a good agreement with the experiment results, especially in the case of a turbocharged engine.

4

Cavitational deterioration of Diesel power plant cylinder liner

Bako Sunday, Nasir Abdulkarim, Ige Bori, Musa Nicholas

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2020

|

Vol. 4, No 3

239--245

EN

The generating station in which diesel engine is used as a prime mover for generating electrical energy is known as diesel power plant. The cylinders liner are cylindrical component that are fixed inside the engine block. The function of the cylinder liners is to retain the working fluid and to guide the piston. Most diesel power plant uses wet-cylinder liners that are exposed to intensive cavitation. The paper aimed at studying the behavior of the cylinder liners that can lead to cavitation. The analysis involves, modeling and simulation in using Solidworks software. The analysis shows that the cylinders are subjected to harmonic vibration resulting to momentary separation of the coolant from the cylinder wall, creating a pressure difference around the coolant surface which forms air bubbles. These bubbles explode at an extreme velocity. The explosion of these bubbles release surface energy known as cavitation. The energy hammers the cylinder liner surface thereby removing minute particles of metal from the surface of the vibrating cylinder leading to cavitational deterioration. The paper hereby calls on automotive designers to take critical measures in designing of; cylinder liner, water jacket and the entire cooling system, in order to control this phenomenon.

5

A method of vibration damping for diesel engine cylinder liners to prevent the consequences of erosion

Waliszyn A., Adamkiewicz A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 3

371--377

EN

This article presents the utilitarian need to determine the free vibrations of marine Diesel engine cylinder liners and the authors’ own studies in this area. Theoretical investigations on free vibrations and experimental ones on forced vibrations have been described. Theoretical studies have been conducted with the application of characteristic dimensionless numbers in the Elektroniks Workbench and Wis Sim digital environment enabling virtual modeling of cylinder liner vibrations and determination of their characteristics: amplitudes, frequencies and accelerations. In the theoretical examination mechanical and electrical system analogues have been applied. A calculation method for the cylinder liner vibration damper, developed as a result of the study, has been discussed. Electrical oscillation damping filter design methods basing on the Bessel, Batterword and Chebyshev polynomials have been used. The course of the experimental examinations has been described and their results have been presented. Validation of the developed method has been executed applying measurement results concerning the parameters of Diesel engine cylinder liner vibration with various elastic elements. The results of the authors’ own, theoretical and experimental, examinations have been confronted with those obtained by other scholars.

PL

W artykule uzasadniono potrzebę określenia drgań własnych tulei cylindrowych silników okrętowych o zapłonie samoczynnym. Opisano badania własne w tym zakresie: teoretyczne dotyczące drgań własnych i eksperymentalne, dotyczące drgań wymuszonych. W badaniach teoretycznych do modelowania zastosowano liczby kryterialne podobieństwa z wykorzystaniem środowiska cyfrowego Elektroniks Workbench i Wis Sim. Umożliwiły one modelowanie wirtualne drgań tulei cylindrowych i określenie ich charakterystyk: amplitudy, częstości i przyśpieszenia. W badanach tych zastosowano analogi układów mechanicznych i elektrycznych. Opracowano metodę tłumienia drgań tulei cylindrowych z zastosowaniem filtrów tłumienia drgań elektrycznych w oparciu o wielomiany Bessela, Batterworda i Czebyszewa. Opisano przebieg badań eksperymentalnych i pokazano otrzymane wyniki. Walidację opracowanej metody przeprowadzono wykorzystując wyniki pomiarów parametrów drgań tulei cylindrowej silnika spalinowego z różnymi elementami sprężystymi. Skonfrontowano wyniki badań własnych z wynikami badań innych badaczy.

