Повышение работоспособности базовых теплонапряженных деталей форсированных среднеоборотных дизелей

Вследствие постоянного форсирования среднеоборотного дизельного двигателя в его базовых деталях и узлах существенно возрастает тепловая напряженность. Рассмотрена задача снижения тепловой напряженности крышки цилиндра форсированного среднеоборотного дизеля. Приведены результаты численного моделирования теплового состояния цилиндрового комплекта, включающего в себя крышку с клапанами и втулку. Рассмотрены две конструкции крышки цилиндра — серийной и с локальной полостью охлаждения в области выпускного канала. Предложены варианты, позволяющие снизить температуру элементов цилиндрового комплекта до необходимых значений, а также повысить работоспособность дизельного двигателя, включая его газовый стык. Приведены расчетные зависимости, с помощью которых можно определить граничные условия теплообмена рассмотренных деталей для последующего математического моделирования теплового состояния цилиндрового комплекта в программном комплексе ANSYS. Выполнено сравнение двух конструкций крышки цилиндра.
EDN: QLICQS, https://elibrary/qlicqs

Литература

[1] Чайнов Н.Д., Краснокутский А.Н., Капшуков А.В. Оценка работоспособности и повышение герметичности газового стыка форсированных среднеоборотных дизелей. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2017, № 6, с. 51–57, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2017-6-51-57

[2] Чайнов Н.Д., Белов В.В., Кольцов В.Я. Повышение надежности газового стыка дизеля с воздушным охлаждением. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 1983, № 4, с. 67–70.

[3] Чайнов Н.Д., ред. Конструирование двигателей внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2008. 494 с.

[4] Рыжов В.А. Четыре поколения двигателей типоразмерного ряда Д49. Двигателестроение, 2020, № 4, с. 35–40.

[5] Рыжов В.А. Перспективы развития высокофорсированных тепловозных дизелей Коломенского завода. Тяжелое машиностроение, 2002, № 9, с. 52–54.

[6] Салтыков М.А. Опыт создания высокофорсированных дизелей в ОАО «Коломенский завод», его итоги и перспективы применения в отечественном машиностроении. Вестник Машиностроения, 2009, № 1, с. 72–80.

[7] Bergles A.E., Rosenow W.M. The determination of forced-convection surface-boiling heat transfer. J. Heat Transfer., 1964, vol. 86, no. 3, pp. 365–372, doi: https://doi.org/10.1115/1.3688697

[8] Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Москва, Атомиздат, 1979. 416 с.

[9] Лабунцов Д.А. К вопросу о неразвитом кипении жидкости. Теплоэнергетика, 1957, № 9, с. 64–67.

[10] Валиашвили Н.В., Гаврюшин С.С. Сопротивление материалов и конструкций. Москва, Юрайт, 2024. 429 с.

[11] Никитин Е.А. Семейство дизелей Д49. Двигателестроение, 1979, № 3, с. 1–6.

[12] Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-14. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[13] Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 720 с.

[14] Чайнов Н.Д., Салтыков М.А., Раенко М.И. и др. Особенности математического моделирования напряженно-деформированного состояния крышки цилиндра форсированного среднеоборотного дизеля. Двигателестроение, 2006, № 4, с. 8–11.

[15] Никитин Е.А., Улановский Э.А., Рыжов В.А. Способ работы двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ 2164300. Заявл. 23.02.1999, опубл. 20.03.2001.