Поршни распределение температур в них

Положение камеры сгорания, эксцентричное по отношению к оси поршня, позволяет впускать в нее воздух тангенциально и этим увеличивать скорость вихрей и улучшать процесс смесеобразования. Вместе с тем такое положение камеры сгорания вызывает неравномерное распределение температур в головке поршня и его тепловую перегрузку. В новых конструкциях дизелей, работающих по М-про- [c.140]

Распределение температур в днищах поршней показано на фиг. 83. [c.292]

Вообще, можно сказать, что форма донышка по] ш я в камере по фиг. 199 является нерациональной в отношении теплоотвода и распределения температур по донышку поршня. Особенно затруднен отвод теплоты от центрального выступа донышка поршня. [c.164]

Рис. 465. Распределение температур по поршню двигателя ЗИЛ-130 при 3600 об мин и 100%-ной нагрузке

Тепловому состоянию поршня, который подвергается воздействию больших газовых и инерционных нагрузок, уделяется большое внимание. В автомобильных и тракторных двигателях допускается максимальная температура для алюминиевого поршня 300- 350° С для поршней из чугуна 400- 450° . Данные по температуре в центре днища поршня для разных оборотов вала двигателя ЗИЛ-130 представлены на рис. 464. (кривая 3). Если рассмотреть распределение температуры по поршню (рис. 465), то можно установить различие температур, определяемое конструкцией детали, разными условиями подвода и отвода тепла. [c.272]

Из всех деталей дизеля в наиболее тяжелых условиях работает поршень. Со стороны камеры сгорания он подвергается воздействию газов с температурой до 2000° С и давлением до 130 кгс/см . Температура отдельных зон поршня может достигать 500° С, что снижает прочностные свойства материала. Из-за конструктивных различий в подводе и отводе тепла в поршне имеет место неравномерное распределение температуры. Это создает значительные термические напряже- ния и деформации, которые могут привести к образованию трещин и задиров-. Под действием циклических изменений температуры газов в поверхностных слоях поршня (со стороны камеры сгорания) возникают переменные температурные напряжения, способные вызывать образование треш,ин термической усталости. Циклические изменения давления газов в цилиндре создают в поршне переменные напряжения, приводящие к механической усталости материала. [c.3]

Распределение температуры в поршне, как в осесимметричном цилиндрическом теле, определяют по уравнению Фурье дТ X I д т . дт [c.64]

Рис. 37. Разбивка на блоки зоны уплотнительного кольца поршня дизеля Д50 (а) и распределение температуры в ней (б)

Рис. 41. Расчетная схема поршня с учетом тронка (а) и распределение температуры в нем (б) при условиях

Термические напряжения можно разделить на три вида напряжения, возникающие от неравномерного стационарного распределения температуры в теле поршня, которые достигают максимальных значений при работе дизеля на номинальном режиме циклические напряжения в поверхностных слоях головки под воздействием переменных тепловых потоков в течение одного рабочего цикла дизеля , нестационарные напряжения, возникающие в теле поршня при пусках дизеля, переменах режима и остановках. [c.125]

В поршнях могут одновременно действовать девять видов напряжений. В зависимости от их конструкции, технологии изготовления и условий эксплуатации некоторые виды напряжений могут иметь наибольшие значения, а отдельные—отсутствовать. В 1 гл. II было сказано, что при расчете поршни с некоторыми допущениями можно заменять осесимметричным цилиндрическим телом, в котором имеется стационарное распределение температуры. Напряжения и деформации [c.125]

Величины напряжений, возникающих в поршне как в цилиндрическом теле с неравномерным распределением температуры, определяются [c.126]

Для расчета термических напряжений (рис. 70, а) задается распределение температуры в головке и вдоль юбки. Для головки поршня с масляным охлаждением можно принимать температуру наружной [c.135]

Термические напряжения и деформации от стационарного распределения температуры. Исследования [43] с использованием электрических моделей упругого поля показали, что под воздействием распределения температуры, имеющейся на номинальном режиме (см. рис. 49), головка поршня дизеля Д50 получает, радиальные смещения по краю до 1,5 мм (рис. 84, а), а вблизи оси пальца около 0,6 мм. В осевом направлении центр днища смещается до 1,2 мм, а край — до 1,5 мм. [c.160]

