Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния юбки поршня двигателя внутреннего сгорания на безмоторном стенде

В статье представлены особенности разработанной авторами методики профилирования юбки поршня, приведены основные параметры, влияющие на условия смазывания юбки поршня и величину механических потерь. В расчетных исследованиях даны основные формулы для определения толщины масляного слоя в сопряжении «юбка поршня - цилиндр» для оценки характера трения. Для определения деформаций используется метод конечных элементов на пространственной модели поршня. Для верификации конечно-элементной модели был разработан стенд для экспериментальных исследований. В статье описаны разработанный стенд, методика проведения и результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния юбки составного поршня, полученные на данном стенде, выполнен сравнительный анализ результатов расчетных и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния юбки составного поршня дизеля. Исследование показало, что разработанный стенд может применяться для верификации математических моделей расчета напряженно-деформированного состояния юбки поршня в опытном производстве поршней двигателя внутреннего сгорания для ускорения и удешевления процесса разработки их конструкции. Результаты экспериментальных исследований, полученные на стенде, также могут быть использованы в качестве исходных данных для разработанной математической модели динамики движения поршня и профилирования юбки поршня.

An experimental study of the stress-strain state of the engine piston skirt on the engineless stand

The article describes the features developed by the authors of the profiling method of the piston skirt, provides the main parameters that affect the lubrication conditions of the piston skirt and the magnitude of mechanical losses. In computational studies, the basic formulas are given for determining the thickness of the oil layer in a piston skirt - cylinder sleeve conjunction to assess the nature of friction. To determine the deformations, the finite element method is used on the spatial model of the piston. To verify the finite element model, a stand for experimental studies was developed. The article describes the developed stand, the methodology and results of experimental studies of the stress-strain state of the two-piece piston skirt obtained at this stand and a comparative analysis of the results of the calculated and experimental studies of the stress-strain state of the two-piece piston skirt of a diesel engine. The research results showed that the developed stand can be used to verify mathematical models for calculating the stress-strain state of the piston skirt in the pilot production of internal combustion engine pistons to accelerate and reduce the cost of the piston design development process, as well as the results of experimental studies obtained at the stand, can be used as initial data for the developed mathematical model of the dynamics of the movement of the piston and the profiling of the piston skirt.