6

Composites including foam inserts designed for combustion engine cylinder liners

Posmyk A., Myalski J.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 1

25--29

EN

The paper presents the influence of the reinforcing phase form on the structure and tribological properties of composites with an aluminum alloy (AlMg5) matrix containing glassy carbon as a solid lubricant. These composites are designed to produce cylinder liners of piston machines, namely air compressors, combustion engines and pneumatic actuator cylinders. The results of comparative examination of composites containing foam inserts made of Al2O3 coated with glassy carbon and composites containing foam inserts made from glassy carbon are presented. Adding Al2O3 foam to the AlMg5 alloy increases the compressive strength, but enhances the friction and wear of the sliding cast iron. The wear of the composite containing Al2O3 when rubbing against a pin made of cast iron GJL-250 is more than twice lower than the matrix. The presence of glassy carbon foam reduces the friction and wear of both the cast iron pin (more than five times) and the matrix. The presence of the Al2O3 foam in the AlMg5 alloy deteriorates the heat dissipation, causing an increase in temperature in the friction zone during friction in air against GJL-250 cast iron. The temperature in the friction zone of the composite with Al2O3 foam is more than 20°C higher than the friction zone of the composite comprising glassy carbon foam.

PL

Przedstawiono wpływ postaci fazy zbrojącej na budowę i właściwości tribologiczne kompozytów na osnowie stopu aluminium (AlMg5) zawierającego węgiel szklisty jako smar stały. Kompozyty te są przewidziane do wytwarzania tulei cylindrowych maszyn tłokowych, tj. sprężarek powietrza i silników spalinowych oraz cylindrów siłowników pneumatycznych. Przedstawiono wyniki badań porównawczych kompozytu zawierającego wstawki wykonane z pianki Al2O3 pokrytej węglem szklistym oraz kompozytu zawierającego wstawki z pianki wykonanej z węgla szklistego. Dodanie do stopu AlMg5 pianki Al2O3 zwiększa jej wytrzymałość na ściskanie, ale intensyfikuje tarcie i zużycie współpracującego z nim żeliwa. Zużycie kompozytu zawierającego Al2O3 podczas współpracy z trzpieniem z żeliwa GJL-250 jest ponad 2-krotnie mniejsze niż z osnowy. Obecność pianki z węgla szklistego zmniejsza tarcie i zużycie zarówno trzpienia żeliwnego (ponad pięciokrotnie), jak i osnowy. Obecność pianki Al2O3 w stopie AlMg5 pogarsza warunki odprowadzania ciepła, powodując wzrost temperatury w strefie tarcia, w warunkach tarcia technicznie suchego z żeliwem GJL-250. Temperatura w strefie tarcia kompozytu z zawartością pianki Al2O3 jest ponad 20°C wyższa niż w strefie tarcia kompozytu zawierającego piankę z węgla szklistego.

7

Designing cylinder liners made from hybrid composites containing solid lubricants

Posmyk A., Myalski J.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 1

15--19

EN

The paper presents the basic knowledge for designing cylinder sleeves made of hybrid composites containing solid lubricants. The matrix for the described composites could be aluminium wrought alloys used for manufacturing pistons, for example AlCu4Ni2Mg or cast aluminium-silicon alloys used for blocks and cylinder sleeves for engines and compressors, for example AlSi12NiCuMg. These composites should contain two kinds of reinforcing phase, i.e. strengthening Al2O3 or SiC foam and thin layers of glassy carbon. Ceramic foam increases the compressive strength and wear resistance of the composite and decreases the thermal conductivity. Glassy carbon plays the role of a solid lubricant. A cylinder sleeve manufactured of a composite containing particles or spheres of aluminium oxide will possess other properties than one made of a composite containing silicon carbide. The reason for that is the different thermal conductivity for Al2O3 (λ = 20÷30 W/(mK)) and SiC (λ =100÷130 W/(mK)). Cylinder sleeves manufactured of a composite containing ceramic foams (Al2O3 or SiC) will possess a similar, but much lower thermal conductivity (for Al2O3 foam λ = 0.2 W/(mK) and SiC foam λ = 0.12 W/(mK) at temperatures of 20÷200°C. It is very important for air compressors in which the piston rings are manufactured of composite plastics.