Рис. 97. Влияние масляного охлаждения и расположения масляной полости на уровень и распределение температуры в поршне из алюминиевого сплава а — вариант поршня без охлаждения б — поршень с масляной полостью против зоны колец в — масляная полость приближена к торцу головки

С. Эффект охлаждения можно еще увеличить путем приближения масляной полости к торцу головки. На рис. 98 показано распределение температуры в трех наиболее распространенных конструкциях поршней с масляным охлаждением при одинаковом расходе масла через них [77]. Из сравнения температурных полей видно, что поршень с охлаждаемой полостью имеет более низкие температуры по сравнению с залитым змеевиком. Так, в зоне канавки первого кольца температура около 160° С (вместо 200 °С), по краю головки 245—250 (вместо 280— 285°С), а в центре днища 255—260° С (вместо 285—290°С). По снижению температуры поршни с полостью превосходят конструкции со змеевиками, однако уступают им по прочности. [c.181]

При уменьшении длины юбки и сохранении распределения температуры в ней по одной и той же кривой напряжения в головке и юбке уменьшаются. Но в то же время изменение закона распределения температуры (см. рис. 41, меняется показатель к) оказывает значительное влияние на напряжения. В реальных конструкциях поршней возможности изменения распределения температуры вдоль юбки [c.183]

При одинаковых размерах, условиях подвода и отвода тепла уровень температуры и распределение ее в поршне определяются величиной коэффициента теплопроводности его материала К. Величины термических напряжений определяются не только распределением температуры, а также коэффициентом линейного расширения материала а, модулем упругости Е и коэффициентом Пуассона ц. При одинаковом уровне напряжений наиболее долговечной будет конструкция, выполненная из материала с более высокими прочностными свойствами пределом прочности на растяжение о,,, пределом текучести а , пределом усталостной прочности а 1. Уровень термических напряжений от стационарного распределения температуры можно оценивать пока- [c.187]

Образование трещин в поршнях вызывается почти всегда совместным действием статических (остаточных, монтажных, термических от стационарного распределения температуры) и знакопеременных напряжений (от сил давления газов и циклических термических). В зависимости от конструкции и условий эксплуатации изменяются уровень и соотношения между статическими и знакопеременными напряжениями по сечениям поршня. В свою очередь материалы, применяемые для изготовления поршней, по-разному сопротивляются воздействию знакопеременных и статических напряжений. Связь между ними выражается диаграммами предельных напряжений, на которых статические и циклические напряжения низкой частоты откладываются по горизонтальной оси, а циклические напряжения высокой частоты — по вертикальной оси от прямой линии, проходящей под углом 45° через начало координат. [c.194]

Рис. 143. Распределение температур (в °С) по днищу поршня дизеля ЯМЗ-238

Рпс. 254. Распределение температур Б поршнях [c.412]

Рассмотрение графиков распределения температур в юбке поршня позволило установить, что максимальный перепад темпе-372 [c.372]

Фиг. 131. Распределение температур в алюминиевом поршне авиационного двигателя (по данным инж. П. И, Орлова).

Обращает на себя внимание зависимость температуры частей поршня от нагара на днище, а также очень равномерное распределение температур у медного поршня, что объясняется особо высоким коэфициентом теплопроводности меди. [c.224]

Расчетное исследование теплового и напряженно-деформированного состояния опытного поршня дизеля ЧН 21/21, конструкция которого была специально разработана в ЦНИДИ для использования при высоком наддуве до = 2,5 МПа, проводилось для двух вариантов головок поршней. Основное конструктивное отличие рассматриваемых вариантов головок состоит в том, что при одинаковой форме камеры сгорания вариант П по сравнению с вариантом I имеет более тонкое днище и более глубокое поднутрение в гребне. Таким образом, главное внимание при расчетном исследовании сосредоточено на анализе влияния жесткости или металлоемкости днища и гребня на распределение температуры, а также механических и температурных напряжений в головке составного поршня. Все рассуждения относительно осесимметричной схематизации геометрической формы головки составного поршня и действующей на него нагрузки, высказанные ранее применительно к поршню дизеля ЧН 26/26, остаются в силе и в данном случае. Оба варианта конструкции головки имеют ярко выраженные тонкостенные элементы и при разбиении на конечные элементы следует иметь в виду существование моментного напряженного состояния. Поэтому аппроксимация тонкостенных элементов конструкции осуществлена несколькими слоями конечных элементов по толщине. Схемы разбивки вариантов конструкций головки поршня сеткой конечных элементов приведены на рис. 9.7 и 9.8. [c.152]

