Мягков Леонид Львович

В данной работе была разработана система струйного охлаждения поршня высокофорсированного двигателя. При помощи численного моделирования в ANSYS CFX была определена зависимость эффективности охлаждения от расхода масла через форсунку, диаметр соплового отверстия, количества сопел и их угла наклона. Выбрано рациональное сочетание этих параметров соответствующее максимальному значению коэффициента теплоотдачи. Выполнен расчет температурного поля поршня в нестационарной постановке. Установлено, что использование разработанной системы охлаждения позволило снизить максимальную температуру поршня на 73,7° C, а температуру в зоне первой канавки под кольцо на 50,3° C . Таким образом, увеличивается ресурс поршня или появляется возможность увеличить степень форсирования при сохранении исходного ресурса.

В данной статье исследуются факторы, определяющие интенсивность теплоотдачи при струйном охлаждении поршня. При помощи численного моделирования решена нестационарная задача гидродинамики и теплообмена течения масла по поверхности поршня. Проведен анализ обтекания охлаждаемой поверхности поршня масляной пленкой. Наибольшее влияние на значение коэффициента теплоотдачи оказывает относительная скорость струи. Наилучшая эффективность струйного охлаждения поршня достигается при условии, что начальная скорость струи на срезе сопла больше максимальной скорости поршня.

В статье приведен обзор методов оценки выносливости базовых деталей поршневых двигателей. Рассматриваются такие методики как детерминистская, статистические и дислокационный подход. Детерминистские и статистические методы расчета требуют большого количества экспериментальных данных, либо задают большой запас, что приводит к необоснованному перерасходу материала и избыточной массе деталей. Потенциально, дислокационный подход позволяет более точно определять повреждаемость детали в различных точках, имеющих различное напряженно-деформированное состояние.