PL

Przedstawiono podstawy projektowania tulei cylindrowych z kompozytów hybrydowych zawierających smary stałe. Osnową opisanych kompozytów mogą być stopy aluminium do przeróbki plastycznej stosowane na tłoki, np. AlCu4Ni2Mg, lub odlewnicze stopy aluminium z krzemem stosowane na kadłuby i tuleje cylindrowe silników i sprężarek tłokowych, np. AlSi12NiCuMg. Osnowę kompozytów na cylindry siłowników mogą stanowić stopy aluminium z magnezem. Kompozyty te powinny zawierać dwa rodzaje fazy zbrojącej, tj. umacniającą piankę z tlenku aluminium lub węglika krzemu oraz cienkie warstewki węgla szklistego. Pianka ceramiczna zwiększa wytrzymałość na ściskanie i odporność na zużycie kompozytu oraz zmniejsza przewodność cieplną, a węgiel szklisty pełni rolę smaru stałego. Tuleja cylindrowa wykonana z kompozytu zawierającego cząstki lub sfery z tlenku aluminium będzie miała inne właściwości cieplne niż zawierająca cząstki SiC, ze względu na mniejszy współczynnik przewodności cieplnej (λ = 20÷30 W/(mK)) dla Al2O3) niż tuleja zawierająca węglik krzemu (λ = 100÷130 W/(mK)). Tuleje wykonane z kompozytu z osnową siluminową zawierającego cząstki z SiC będą miały lepszą stabilność wymiarową, ponieważ przewodność cieplna materiału osnowy jest zbliżona do przewodności cieplnej SiC. Tuleje cylindrowe wykonane z kompozytu zawierającego pianki z tlenku aluminium lub węglika krzemu będą miały zbliżoną przewodność cieplną, jednak znacznie mniejszą niż tuleja zawierająca cząstki, ponieważ przewodność cieplna pianki Al2O3 wynosi λ = 0,2 W/(mK), a SiC λ = 0,12 W/(mK) w temperaturze 20÷200°C. Jest to bardzo istotne w sprężarkach powietrza, w których pierścienie tłokowe są wykonane z kompozytowych tworzyw sztucznych.

8

Zużywanie w mikroskali skojarzenia żeliwny pierścień tłokowy – kompozytowa tuleja cylindrowa

Posmyk A., Bąkowski H.

Tribologia

|

2015

|

nr 3

153--162

PL

W pracy przedstawiono próbę wyjaśnienia mechanizmów zużywania skojarzenia żeliwny pierścień tłokowy/kompozytowa tuleja cylindrowa w mikroskali, używając płytkowego modelu perlitu. Do obliczeń lokalnych wartości naprężeń i odkształceń w perlicie stanowiącym osnowę żeliwa, stykającym się z włóknami zbrojącymi tulei cylindrowej zbudowano model geometryczny i wykonano obliczenia Metodą Elementów Skończonych. Do budowy modelu geometrycznego wykorzystano cechy stereologiczne ziaren perlitu i włókien zbrojących w kompozycie. W wyniku przeprowadzonych obliczeń uzyskano lokalne rozkłady wartości naprężeń i odkształceń w płytkach cementytu i ferrytu oraz w pobliżu włókna w osnowie kompozytu. Naprężenia wyliczone z użyciem modelu uproszczonego (izotropowe ziarna perlitu) są inne niż z użyciem modelu rozbudowanego (płytki cementytu i ferrytu w ziarnach perlitu). Wartości te pozwalają wyjaśnić mechanizm zużywania analizowanego skojarzenia.

EN

The paper presents an attempt to explain the mechanism of wear in a contact cast iron piston ring/composite cylinder liner analysed at a microscale by using of lamellar model of a pearlite. For calculation of local stresses and strains levels in a pearlite, which constitutes the matrix of cast iron being in a contact with reinforcing fibres in a cylinder liner, a geometrical model was built and calculations using FEM were carried out. Stereological parameters of pearlite grains and fibres in a composite were used for the construction of the geometrical model. Local distributions of stresses and strains in cementite and ferrite lamellas have been acquired as a result of calculations carried out. Stresses calculated by using the simplified model (isotropic pearlite grains) are different from those calculated by using the enlarged model (cementite and ferrite lamellas in pearlite grains). These values allow one to explain the wear mechanism of the investigated contact.

