XÂY DỰNG MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN BIÊN NHIỆT TRÊN PÍT TÔNG - XI LANH ĐỘNG CƠ DIESEL 4 KỲ PHUN NHIÊN LIỆU TRỰC TIẾP

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Dạng tài liệu

BB

Tác giả

Nguyễn Văn Dương, Phạm Xuân Phương, Lê Tiến Dương

Nhan đề

XÂY DỰNG MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN BIÊN NHIỆT TRÊN PÍT TÔNG - XI LANH ĐỘNG CƠ DIESEL 4 KỲ PHUN NHIÊN LIỆU TRỰC TIẾP

Nhan đề tiếng anh

DEVELOPING A MODEL TO DETERMINE THERMAL BOUNDARY CONDITIONS ON PISTON-CYLINDER OF 4-STROKE DIRECT-INJECTION DIESEL ENGINES

Nguồn trích

Journal of Science and Technique

Năm xuất bản

2025

Số

1

Trang

5

ISSN

Từ khóa

Từ khóa tiếng anh

Tóm tắt

Ngày nay, điều kiện biên nhiệt trên các bề mặt pít tông - xi lanh có thể được xác định bằng thực nghiệm hoặc dựa trên việc tổng hợp kinh nghiệm từ các nghiên cứu trước đó. Tuy nhiên, phương pháp thực nghiệm quá phức tạp, phương pháp còn lại có độ tin cậy thấp và không đảm bảo cân bằng năng lượng trong nhóm pít tông - xi lanh. Vì vậy, các tác giả đề xuất một mô hình kết hợp giữa phần mềm tính toán chu trình nhiệt, mô đun tính toán điều kiện biên nhiệt “BCOPC” do các tác giả thiết kế và phần mềm mô phỏng FEM để xác định điều kiện biên nhiệt tương đương trên các bề mặt pít tông - xi lanh. Mô hình sử dụng các thuật toán để mô hình hóa chuyển động tương đối giữa các chi tiết trong nhóm pít tông - xi lanh và thiết lập mối liên hệ truyền nhiệt không gián đoạn giữa môi chất công tác - pít tông - xéc măng - xi lanh - chất làm mát. Ứng dụng mô hình để tính toán điều kiện biên nhiệt trên các bề mặt pít tông - xi lanh động cơ Paxman185, D80, 4Ch9,5/11. Kết quả cân bằng năng lượng trong nhóm pít tông - xi lanh với độ lệch tương đối lớn nhất là 3,9% khi tính toán cho động cơ Paxman185. Như vậy, mô hình có thể được sử dụng để xác định điều kiện biên nhiệt trên các bề mặt pít tông - xi lanh động cơ diesel 4 kỳ phun nhiên liệu trực tiếp.

Tóm tắt tiếng anh

Nowadays, thermal boundary conditions on piston-cylinder surfaces can be determined experimentally or based on the synthesis of experience from previous studies. However, the experimental method is too complicated, the remaining method has low reliability and does not ensure energy balance in the piston-cylinder group. Therefore, the author proposes a model combining thermal cycle calculation software, the thermal boundary condition calculation module "BCOPC" designed by the author and FEM simulation software to determine equivalent thermal boundary conditions on piston-cylinder surfaces. The model uses algorithms to model the relative motion between the details in the piston-cylinder group and establishes an uninterrupted heat transfer relationship between the working medium - piston - piston ring - cylinder - coolant. The model is applied to calculate the thermal boundary conditions on the piston-cylinder surfaces of Paxman185, D80, 4Ch9.5/11 engines. The energy balance results in the piston-cylinder group with the largest relative deviation of 3.9% when calculating for the Paxman185 engine. Thus, the model can be used to determine the thermal boundary conditions on the piston-cylinder surfaces of 4-stroke direct-injection diesel engines.

Kí hiệu kho

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] Duong, N. V.; Pham, P. X. (2023), Determining thermal equivalent boundary conditions for piston surfaces,Transport and Communications Science Journal
[2] Liu, X.; Cheng, D.; Zhou, J.; Zheng, Q.; Mi, X. (2017), Fluid-structure heat transfer of piston with oil oscillation and in-cylinder local transfer,Chemical Engineering Transactions
[3] Zhang, Y.; Yan, Y.; Yang, R.; et al. (2022), Study of in-cylinder heat transfer boundary conditions at variable altitudes,Frontiers in Energy Research
[4] Thắng, Đ. T. (2016), Tính toán sức bền các chi tiết động cơ đốt trong bằng phương pháp phần tử hữu hạn,
[5] Ломакин, Г. В.; Мацулевич, М. А. (2014), Методика оценки граничных условий для теплового состояния поршня,Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение»
[6] Mahajan, K.; Deshmukh, S. (2016), Structural and thermal analysis of piston,International Journal of Current Engineering Technology
[7] Trujillo, E. C.; Jiménez-Espadafor, F. J.; Villanueva, J. A. B.; García, M. T. (2011), Estimation of cylinder inner surface temperature in air-cooled engine,Applied Thermal Engineering
[8] O’Hara, P.; Duarte, C.; Eason, T. (2009), Finite element analysis of 3D heat transfer problems with sharp thermal gradients,Computer Methods in Applied Mechanics Engineering
[9] Baker, D. M.; Assanis, D. (1994), Coupled thermodynamic and heat transfer analysis of a diesel engine,Applied Mathematical Modelling
[10] Liu, Y.; Lei, J.; Wang, D.; et al. (2022), Experimental and simulation study on heat transfer of aluminium alloy piston,Scientific Reports
[11] Розенбит, Г. Б. (1977), Теплопередача в дизелях,
[12] Hohenberg, G. F. (1979), Advanced approaches for heat transfer calculations,SAE Technical Paper
[13] Барченко, Ф. Б. (2017), Расчет коэффициента теплоотдачи от поршневого кольца к втулке цилиндра,Известия высших учебных заведений
[14] Duong, N. V.; Bilohub, O. V. (2019), Determination of boundary conditions for calculation thermo stressed condition of piston,Aerospace Technic and Technology
[15] Woschni, G. (1967), A universally applicable equation for instantaneous heat transfer coefficient in engine,SAE Technical Paper
[16] Dương, N. V. (2024), Nghiên cứu phương án cải tiến kết cấu nhằm giảm tải trọng cơ, nhiệt của pít tông động cơ diesel 10D100,Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật
[17] Jankowski, A.; Kowalski, M. (2017), Design of a new alloy for internal combustion engines pistons,Proceedings of the 7th Intl. Conf. on Mechanics and Materials in Design
[18] Szmytka, F.; Salem, M.; Rezai-Aria, F.; Oudin, A. (2015), Thermal fatigue analysis of automotive diesel piston,International Journal of Fatigue
[19] Silva, F. (2006), Fatigue on engine pistons – A compendium of case studies,Engineering Failure Analysis
[20] Белогуб, А. В.; Нгуен, В. З.; Линьков, О. Ю.; Кравченко, С. А. (2016), Разработка конструкции «легкого» поршня для дизелей типа Д100,Двигатели Внутреннего Сгорания