madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1198Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиПрофилирование юбки составного поршня ДВСProfiling the two-piece piston skirt of an ICEСмирновСергей ВладимировичSmirnovSergei V.

канд. техн. наук, доц.

Ph.D., associate professor

smirnov-sv@rudn.ruВоробьевАлександр АлексеевичVorobyevAlexander A.

ассистент

assistant

vorobyev-aa@rudn.ruРУДНРоссияRUDNRussian Federation20233003202301(35)1616Copyright © Смирнов С.В., Воробьев А.А., 20232023Смирнов С.В., Воробьев А.А.Smirnov S.V., Vorobyev A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1198

Основными направлениями развития современного энергетического машиностроения является повышение мощностных, улучшение экономических и экологических показателей с обеспечением высокой надежности работы двигателя. Одним из основных узлов, влияющих как на надежность работы поршневого двигателя, так и на мощностные и экономические показатели является поршневая группа двигателя. В работе представлена методика проектирования юбки поршня, направленная на разработку конструкции, обеспечивающей преимущественно гидродинамический режим трения в сопряжении «юбка поршня – цилиндр». Исследования гидродинамических параметров в сопряжении выполнялись с учетом деформаций юбки поршня от гидродинамических давлений и тепловой нагрузки, а также особенностей вторичного движения юбки поршня. Проведены расчетные и экспериментальные исследования с использованием программного пакета ANSYS, разработанных авторами программ и испытательного стенда. Представлены результаты исследований, выполненные для юбки составного поршня дизеля, и предложен профиль юбки, обеспечивающий преимущественно гидродинамический режим трения в сопряжении «юбка поршня – цилиндр».

Тhe main directions of development of modern power engineering industry are increasing power, improving economic and environmental performance with high reliability of the engine. One of the main components affecting both the reliability of the piston engine and the power and economic performance is the cylinder-piston group. The article presents the piston skirt design methodology aimed at developing a design that provides a predominantly hydrodynamic mode of friction in the "piston skirt-cylinder" conjunction. Studies of the hydrodynamic parameters in the conjunction were performed taking into account the deformations of the piston skirt from hydrodynamic pressures and thermal loading, as well as the peculiarities of the secondary movement of the piston skirt. Computational and experimental studies were carried out using the ANSYS software package, the programs developed by the authors and the test stand. The results of studies performed for the two-piece piston skirt of a diesel engine piston are presented, on the basis of which, for the investigated skirt design the profile that provides mainly hydrodynamic lubrication in conjunction "piston skirt - cylinder" is proposed.