9

Combustion Engine Cylinder Liners Made of Al-Si Alloys

Orłowicz A. W., Tupaj M., Mróz M., Trytek A.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 2

71--74

EN

The paper deals with problems related to application of aluminum-silicon alloys for combustion engine cylinder liners.

10

Razrabotka matematiceskoi modeli sobstvennyh castot kolebanii cilindrovyh vtulok sudovogo dizela

Valishin A., Adamkiewicz A.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2014

|

nr 40 (112)

31--36

EN

This paper presents the results of analytical studies on determination of vibration characteristics of cylinder liners of diesel engines based on the development and application of mathematical models. Mathematical relationships for cyclic deformations in a longitudinal cylinder sleeve for circumferential and radial directions have been developed. Sufficient convergence of the model with the results of practical measurements given in the literature has been shown.

11

Possibilities of oil pockets creation by the burnishing technique

Koszela W., Pawlus P., Rejwer E., Ochwat S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2013

|

Vol. 13, no. 4

465--471

EN

This paper presents method of oil pockets creation by the burnishing (embossing) technique. Steel and ceramic forming elements were used to modify sliding surfaces. This technique allows to obtain dimples in a wide dimensional range and regular arrangement. Dimples array on machined surface depends on the forming element shape and many machining factors. Examples of textured cylinder liners surface topographies are shown. The computer software for visualization of oil pockets array on machined surface is presented in this paper.

12

Charakterystyka powierzchni tulei cylindrowych przeznaczonych do zalewania metodą Alfin

Pawlus P., Michalski J., Ochwat S.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 4

61-65

PL

Scharakteryzowano proces technologiczny tulei cylindrowych oraz sposób pomiaru i oceny struktury geometrycznej powierzchni. Półfabrykatem tulei cylindrowych był odlew wielokrotny specjalny w kształcie rury, wykonany metodą odlewania odśrodkowego poziomego. Charakteryzuje się on porowatą powierzchnią zewnętrzną, uzyskaną oddziaływaniem pokrycia formy. Powierzchnia jest oczyszczona obróbką strumieniowo-ścierną kulkami metalowymi. Tuleje cylindrowe przeznaczone są do zalewania metodą Alfin w blokach cylindrowych ze stopów aluminium. Przedstawiono analizę składu chemicznego i makrostruktury powierzchni tulei cylindrowej na poziomie mikroskopu świetlnego i elektronowego mikroskopu skaningowego z mikroanalizą składu chemicznego. Dokonano pomiaru i analizy chropowatości powierzchni. Profil tworzącej powierzchni zewnętrznej tulei cylindrowych mierzono konturografem, natomiast powierzchnię profilometrem skaningowym z czujnikiem laserowym. Podano wartości parametrów chropowatości wyodrębnionych profili wzdłuż tworzącej i obwodu powierzchni zewnętrznej tulei. Szczyty nierówności miały kształt zbliżony do kulistego. Funkcja autokorelacji powierzchni świadczy, że powierzchnia ma charakter mieszany (okresowo-losowy). Wykresy kątowe: widmowej mocy powierzchni i funkcji autokorelacji powierzchni wskazują, że jest to powierzchnia izotropowa. Zbliżone wartości udziału materiałowego i sumy kąta wzniosu profilu wzdłuż długości tworzącej i obwodu powierzchni tulei świadczą o podobnym kształcie nierówności powierzchni.

