Нгуен В. З. Розробка конструкції поршня середньообертового дизеля із застосуванням модернізованого методу визначення термонапруженого стану

В роботі розглянуті існуючі і запропоновано методи моделювання температурного і термонапруженого стану складеного поршня на сталому і перехідних режимах роботи дизеля, застосування яких дозволило запропонувати нову конструкцію поршня дизеля типу Д-100 маса якого зменшена на 45% (до 22 кг). Запропоновано алгоритм процесу визначення граничних умов (ГУ) на поршні. Показано, що при визначенні ГУ для нестаціонарних режимів роботи необхідно враховувати час перехідного процесу. Для цього визначено зміну температури поршня, теплових властивостей робочої рідини та засобів охолодження з плином часу. Моделі ГУ розроблено для всіх поверхонь поршня – камери згоряння (КЗ) – через модель робочого процесу; внутрішньої – охолоджуваної маслом; бокової – з урахуванням зазору і/або контакту. ГУ по КЗ визначено за розробленою програмою теплового розрахунку робочого процесу, яка дозволила дослідити модельний процес із застосуванням відомих формул теплообміну (α-формул). Показано, що α-формула Г. Б. Розенбліта більш за все підходить для досліджень дизеля типу Д-100. ГУ по внутрішній поверхні поршня визначено з урахуванням змінного прискорення поршня. ГУ по боковій поверхні визначено з урахуванням змінної швидкості руху газу в зазорі. Запропоновано формули щодо визначення коефіцієнта тепловіддачі газів в зазорах зі стінкою поршня. Моделювання на всіх етапах роботи проведено як для запропонованого, так і для порівняння для штатного поршня. Показано, що нова конструкція холодніше до 40К (на поверхні КС поршня) і напруга менше до 30 МПа (на поверхні КС поршня).