юбка поршняцилиндро-поршневая группанапряженно-деформированное состояниепрофилирование юбки поршня.piston skirtcylinder-piston groupstress-strain statepiston skirt profilingReferencesПутинцев, С.В. Введение в трибологию поршневых двигателей / С.В. Путинцев – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 183 с.Putinsev, S.V. Vvedenie v tribologiju porshnevyh dvigatelej (Introduction to Tribology of Piston Engines), Moscow, Bauman Moscow State Technical University, 2018, 183p.Gosh, M.K. Fundamentals of Fluid Film Lubrication / M.K. Gosh, B.C. Majumdar, M. Sarangi – Tech M, 2014 – 469 с.Gosh, M.K. Fundamentals of Fluid Film Lubrication, Tech M, 2014, 469 p.Макаров, А.Р. Математическое моделирование движения поршня в цилиндре / А.Р. Макаров, С.В. Смирнов, С.В. Осокин // Известия МГТУ. – 2014. – №2 (20). – с.24-29.Makarov A.R., Smirnov S.V., Osokin S.V. Izvestija MGTU, 2014. No. 2(20), pp.24-29.Engine testing ATZ/MTZ-Fachbuch / Wiesbaden: Springer Fachmedien, 2016. c. 115–280.Engine testing ATZ/MTZ-Fachbuch, Wiesbaden: Springer Fachmedien, 2016. pp. 115–280.Meiser, J. Friction Power Measurements of a Fired Gasoline Engine Influence of Piston Skirt Geometry / J. Meiser, T. Deuß, H. Ehinis, R. Künzel // MTZ worldwide №79, 2018. с. 50-57.Meiser J., Deuß T., Ehinis H., Künzel R. Friction Power Measurements of a Fired Gasoline Engine Influence of Piston Skirt Geometry, MTZ worldwide, No. 79, 2018. pp. 50-57.Конструирование двигателей внутреннего сгорания: Учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» направления подготовки «Энергомашиностроение» / Н.Д. Чайнов, Н.А. Иващенко, А.Н. Краснокутский, Л.Л Мягков; под ред. Н.Д. Чайнова. – М: Машиностроение, 2008. – 496 с.Chajnov N.D., Ivashhenko N.A. , Krasnokutskij A.N. , Mjagkov L.L. Konstruirovanie dvigatelej vnutrennego sgoranija (Designing internal combustion engines), Moscow, Mechanical Engineering, 2008, 496 p.Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния юбки поршня двигателя внутреннего сгорания на безмоторном стенде / С. В. Смирнов, В. В. Копылов, А. Р. Макаров [и др.] // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. – 2019. – Т. 20. – № 4. – С. 285-292. – DOI 10.22363/2312-8143-2019-20-4-285-292.Smirnov S.V., Kopylov V.V., Makarov A. R., Vorobyev A.A., Shkarin K.V. Vestnik rossijskogo universiteta druzhby narodov. Serija: inzhenernye issledovanija, 2019, No. 4, pp. 285-292.Программа для составления матрицы податливости юбки поршня / А.А. Воробьев, С.В. Смирнов. – Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2021664565. РФ. зарег. 09.09.2021г.Vorobyev A.A, Smirnov S.V. RU Computer program № 2021664565, 09.09.2021г.Путинцев, С.В. Механические потери в поршневых двигателях: специальные главы конструирования, расчета и испытаний [Электронный ресурс] // М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. –Режим доступа: http://wwwcdl.bmstu.ru/e2/putintsev1.pdf (дата обращения: 20.06.2018).Putinsev, S.V. Mehanicheskie poteri v porshnevyh dvigateljah: special'nye glavy konstruirovanija, rascheta i ispytanij (Mechanical Losses in Piston Engines: Special Chapters in Design, Calculation, and Testing) Moscow, Bauman Moscow State Technical University, 2011, p.288, available at: http://wwwcdl.bmstu.ru/e2/putintsev1.pdf.Путинцев, С.В. Снижение механических потерь в автотракторных двигателях внутреннего сгорания : дис. … д-ра технических наук : 05.04.02, 05.02.04. / Путинцев Сергей Викторович. – М., 1997. – 385 с.Putinsev, S.V. Snizhenie mehanicheskih poter' v avtotraktornyh dvigateljah vnutrennego sgoranija (Reduction of mechanical losses in internal combustion engines), Doctors thesis, Moscow, Bauman Moscow State Technical University, 1997, 385 p.Гинцбург, Б.Я. Профилирование юбок поршней / Б.Я. Гинцбург, Г.Я. Васильченко, Н.С. Судойский, Цимеринов И.А. – М: Машиностроение, 1973. – 89 с.Gincburg B.Ja., Vasil'chenko G.Ja., Sudojskij N.S., Cimerinov I.A. Profilirovanie jubok porshnej (Piston skirt profiling), Moscow, Mechanical Engineering, 1973. – 89 p.Смирнов, С. В. Профилирование юбки составного поршня двигателя внутреннего сгорания / С. В. Смирнов, И. А. Заев, А. А. Воробьев // Двигателестроение. – 2022. – № 3(289). – С. 15-31. – DOI 10.18698/jec.2022.3.15-31.Smirnov S.V., Zaev I. A., Vorobyev A.A. Dvigatelestroenie, 2022, – No. 3(289), pp. 15-31.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.