EN

Production process of cylinder liners and methods of measurement and analysis of their surface topography are described. Special multiple casting of tube shape, made by centrifugal horizontal method was the semi-product of cylinder liner. It has porous outer surface as a result of form coating. This surface is cleaned by vapor blasting method using steel balls. Cylinder liners are subjected to casting by Alfin method in cylinder blocks from aluminum alloys. The analysis of chemical constitutions and macrostructure of cylinder liner are presented. The measurement and analysis of cylinder liner surface topography was done. The profileof generating line of external cylinder liner surface was measured with contour measuring machine, but its surface topography by scanning equipment Talyscan 150 with laser sensor. The surface summits shape is similar to spherical. The analysis of areal auto-correlation function proves mixed (random-periodic) character of surface topography of cylinder liner. It was shown after the analyses of angular plots of power spectral density and autocorrelation functions that the analysed surface is isotropic.

13

Determination of cylinder liner free vibration frequencies in diesel marine engines

Valishin A., Adamkiewicz A.

Journal of Polish CIMAC

|

2012

|

Vol. 7, no 2

227-233

EN

This article presents a method to determine free vibration frequencies of cylinder liners in marine gas engines based on the power method. The cylinders were treated as thin-walled tubes getting distorted because of a long term variable load. The assumptions for the model have been made, mathematical procedure has been shown as well as a description of cylinder free vibration types. The final description of free vibrations was related to the way in which the cylinder was mounted searching for a minimum free vibration frequency.

14

Mikroobróbka laserowa warstwy wierzchniej tulei cylindrowej w aspekcie tribologicznym

Napadłek W.

Problemy Eksploatacji

|

2011

|

nr 4

27-34

PL

W pracy przedstawiono wyniki wstępnych badań laboratoryjnych oraz technologicznych przeprowadzonych na stali 41CrAlMo7 przeznaczonej do azotowania, poddanej modyfikacji laserowej. Stal ta stosowana jest do produkcji tulei cylindrowych silników spalinowych dużej mocy. Do modyfikacji warstwy wierzchniej gładzi cylindrów wykorzystano ablacyjną mikroobróbkę laserową, mającą na celu poprawę jej makro- i mikrogeometrii (oczyszczanie powierzchni i mikrodrążenie zasobników olejowych w górnej strefie tulei laserem Nd: YAG ze specjalnym systemem ogniskowania). Badaniom porównawczym poddana została topografia powierzchni ukształtowana na drodze tradycyjnej obróbki mechanicznej oraz zmodyfikowanej w wyniku mikroobróbki laserowej. Przy dobranych parametrach ablacyjnej mikroobróbki laserowej uzyskano powtarzalne tekstury geometryczne mikrozasobników oleju.

EN

The paper presents preliminary results of laboratory tests and technology carried out on steel nitriding 41CrAlMo7 intended to modify the laser-treated. This steel is used to production cylinder liners for internal combustion engines high power. To modify the surface layer cylinder walls used ablative laser micromachining, aimed at improving its macro-and microgeometry (surface cleaning and micrdrilling oil micro-cointainers in the upper sleeve area with Nd: YAG laser with a special focusing system). Comparative research has been subjected to surface topography formed by conventional machining and modified by laser micromachining. By selected parameters of laser ablation micromachining obtained regular geometric texture oil micro- cointainer.

15

Ceramic-carbon composites designed for piston group of combustion engines

Posmyk A., Wistuba H., Falkowski P.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 2

