Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, гильза, микродуговое оксидирование, керамическое покрытие, тепловой расчет, коэффициент теплопроводности.

Представлены методика и результаты исследования теплового состояния гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с керамическим покрытием на рабочей поверхности. Рассмотрено влияние толщины и коэффициента теплопроводности керамического покрытия, сформированного методом микродугового оксидирования, на тепловое состояние детали. Описана методика, разработанная для проведения термического расчета гильзы с использованием возможностей программы SolidWorks Simulation. Показания температуры определялись под покрытием в трех зонах по высоте гильзы: в верхнем поясе гильзы, в зоне движения поршня и в нижнем поясе. Каждая из зон различалась задаваемыми граничными условиями, которые максимально были приближены к реальным условиям работы гильзы. Приведены результаты исследования теплового состояния гильзы без покрытия. Также получена математическая зависимость величины снижения температуры поверхности гильзы от толщины покрытия и его коэффициента теплопроводности.
.pdf

Ключевые слова: осевая турбинная ступень, вычислительная гидрогазодинамика, пакет Ansys CFX, переменные аэродинамические силы, нестационарный поток, аэродинамическое взаимодействие лопаточных венцов, межвенцовый осевой зазор, отношение шагов лопаток.

Периодическая нестационарность потока в современных газотурбинных установках вызывает переменность аэродинамических сил, действующих на рабочие лопатки, снижает их вибрационную надежность, и приводит к дополнительным потерям кинетической энергии потока. Цель работы — на основе численного исследования аэродинамических характеристик турбинных ступеней выработать рекомендуемые диапазоны безразмерных геометрических параметров — с точки зрения снижения возбуждающих вибрации лопаток нестационарных нагрузок и минимизации потерь кинетической энергии (т. е. максимизации уровня внутреннего КПД турбины). В данной работе исследовалось влияние межвенцового зазора и отношения шагов лопаток в турбинной ступени ЛПИ-1.
.pdf

Ключевые слова: судовые дизели, оценка работоспособности, остаточный ресурс, методы диагностирования, инструментальный контроль, математический аппарат.

Рассмотрены вопросы оценки работоспособности судовых дизелей по показателю остаточного ресурса при использовании различных методов диагностирования. Выполнен анализ преимуществ и недостатков методов диагностирования с применением инструментального контроля состояния рабочих параметров и с использованием анализа результатов регистрации внутрицилиндровых процессов. Приведены методы оценки состояния дизеля с целью определения мероприятий для восстановления остаточного ресурса, регламентированные для применения в атомной энергетике. Показано, что не существует универсальных диагностических методов, гарантирующих точную оценку работоспособности и остаточного ресурса судовых дизелей.
.pdf

Ключевые слова: дизельный двигатель, нефтяное дизельное топливо, растительное масло, самовоспламенение, цетановое число.

Разработана методика сравнительного анализа критериев воспламеняемости растительных масел в камере сгорания дизеля. Она включает определение факторов, оказывающих влияние на цетановое число растительных масел, и определение наиболее значимых из этих факторов. Показано, что цетановое число растительных масел зависит от температуры их воспламенения в закрытом тигле, от содержания в маслах олеиновой кислоты и предельных жирных кислот. Проведен корреляционный анализ этих зависимостей. Установлено, что наибольшей плотностью корреляции обладает зависимость цетанового числа растительных масел от температуры их воспламенения в закрытом тигле.
.pdf

Ключевые слова: дизельное топливо, этанолсодержащая эмульсия, диоксид молибдена, повышение стабильности, цетановое число, задержка воспламенения, температура горения.

Объект исследования — высококонцентрированная ЭТЭ с присадкой комплексного действия. Задача исследования — изучение действия дисульфида молибдена в качестве координирующей присадки к топливу. Ц ель — теоретическое обоснование процесса выбора, разъяснение механизма и эффективности действия координирующей присадки на основе дисульфида молибдена на процессы стабилизации и кинетику процесса горения высококонцентрированных ЭТЭ. Методы исследования — теоретический анализ и экспериментальная проверка.
.pdf

Ключевые слова: дизельный двигатель, холодный пуск, прогрев, износ, гильза, поршень, смазка, неполнота сгорания, активация топлива, температура ОС.

На основании результатов аналитических и экспериментальных исследований установлено, что при прогреве двигателя сгорает примерно от 10 до 15 % впрыснутого в камеру сгорания топлива, а остальное, в виде пара и конденсата выбрасывается в окружающую среду. Установлены основные причины низкой эффективности процесса сгорания в периоды пуска и послепускового прогрева. Цель исследования — оптимизация параметров прогрева дизельного двигателя после холодного пуска. Показано, что в период прогрева продолжительностью 6 минут доля несгоревшего топлива снижается с 60–70 до 10 %. Далее, процессы, характеризующие энергопотоки в период послепускового прогрева, постепенно стабилизируются. Экспериментальные исследования показали, что относительно эффективной и экономически выгодной является активация топлива в топливопроводах перед форсунками, а наиболее оптимальный вариант — непосредственно в форсунках.
.pdf

Ключевые слова: д.т.н., проф. М.Г. Круглов,100-летие со дня рождения, МГТУ им. Н.Э. Баумана, научные работы, педагогическая деятельность, звания и награды, ГКНТ СССР, государственная служба.