Рассматриваемая цилиндровая втулка двухтактного дизеля с противоположно движущимися поршнями (ПДП), часть которой представлена на рис. 10.1, имеет вертикальные ребра со стороны охлаждения. В районе камеры сгорания наблюдается изменение диаметра цилиндра с 300 до 230 мм. С помощью опорного фланца втулка фиксируется в блоке. В районе радиусного перехода в теле втулки имеются сверления для форсунок и клапана пускового воздуха. Полость охлаждения образуется между втулкой и надетой на нее рубашкой. Как видно, сложная нерегулярная конфигурация конструкции исключает возможность использования для анализа ее напряженно-деформированного состояния осесимметричную постановку задачи. Кроме того, условия формирования потока рабочего тела в камере сгорания приводят к значительной неравномерности распределения температур по внутренней поверхности втулки как в осевом направлении, так и по ее периметру. Указанное обстоятельство существенно усложняет расчеты. Таким образом, определение напряженно-деформированного состояния исследуемой цилиндровой втулки в общем случае сводится к решению методом конечных элементов трехмерной задачи теории упругости. [c.188]

Приведенные формулы позволяют оценить температуры по образующей стакана поршня, что очень важно для оценки работоспособности поршня. Однако знание распределения температур в донышке в ряде случаев не менее важно. В общем случае [c.139]

Положение камеры сгорания, эксцентричное по отношению к оси поршня, позволяет впускать в нее воздух тангенциально и этим увеличивать скорость вихрей и улучшать процесс смесеобразования. Вместе с тем такое положение ка .1еры сгорания вызывает неравномерное распределение температур в головке поршня и его тепловую перегрузку. В новых конструкциях дизелей, работающих по М-процессу, камера сгорания расположена обычно вдоль оси поршня (см. рис. 322). [c.139]

Еще более сложное распределение температур имеет поршень тракторного дизеля Д-37М (рис. 466). В днище поршня несиммет- [c.272]

Температура стенок цилиндра обычно в верхней части не превышает 135- -140° С, данные по температуре в верхней части цилиндра двигателя ЗИЛ-130 при работе с полной нагрузкой представлены на рис. 464 (кривая 5). Условия охлаждения цилиндра значительно лучше, чем стенок камеры сгорания или поршня, кроме этого поверхность цилиндра не соприкасается с газами в момент максимальной теплоотдачи. В нижней части цилиндра, на уровне днища поршня при положении последнего в н. м. т., температура 90- 100° С. Неравномерность распределения температуры по окружности цилиндра в двигателе с жидкостной системой охлаждения незначительна и только при воздушной системе охлаждения перепад температур по окружности цилиндра ввиду одностороннего подвода охлаждающего воздуха может достигнуть 20-г--4-40° С. Применение дефлектирования цилиндров улучшает охлаж- [c.273]

На электрических моделях очень эффективно можно производить исследования распределения температуры и тепловых потоков в наиболее напряженных зонах поршней. В поршнях дизелей Д.50 [13] и М756 [21] изучалось распределение температуры вблизи уплотнительного кольца. Для этого зона кольца поршня дизеля Д50 (рис. 37) была увеличена в несколько раз, а кольцо представлено 20 блоками (вместо одного) с размерами каждого по высоте 1,2 мм и длине (по радиусу) 2,0 мм. На границы такой модели задавалось распределение температуры, снятое с электрической модели для всего сечения поршня. На рис. 37,6 видно движение тепловых потоков вблизи кольца тепло в него поступает через нижнюю плоскость канавки в самом кольце тепло идет в радиальном направлении и передается гильзе, а от нее к воде. [c.75]