97-101

EN

The paper presents the production technology of ceramic-carbon composites designed for cylinder inserts of piston devices. Porous oxide ceramics with an assumpted porosity (20, 30 and 35%) obtained by the method of sintering grains of ceramic powder was used as a composite matrix. In the method, the sintering process is carried out in such a way that the ceramic powder particles form durable bonds (they sinter) in a properly prepared shaped sample but at the same time they do not form a dense polycrystalline material. The composite was obtained by introducing a glassy carbon precursor into the open pores of the ceramic and was then subjected to pyrolysis in the atmosphere of argon. As a result of the conducted technological tests, diverse contents of glassy carbon in the ceramic matrix were obtained. The influence of the open porosity of an oxide ceramic matrix upon the tribological properties of the fabricated composite sliding against a cast iron piston ring in the conditions of friction in air was examined. The material is destined for cylinder inserts in machines and piston devices e.g. combustion engines, air compressors and pneumatic servo-motors. The material was obtained in three consecutive stages i.e. ceramic samples with a given porosity were obtained by the gel casting method, saturation of the porous samples with a carbon precursor, and finally pyrolysis of carbon precursor introduced into the pores of oxide ceramics. The obtained ceramic-glassy carbon composite (CGC) features low thermal conductivity close to conductivity of oxide ceramics (λ = 20 W/mK), a high wear resistance and friction coefficient which allows sliding in the conditions of limited lubrication. The fabricated material was subjected to tribological tests on a pin-on-disc stand sliding against a cast iron pin in the conditions of friction in air. The friction coefficient of the examined contact largely depends upon the ceramic matrix porosity. The lowest value (μ ≈ 0.3, at p = 0.8 MPa, v = 2.5 m/s, s = 5000 m) was obtained in the contact with 30% matrix porosity. The results are the basis for further investigations on optimal chemical composition and manufacturing processes in order to reach the required utility properties. Composites manufactured upon an oxide ceramic matrix with a 30% porosity feature the best tribological properties. Such properties are achieved due to a sufficient amount of glassy carbon present in the oxide ceramics pores. Glassy carbon is marked by low shear resistance and high ceramic matrix hardness therefore low values of friction forces are possible to be reached.

PL

Opisano technologię wytwarzania kompozytów ceramiczno-węglowych przeznaczonych na tuleje cylindrowe maszyn tłokowych. Jako osnowę kompozytu zastosowano porowatą ceramikę tlenkową o założonej porowatości (20, 30 i 35%) wytworzoną metodą spiekających się ziaren proszku ceramicznego. W metodzie tej proces spiekania prowadzi się w taki sposób, aby ziarna proszku ceramicznego w odpowiednio przygotowanej kształtce utworzyły trwałe połączenia między sobą (spiekły się), nie tworząc jednocześnie gęstego polikrystalicznego spieku. Kompozyt wytworzono, wprowadzając w pory otwarte ceramiki prekursor węgla szklistego i poddając go pirolizie w atmosferze argonu. W wyniku przeprowadzonych badań technologicznych uzyskano różne zawartości węgla szklistego w ceramicznej osnowie. Przebadano wpływ porowatości otwartej ceramicznej osnowy tlenkowej na właściwości tribologiczne wytworzonego kompozytu we współpracy z żeliwnym pierścieniem tłokowych w warunkach tarcia technicznie suchego. Materiał ten jest przeznaczony na wkładki do tulei cylindrowych maszyn i urządzeń tłokowych, np. silników spalinowych, sprężarek powietrza, siłowników pneumatycznych. Materiał ten został wytworzony w trzech etapach, tj.: wytwarzanie metodą gel casting kształtek ceramicznych o zadanej porowatości, nasączanie porowatych kształtek prekursorem węgla, karbonizacja prekursora wprowadzonego w pory ceramiki tlenkowej. Wytworzony kompozyt ceramika-węgiel szklisty (CWS) charakteryzuje się małą przewodnością cieplną zbliżoną do przewodności ceramik tlenkowych (λ = 20 W/mK), odpornością na zużycie tribologiczne i współczynnikiem tarcia pozwalającym na współpracę w warunkach ograniczonego smarowania. Wytworzony materiał poddano badaniom tribologicznym na stanowisku "trzpień-tarcza" w warunkach tarcia technicznie suchego we współpracy z trzpieniem żeliwnym. Współczynnik tarcia badanych skojarzeń zależy od porowatości osnowy ceramicznej. Najniższą jego wartość (μ ≈ 0,3, przy p = 0,8 MPa, v = 2,5 m/s, s = 5000 m) uzyskano w skojarzeniu z osnową o porowatości 30%. Uzyskane wyniki są podstawą do prowadzenia badań optymalizacji składu chemicznego i procesów wytwarzania w celu uzyskania wymaganych właściwości użytkowych. Najlepsze właściwości tribologiczne wykazują kompozyty wytworzone na osnowie ceramiki tlenkowej o porowatości 30%. Przyczyną takich właściwości jest wystarczająca ilość węgla szklistego umieszczonego w porach ceramiki tlenkowej. Dzięki małej wytrzymałości na ścinanie węgla szklistego i dużej twardości osnowy ceramicznej jest możliwe uzyskanie mniejszych wartości sił tarcia.

