Theoretical and Experimental Evaluation of Performance of a CNG Engine and the Pistons Fatigue Lives Employing Modified Fatigue Criteria - Shariyat, M.; Jazayeri, S.A.; Fathi Sola, J. (Проблемы прочности, 2012)
Представлена систематизированная методика теоретической оценки рабочих характеристик газового двигателя внутреннего сгорания и параметров усталостного разрушения его поршней и выполнена ее экспериментальная верификация путем натурных испытаний двигателя. Методика включает в себя моделирование процессов внутреннего сгорания и теплопередачи, кинематический и динамический анализы движущихся частей двигателя, анализ переходного термоупругого процесса и усталостного разрушения при комплексном термомеханическом нагружении. Расчетные значения давления и температуры для различных углов поворота кривошипно-шатунного механизма хорошо согласуются с экспериментальными данными. Результаты расчета характеристик теплопередачи подтверждаются данными экспериментальных измерений с помощьютермодатчиков Templugs. Движущаяся система считается не дискретной, а непрерывной с точно моделируемыми нелинейными многоточечными контактными реакциями. При расчетах усталостной долговечности используются модифицированные критерии Мак-Диармида и Финдли для многоцикловой усталости, предложенные одним из авторов этой работы. Выполнена их верификация с помощью экспериментальных данных. Методика может использоваться для оценки целесообразности преобразования бензинового двигателя в газовый. Расчетные данные о различных усталостных характеристиках, полученные при термомеханическом нагружении, подтверждают точность предложенных критериев усталости и показывают, что срок службы поршня двигателя внутреннего сгорания существенно уменьшается, если вместо бензина используется природный газ.