В сентябре 2021 г. Научно-техническая общественность и профессиональное сообщество отрасли двигателестроения России отметили 100-летие со дня рождения профессора Михаила Георгиевича Круглова — крупнейшего ученого и государственного деятеля Советской и Российской школы двигателестроения. Научные труды проф. Круглова М.Г. в области развития теории рабочих процессов поршневых ДВС благодаря их научному уровню и масштабности, до сих пор остаются актуальными и являются основополагающими в программах подготовки высококвалифицированных научных и конструкторских кадров отрасли двигателестроения.
.pdf

Ключевые слова: судовые дизеля, выбросы частиц, черный углерод, методы измерения, распределение PM по размерам, биотоплива различного состава, содержание кислорода, снижение выбросов частиц.

К числу вредных выбросов судовых дизелей относятся NOx, SOx и твердые частицы. Показано, что снижение содержания серы в судовом топливе способствует снижению РМ и черного углерода, рассмотрены методы измерения частиц и факторы, влияющие на результаты их измерения. Выполнено измерение распределения частиц по размерам и их массовой концентрации в ОГ для двух типов судовых дизелей, а именно, высокооборотного четырехтактного двигателя 3L13AHS мощностью 73,55 кВт и малооборотного двухтактного двигателя 3UEC33LSII-Eco мощностью 1275 кВт при работе на топливе MDO с низким и высоким содержанием серы. Измерение распределения частиц по размерам производилось двумя способами — методом горячего разбавления и методом разбавления с охлаждением с использованием системы разбавляющего туннеля (по ИСО 8178-1). При этом частицы разделялись на две части — растворимые органические вещества (SOF — Soluble organic fraction) и нерастворимые органические вещества (ISF — Insoluble organic fraction), а размеры частиц определялись с помощью сканирующего измерителя подвижности частиц (SMPS — Scanning mobility particle sizer) и электрического импактора низкого давления (ELPI — Electric low pressure impactor). Выполнено исследование влияния степени разбавления и температуры разбавляющего воздуха на распределение частиц по размерам и их массовую концентрацию со следующими результатами.
1. При измерениях с помощью SMPS во всем диапазоне условий эксперимента диаметр частиц не превышал 100 нм.
2. Сравнение распределения частиц по размерам, измеренного методом горячего разбавления и методом разбавления с охлаждением, свидетельствует о возникновении капель летучих компонентов внутри разбавляющего туннеля.
3. В двухтактных двигателях при повышении нагрузки размеры частиц увеличиваются, что можно объяснить их коагуляцией, вызванной броуновским движением.
4. В случае использования ELPI распределение частиц по размерам носит бимодальный характер, выявляемый при анализе весовой концентрации.
5. Численная концентрация частиц диаметром до 100 нм в отработавших газах четырехтактных двигателей выше, чем двухтактных.

Проблема глобального потепления, вызванная выбросами двуокиси углерода при сжигании минерального топлива требует принятия срочных мер. Не менее серьезную проблему представляет собой истощение ресурсов ископаемого топлива, в связи, с чем вызывает интерес использование в качестве альтернативы биотоплив из растительных масел. Выполнены систематические исследования, связанные с изучением экономических и экологических характеристик двигателей, работающих на биодизеле, а также особенностей сгорания таких биотоплив, как метиловый эфир пальмового масла (PME), метиловый эфир кокосового масла (CME) и метиловый эфир рапсового масла (RME). Однако, поскольку биодизель состоит из нескольких видов метилового эфира жирных кислот (FAME), определить основные факторы, влияющие на характеристики сгорания биодизеля довольно трудно. С целью детального изучения этих характеристик использовалась визуализация факела сгорания биодизеля, происходящего в специальной камере сгорания постоянного объема под высоким давлением. Температура пламени и концентрация сажи анализировались методом двухцветной пирометрии излучения пламени. Необходимые условия в камере сгорания создавались за счет сжигания водорода в обогащенной смеси кислорода и воздуха. Для подачи топлива использовалась аккумуляторная система впрыска с электронным управлением. Давление и температура в камере перед впрыском топлива устанавливались на уровне соответственно 3 МПа и 985 K. Регистрация процесса сгорания факела производилась с помощью высокоскоростной цветной видеосъемки. Как выяснилось, при температуре в камере порядка 1000 K вид топлива и содержание FAME в смеси на задержку самовоспламенения почти не влияют. Температура пламени заметно падает при снижении содержания кислорода в камере, при этом ее изменение в зависимости от вида топлива и содержания FAME очень малы. По сравнению с дизелем при сгорании FAME образуется меньше сажи. Главной причиной этого является большее содержание кислорода в их составе. Перевод выполнен к.т.н. Г. Мельником.
.pdf