16

Prognozowanie trwałości układu tłok-pierścienie-cylinder, silnika o zapłonie samoczynnym z wykorzystaniem modelu uszczelnienia TPC

Koszałka G.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2011

|

nr 3

40-44

PL

W artykule przedstawiono nową metodę prognozowania trwałości tłokowego silnika spalinowego, wykorzystującą wyniki pomiarów zużycia elementów układu tłok-pierścienie-cylinder oraz komputerową symulację uszczelnienia TPC silnika. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod, proponowana metoda nie wymaga wyprzedzającej znajomości zużycia granicznego, kluczowego dla dokładności prognozy, a którego wiarygodne określenie dla nowych konstrukcji jest trudne. W prezentowanej metodzie zużycie graniczne wyznaczane jest na podstawie analitycznego modelu uszczelnienia TPC. W artykule przedstawiono przykład wykorzystania metody do prognozowania trwałości samochodowego silnika o zapłonie samoczynnym.

EN

The article presents a new method for predicting the durability of an internal combustion engine, which uses results of wear measurements of components of the piston-rings-cylinder system and computer simulations of the piston ring pack. In contrast to traditional methods, the method proposed here does not require previous knowledge of wear limits, which, though crucial for precise prediction, are difficult to determine reliably in modern structures. In the method presented here, wear limits are determined on the basis of an analytical model of the piston ring pack. The article shows an example of the application of the proposed method for predicting the durability of a motor-vehicle compression-ignition engine.

17

Wykorzystanie technik optycznych do kontroli produkcji tulei cylindrowych

Wieczorowski M., Gruszka J.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 1

38-39

PL

W artykule pokazano zastosowanie optycznego systemu pomiarowego do stuprocentowej kontroli cech geometrycznych tulei cylindrowych. System został zbudowany w oparciu o urządzenie pracujące w systemie projekcyjnym, telecentrycznym. Analiza zdolności wykazała pełną przydatność systemu do postawionego zadania, zarówno pod względem dokładności jak i czasu trwania pomiaru. Procedura pomiarowa została zrealizowana w cyklu automatycznym, bez udziału operatora.

EN

In contemporary length and angle measurements optical techniques play still more and more important role. Their basic benefits are no contact between the measuring element of a device and a workpiece, as well as the significant speed of measurements. In the paper the use of an optical measuring system for 100% control of geometrical features of a cylinder liners is presented. The system was built basing on a device working in the projection, telecentric system. The analysis showed full applicability of the system to a measuring task, considering both accuracy and duration of measurements. The measuring procedure was executed in a fully automatic cycle, without participation of an operator.

18

Topografia powierzchni tulei cylindrowych kształtowanych w procesie gładzenia

Gruszka J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 2

73-78

PL

W artykule przedstawiono pojęcie topografii powierzchni gładzi tulei cylindrowej oraz parametry i cechy, które są istotne dla funkcjonowania układu tłokowo-cylindrowego w silnikach spalinowych. Przedstawiono wyniki z badań i analiz powierzchni w układzie 2D i 3D po obróbce metodą wielostopniowego gładzenia.