Испытания на статическом стенде [40] с нанесением двуокиси циркония толщиной 1,0 мм на головку поршня дизеля 2Д100 дали уменьшение теплоотдачи в масло на 30% и выравнивание распределения температуры в головке по краю днища она снизилась на 80, а в центре — на 20° С. [c.123]

Под воздействием неравномерного распределения температуры в головке-поршня дизеля Д50 на номинальном режиме возникают значительные (для алюминиевого сплава) радиальные и окружные напряжения 00 (рис. 84, б и в). Осевые напряжения очень малы и только на небольшом участке наружной поверхности центра днища величина их достигает 350 кгс/см . Малы также касательные напряжения т (не более 100 кгс/см ). Наибольшие величины радиальных напряжений имеются в центре днища с внутренней стороны. Здесь появляют - [c.160]

Цилиндры, изготовленные из специального чугуна, имеют оребрение почти на всю длину хода поршня. Для уплотнения зазора между головкой и цилиндром служит стальная прокладка. Благоприятное распределение температуры по цилиндру достигается конструкцией направляющих воздушных кожухов. Головка цилиндров отлита из легкого сплава в кокиль и сильно оребрена. В ней размещаются основная камера сгорания, вихревая камера, впускные и выпускные каналы. Стойки и коромысла клапанов закрыты крышкой клапанного механизма. Температурный зазор в толкателях клапанного механизма, вследствие применения штанг толкателей из специального легированного легкого сплава, практически не меняется при различной температуре двигателя. [c.590]

Фиг. 132. Распределение температур авиационном поршне и [цилиндре (по данным Hall).

Фиг. 134. Распределение температур в стенках и донышке чугунных, алюминиевых и электронных поршней автомобильных двигателей (по данным Ридля)

При рассмотрении теплового и напряженно-деформированного состояния серийного поршня дизеля ЧН 21/21 есть все основания ограничиться четвертью конструкции, вырезанной двумя взаимно перпендикулярными и проходящими через ось поршня плоскостями симметрии. Анализируя теплонапряженность поршня при его положении в верхней мертвой точке, указанные условия симметрии для некоторых составляющих нагрузки необходимо выполнять достаточно строго. Этими составляющими являются силы инерции, силы давления газов и силы реакции, действующие по опорной поверхности бобышки. Вместе с тем экспериментальные данные показывают, что четырехклапанная конструкция крышки цилиндра, а также организация очистки и наполнения цилиндра в известной мере обусловливают закон распределения температуры в поршне, при котором с незначительными допущениями тоже выполняются условия так называемой четвертной симметрии. Таким образом, не умаляя общности задачи расчета теплона-176 [c.176]

В представленной на рис. 9.29 расчетной модели поршня в явном виде не присутствуют компрессионные кольца. Вместе с тем условия теплообмена в них существенно влияют на распределение температуры в теле поршня. В данном случае, вероятно, имеет смысл использовать предложенную в работе [16] тепловую модель, которая эквивалентна теплопередаче в компрессионных кольцах в реальных условиях. Модель определяет эквивалентное тепловое сопротивление компрессионного кольца с прилегающим участком поршня, на основании которого для принятой расчетной схемы можно задать коэффициент теплопередачи от соответствующего участка тронковой поверхности во втулку.- [c.177]

На рис. 92 приведено распределение температур в неохлаждаемом алюминиевом норшне четырехтактного быстроходного комбинированного двигателя. Наиболее нагретой является центральная часть днища поршня. [c.246]

Значительно сложнее обстоит вопрос с температурным полем. Скорость выравнивания температуры газа в цилиндре двигателя меньше скорости движения поршня. Поэтому при сгорании топлива в один и тот же момент времени в разных точках цилиндра может существовать значительная разность температур, достигающая сотен градусов. Вопрос распределения температур в цилиндре постоянного объема в процессе сгорания топлива исследовался еще в 1906 г. Гипкинсоном [561. Им был обнаружен значительный градиент температур при сгорании гомогенной топливо-воздушной смеси. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...