2-18-15

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕНКИ, ОБРАЗУЮЩЕЙ КАМЕРУ СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ГОРНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ

Е. В. Рябко

Рябко Е. В. Математическая модель и результаты расчета температуры стенки, образующей камеру сгорания дизельного двигателя горно-транспортной машины // Известия УГГУ. 2018. Вып. 2(50). С. 107-113. DOI 10.21440/2307-2091-2018-2-107-113

Актуальность. Поверхность крышки цилиндра дизеля горно-транспортной машины со стороны камеры сгорания испытывает переменные во времени воздействия температуры рабочих газов. Изменение во времени температуры рабочих газов вызывает в цилиндровой крышке переменные во времени градиенты температур, вследствие чего возникают механические напряжения. Перспективным направлением является исследование параметров и процессов, протекающих в деталях силовой дизельной установки и оказывающих влияние на бесперебойную работу эксплуатируемых горно-транспортных машин.
Целью статьи является разработка методики расчета температурных полей стенки, образующей камеру сгорания дизеля горно-транспортной машины.
Методология исследований основывается на применении численных методов решения задач нестационарной теплопроводности.
Результаты работы и область их применения. Исследование температурных полей в деталях силовой дизельной установки позволит улучшить условия эксплуатации горнотранспортных машин. Для выполнения исследований разработана математическая модель процесса изменения температуры в слоях огневого днища крышки цилиндра дизеля горно-транспортной машины, которая учитывает средний коэффициент теплоотдачи в течение цикла и градиент температур, изменяющийся во времени. С помощью математической модели определено изменение температуры в слоях крышки цилиндра. Рассмотренная методика может применяться для оценки теплонапряженного состояния деталей дизельных двигателей горно-транспортных машин. Область применения математической модели не ограничивается только крышками цилиндров, при необходимом количестве исходных данных можно решать сложные задачи теплопроводности в силовой дизельной установке горно-транспортной машины. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают адекватность математической модели процесса изменения температуры в огневом днище крышки цилиндра дизельного двигателя горно-транспортной машины.

Ключевые слова: горно-транспортная машина; силовая дизельная установка; цилиндро-поршневая группа; крышка цилиндра; температурное
поле; теплоотдача; математическая модель.

ЛИТЕРАТУРА


1. Ferrit. Global Mining Solution. 2015. URL: http://ferrit.cz/ru/produkty/podvesnoj-transport
2. Becker Mining Systems. 2018. URL: http://becker-mining.com
3. Гнайдинг Э. Презентация фирмы «СМТ Шарф» и новые разработки. Дальнейшее расширение производственной программы // Глюкауф. 2011. №1. С. 24–27.
4. Pieczora E., Dobrzaniecki P., Kaczmarczyk K., Suffner H. Development of underground diesel transportation machines // Mining machinery. 2016. Vol. 34, № 2. Р. 20–32.
5. Рябко Е. В. Анализ факторов, влияющих на надежность дизельных силовых установок карьерных и рудничных локомотивов // Вестник ДонНТУ. 2017. № 3 (9). С. 44–51.
6. Гутаревич В. О., Рябко К. А., Рябко Е. В. Проблемы и направления совершенствования экологических характеристик горно-транспортных машин с дизельной установкой // Вестник ДонНТУ. 2018. № 1 (11). С. 12–17.
7. Чайнов Н. Д., Заренбин В. Г., Иващенко Н. А. Тепломеханическая напряженность деталей двигателей. М.: Машиностроение, 1977. 152 с.
8. Попов В. М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М.: Энергия, 1971. 214 с.
9. Ролле И. А. Повышение ресурса крышек цилиндров тепловозных дизелей: дис. ... канд. техн. наук. СПб.: ПГУПС, 2006. 130 с.
10. Barchenko F. B., Bakulin V. N. Calculation of the Thermal Loading of the Cylinder-Piston Group of the Automobile Engine // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2017. Vol. 90, № 3. Р . 657–664.
11. Jahangirian S., Srivastava A., Hosseini S., Ballard S. A Multi-Physics 3D Modeling Methodology for Multi-Cylinder Diesel Engine Thermal Management and Fatigue Life Prediction // SAE Int. J. Mater. 2015. № 8 (3). Р . 893–904. DOI: 10.4271/2015-01-0671.
12. Zhang H., Lin Z., Xing J. Temperature feld analysis to gasoline engine piston and structure optimization // Journal of Theoretical & Applied Information Technology. 2013. Vol. 48, №. 2. Р . 904–910.
13. Menacer B. Thermodynamic Analysis of a Turbocharged Diesel Engine Operating under Steady State Condition // Journal of Applied Fluid Mechanics. 2016. Vol. 9, № 2. Р . 573–585.
14. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. 416 с.
15. Yusha V. L. The estimation of thermal conditions of highly-cooled long-stroke stages in reciprocating compressors // Procedia Engineering. 2015. Vol. 113. Р . 264–269.
16. Коваленко А. Д. Основы термоупругости. Киев: Наук. думка, 1970. 308 с.

Лицензия Creative Commons
Все статьи, размещенные на сайте, доступны по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная