madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1616Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиСравнительный анализ методов повышения стабильности теплового состояния базовых теплонапряженных деталей (узлов) форсированных среднеоборотных дизелейComparative Analysis of Methods for Enhancing the Thermal State Stability of Critical Thermally Loaded Components in High-Boost Medium-Speed Diesel EnginesЧайновНиколай ДмитриевичChainovNikolay D.

д-р техн. наук, проф.

Doctor of Sciences (Technical), professor

ndchainov@yandex.ruКраснокутскийАндрей НиколаевичKrasnokutskyAndrey N.

доцент

associate professor

krasnokutsky07@mail.ruПанфиловРоман ВладимировичPanfilovRoman V.

 аспирант

Postgraduate

pnfltk@yandex.ruМГТУ им. Н.Э. БауманаРоссияBMSTURussian Federation20263006202602(48)77Copyright © Чайнов Н.Д., Краснокутский А.Н., Панфилов Р.В., 20262026Чайнов Н.Д., Краснокутский А.Н., Панфилов Р.В.Chainov N.D., Krasnokutsky A.N., Panfilov R.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1616

В статье рассматривается повышение герметичности газового стыка форсированного среднеоборотного дизеля (СОД) с подвесной конструкцией втулки цилиндра. Цель работы – оценить эффективность различных вариантов дополнительного охлаждения крышки цилиндров и провести сравнительный анализ данных вариантов. В результате трёхмерного конечно-элементного анализа получены поля температур рассматриваемого узла «крышка-втулка» цилиндра, включая зону газового стыка. Проведено сравнение различных методов охлаждения зоны повышенного нагрева и сделаны выводы о рациональности применения того или иного метода. Приведены рекомендации по снижению температуры в зоне газового стыка и повышению его работоспособности в условиях форсирования двигателя. Дополнительно выполнена оценка влияния конструктивных изменений системы охлаждения на распределение температурных градиентов в теплонапряженных элементах цилиндрового узла. Рассмотрены особенности формирования локальных зон перегрева, определяющих уровень термических деформаций и снижение надежности уплотнения газового стыка. Определены наиболее эффективные направления интенсификации теплоотвода, обеспечивающие уменьшение максимальных температур и повышение ресурса базовых деталей двигателя без существенного усложнения конструкции и увеличения эксплуатационных затрат. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и модернизации форсированных среднеоборотных дизелей различного назначения с целью повышения их надежности и долговечности.

The paper addresses the enhancement of gas joint sealing integrity in a boosted medium-speed diesel engine with a suspended-type cylinder liner design. The objective of the study is to evaluate the effectiveness of various supplementary cooling strategies for the cylinder head and to perform a comparative analysis. As a result of three-dimensional finite element analysis, temperature fields of the cylinder head–liner assembly, including the gas joint region, were obtained. Various methods of cooling the high-temperature zone were compared, and conclusions were drawn regarding the feasibility and effectiveness of their application. Recommendations are provided for reducing temperatures in the gas joint area and improving its operational reliability under engine boosting conditions.

