Движение поршня в цилиндре вращения с бесконечной малостью влияния деформации сдвига шатуна

Рассмотрена проблема обеспечения движения поршней с бесконечной малостью влияния деформации сдвига шатунов в поршневых двигателях внутреннего сгорания с рядным расположением цилиндров вращения, где для передачи движения поршней кривошипам коленчатого вала применен трехзвенный кривошипно-шатунный механизм с размещением в общей плоскости или в параллельных плоскостях взаимно перпендикулярных осей цилиндров вращения и коленчатого вала. Предложен способ движения поршня по поверхности косого открытого геликоида в цилиндре вращения с исключением неопределенности среднего зазора (натяга) в сопряжениях при селективной сборке гильз цилиндров и поршней. Предложенный способ обеспечивает с прохождением ограниченного ходом поршня нормированного участка его пути возвращение шатуна в состояние равновесия при перекладке поршня в верхней мертвой точке от одной стенки цилиндра к другой, исключает одностороннее изнашивание юбки поршня, изгиб и скручивание стержня шатуна, заклинивание поршня при движении в цилиндре вращения, возникающее в том числе из-за неизбежного искажения формы цилиндрических поверхностей деталей в различных сечениях и точках. Угол уклона при вершине направляющего конуса с перекосом поршня при движении в цилиндре вращения с бесконечной малостью влияния деформации сдвига шатуна задает направление в сторону вогнутости винтового движения поршня проходящей через касательную к винтовой поверхности соприкасающейся плоскости с компланарно размещенными в ней векторами абсолютных скорости и ускорения по нормали к соответствующей высоте поршня прямолинейной образующей в подвижной системе координат естественного треугольника.
EDN: LRSSSN, https://elibrary/lrsssn

Литература

[1] Dudareva N.Yu., Enikeev R.D., Ivanov V.Yu. Thermal protection of internal combustion engines pistons. Procedia Eng., 2017, vol. 206, pp. 1382–1387, doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.10.649

[2] Baskov V., Ignatov A., Polotnyanschikov V. Assessing the influence of operating factors on the properties of engine oil and the environmental safety of internal combustion engine. Transp. Res. Proc., 2020, vol. 50, pp. 37–43, doi: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2020.10.005

[3] Dolatabadi N., Littlefair B., De la Cruz M. et al. A transient tribodynamic approach for the calculation of internal combustion engine piston slap noise. J. Sound Vib., 2015, vol. 352, pp. 192–209, doi: http://doi.org/10.1016/j.jsv.2015.04.014

[4] Chigrik N. The method of assembly an equal number of parts of eponymous dimensional groups. AIP Conf. Proc., 2024, vol. 3154, art. 020002, doi: http://doi.org/10.1063/5.0202064

[5] Chigrik N. The method of assembly an equal number of parts of eponymous intermediate and extreme dimensional groups. AIP Conf. Proc., 2024, vol. 3243, art. 020111, doi: http://doi.org/10.1063/5.0247484

[6] Glukhov V.I., Grinevich V.A., Shalay V.V. Tolerance system for linear maximum material sizes and their inspection by calibers. J. Phys.: Conf. Ser., 2019, vol. 1210, art. 012050, doi: http://doi.org/10.1088/1742-6596/1210/1/012050

[7] Glukhov V.I., Grinevich V.A., Shalay V.V. The linear sizes tolerances and fits system modernization. J. Phys.: Conf. Ser., 2018, vol. 998, art. 012012, doi: http://doi.org/10.1088/1742-6596/998/1/012012

[8] Tsai J.-C., Chou T.-T., Chang V. Statistical analysis of contact stiffness for shaft-bearing assembly with tolerancing and fit. Procedia CIRP, 2020, vol. 92, pp. 45–50, doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.05.170

[9] Laurent P., Rouetbi O., Anselmetti B. Tolerance analysis of hyperstatic mechanical systems with deformations. Procedia CIRP, 2018, vol. 75, pp. 244–249, doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.04.059

[10] Noppachai S., Suthep B. Decision making for effective assembly machined parts selection using fuzzy AHP and fuzzy logic. Mater. Today: Proc., 2020, vol. 26-2, pp. 2265–2271, doi: http://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.491

[11] Ghandi S., Masehian E. Review and taxonomies of assembly and disassembly path planning problems and approaches. Comput. Aided Des., 2015, vol. 67–68, pp. 58–86, doi: https://doi.org/10.1016/j.cad.2015.05.001

[12] Kannan S.M., Pandian R.G. A new selective assembly model for achieving specified clearance in radial assembly. Mater. Today: Proc., 2021, vol. 46–17, pp. 7411–7417, doi: http://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.1229

[13] Caputo A.C., Di Salvo G. An economic decision model for selective assembly. Int. J. Prod. Econ., 2019, vol. 207, pp. 56–69, doi: http://doi.org/10.1016/j.ijpe.2018.11.004

[14] Xuguang T., Jian Z., Peiyou X. Wear resistance mechanism of engine piston skirt coating under cold start condition. Eng. Fail. Anal., 2020, vol. 118, art. 104912, doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104912

[15] Wang Y., Yao C., Barber G.C. et al. Scuffing resistance of coated piston skirts run against cylinder bores. Wear, 2005, vol. 259, no. 7–12, pp. 1041–1047, doi: https://doi.org/10.1016/j.wear.2004.12.005

[16] Zhongjian P., Yi Z. Numerical investigation into high cycle fatigue of aero kerosene piston engine connecting rod. Eng. Fail. Anal., 2021, vol. 120. art 105028, doi: http://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105028

[17] Zhou S., Shuqing K. Analysis of quality defects in the fracture surface of fracture splitting connecting rod based on three-dimensional crack growth. Results Phys., 2018, vol. 10, pp. 1022–1029, doi: http://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.08.022

[18] Strozzi A., Boldini A., Giacopini M. et al. A repertoire of failures in connecting rods for internal combustion engines, and indications on traditional and advanced design methods. Eng. Fail. Anal., 2016, vol. 60, pp. 20–39, doi: http://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.11.034

[19] Uma Maheswara Rao S.V., Hanumanta Rao T.V., Satyanarayana K. et al. Fatigue analysis of sundry i.c engine connecting rods. Mater. Today: Proc., 2018, vol. 5, no. 2–1, pp. 4958–4964, doi: http://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.12.073

[20] Deulgaonkar V.R., Ingolikar N., Barkar A. et al. Failure analysis of diesel engine piston in transport utility vehicles. Eng. Fail. Anal., 2021, vol. 120, art. 105008, doi: http://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.105008