EN

Parameters and functional features of cylinder bearing surface are of more and more importance in modern cylinder liner designs. That is so due to new requirements for internal combustion engines within the range of oil consumption and emission of toxic constituents in exhaust gas. A description of cylinder bearing surface topography concept and connected with this parameters and features, essential for piston-cylinder set functionality in the internal combustion engines, have been presented in this paper. Test results and analyses of the surface topography in the 2D and 3D configurations after a treatment with a multistage honing method, have been presentd

19

A model scale test method for the piston ring-cylinder liner tribosystem of internal combustion engines

Schiffer J., Gódor I., Grün F., Eichlseder W.

Archive of Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. LVII, nr 4

331-341

EN

Rising technical standards of customers, legal requirements and the trend to minimize maintenance effort raise the thermal, mechanical and tribological loads on components of combustion engines. In this regard, emphasis is laid on improving the piston ring - cylinder liner tribosystem, one with the highest energy losses. An efficient performance has to be guaranteed during its lifetime. Tribological investigations could be carried out on engine test benches, but they are highly cost-intensive and time-consuming. Therefore, a damage-equivalent test methodology was developed with the analogous tribological model, "ring-on-liner". The research was carried out under two characteristic operating conditions. One with a "standard" operating system, modelled in line with ideal lubrication conditions, and the other "extreme abrasive" operating system, typical to a system running on a lubricant contaminated by abrasive particles. To optimize the tribological loading capacity of the cylinder liner, with focus on these two operating conditions, numerous nitride coatings have been investigated. The key aspects being seizure resistance, running-in characteristics and long term wear behaviour.

PL

Rosnące wymagania techniczne ze strony odbiorców, wymagania prawne i trend w kierunku minimalizacji wysiłku związanego z konserwacją prowadzą do wzrostu mechanicznych, termicznych i trybologicznych obciążeń elementów silników spalinowych. Z tych względów kładzie się nacisk na poprawę jakości systemu trybologicznego pierścień tłokowy - tuleja cylindra, w którym występują największe straty energii. Wydajna praca tego systemu powinna być zagwarantowana przez cały czas jego życia. Badania trybologiczne można prowadzić na stanowiskach do prób silnikowych, lecz są one bardzo kosztowne i czasochłonne. Z tego względu opracowano metodologię badań, równoważną badaniom niszczącym, przeprowadzanych na analogowym modelu trybologicznym typu "pierścień w tulei". Badania były prowadzone dla dwu charakterystycznych rodzajów warunków roboczych. Pierwszy, "standardowy" system działania, jest modelowany przy założeniu idealnych warunków smarowania; system drugi, z "ekstremalnym ścieraniem", jest typowy dla pracy w warunkach, gdy środek smarny jest zanieczyszczony cząsteczkami ściernymi. Koncentrując się na dwu wymienionych systemach działania, optymalizowano obciążalność trybologiczną tulei cylindra badając różne rodzaje pokryć azotkowych. Aspektami kluczowymi były odporność na zatarcie, charakterystyki docierania i długookresowe charakterystyki zużycia.

20

A method of automotive engine life forcasting on the basis of laboratory start- ups test

Koszałka G., Niewczas A., Kordos P.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 2

207-215

EN

The results of previously conducted research shows that in the case of automotive engines wear accompanying engine start-ups has significant contribution to the total wear of cylinder liner. Thus, it was assumed that wear of the liner measured after high number of start-ups can be representative for given conditions of engine operation in the vehicle and can be used to forecast engine life. The paper describes a new method of automotive engine durability prediction on the basis of wear measured after so called start-ups test. The start-ups test consists of series of repeatable cycles during which engine is started-up in precisely established temperature and operates for short time with no load and then is shut down and cooled down. To conduct the new test it is indispensable to obtain data regarding start-up conditions. But these data can be precisely determined on the basis of simple measurements made on any existing engine installed in a vehicle used in expected way. Moreover, the cost of the new test is significantly lower (minimal fuel consumption, engine does not have to be installed on dynamometer stand) and duration is shorter than in the case of standard tests. Considering advantages of the new start-ups test, it can be recommended as a part of the test stand reliability research of automotive engines. The developed method is simple and short and can be a complementary one to existing standard reliability research methods.