шпилькагазовый стыкпрокладкатепловое состояниеохлаждениекрышка-втулкаstudgas jointgasketthermal statecoolingcylinder head-cylinder linerReferencesЧайнов, Н. Д. Оценка работоспособности и повышение герметичности газового стыка форсированных среднеоборотных дизелей / Н. Д. Чайнов, А. Н. Краснокутский, А. В. Капшуков // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2017. – № 6(687). – С. 51-57. – DOI 10.18698/0536-1044-2017-6-51-57. – EDN YUQQIP.Chainov N.D., Krasnokutsky A.N., Kapshukov A.V. Ocenka rabotosposobnosti I povyshenie germetichnosti gazovogo styka forsirovannyh sredneoborotnyh dizelei [The evaluation of the performance and improvement of the sealing of the gas joint in forced medium-speed diesel engines]. Izvestiya vyshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, 2017, № 6, pp. 51–57. (In Russ.).Конструирование двигателей внутреннего сгорания. Учебник / Н. Д. Чайнов, Н. А. Иващенко, А. Н. Краснокутский, Л. Л. Мягков. – Москва : Машиностроение, 2011. – 504 с. – ISBN 978-5-94275-575-1. – EDN RAYEDB.Chainov N.D., Krasnokutsky A.N., Myagkov L.L. kn. Konstruirovanie dvigateley vnutrennego sgoraniya [Design of combustion engines]. М.: Mashinostroenie, 2018. - 496 p. (In Russ.).Панфилов, Р. В. Повышение работоспособности деталей в форсированных среднеоборотных дизелях, подвергающихся высокому тепловому воздействию / Р. В. Панфилов, Н. Д. Чайнов, А. Н. Краснокутский // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2025. – № 4(46). – EDN LECCNO.Panfilov R.V. Povyshenie rabotosposobnosti detaley v forsirovannykh sredneoborotnykh dizeleyakh, podvergayushchikhsya vysokomu teplovomu vozdeystviyu [Enhancing the performance of components exposed to high thermal stress in turbocharged medium-speed diesel engines] / R. V. Panfilov, N. D. Chainov, A. N. Krasnokutskiy // Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura. – 2025. – № 4(46). – EDN LECCNO.Романов, Н. Н. Основы теории теплообмена / Н. Н. Романов, А. А. Кузьмин, Е. Ф. Харитонова. – Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, 2017. – 116 с. – EDN ZAEUDJ.Romanov, N. N. Osnovy teorii teploobmena / N. N. Romanov, A. A. Kuz'min, E. F. Haritonova. – Sankt-Peterburg : Sankt-Peterburgskij universitet Gosudarstvennoj protivopozharnoj sluzhby Ministerstva Rossijskoj Federacii po delam grazhdanskoj oborony, chrezvychajnym situaciyam i likvidacii posledstvij stihijnyh bedstvij, 2017. – 116 s. – EDN ZAEUDJ.Чайнов, Н. Д. Повышение работоспособности базовых теплонапряженных деталей форсированных среднеоборотных дизелей / Н. Д. Чайнов, А. Н. Краснокутский, Р. В. Панфилов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2025. – № 7(784). – С. 95-101. – EDN QLICQS.Chainov N.D., Krasnokutsky A.N., Panfilov R.V. Improving performance of the basic heat-stressed parts of a forced medium-speed diesel engine. BMSTU Journal of Mechanical Engineering, 2025, no. 7, pp. 95–101.Прокопенко, Н. И. Экспериментальные исследования двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие / Н. И. Прокопенко. – Санкт-Петербург: Лань, 2022. – 592 с. – ISBN 978-5-8114-1047-7.Прокопенко, Н. И. Экспериментальные исследования двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие / Н. И. Прокопенко. – Санкт-Петербург: Лань, 2022. – 592 с. – ISBN 978-5-8114-1047-7.Балагин, О. В. Учебно-методическое пособие к выполнению практических работ при изучении дисциплины «Локомотивные энергетические установки»: учебно-методическое пособие / О. В. Балагин, Д. В. Балагин. – Омск: ОмГУПС, 2022. – 32 с.Балагин, О. В. Учебно-методическое пособие к выполнению практических работ при изучении дисциплины «Локомотивные энергетические установки»: учебно-методическое пособие / О. В. Балагин, Д. В. Балагин. – Омск: ОмГУПС, 2022. – 32 с.Хорош, А. И. Дизельные двигатели транспортных и технологических машин: учебное пособие / А. И. Хорош, И. А. Хорош. – 2-е изд., испр. – Санкт-Петербург: Лань, 2022. – 704 с. – ISBN 978-5-8114-1278-5.Хорош, А. И. Дизельные двигатели транспортных и технологических машин: учебное пособие / А. И. Хорош, И. А. Хорош. – 2-е изд., испр. – Санкт-Петербург: Лань, 2022. – 704 с. – ISBN 978-5-8114-1278-5.

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