автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Влияния интенсивности масляного охлаждения на тепловое состояние поршней ДВС

На правах рукописи

Кареньков Алексей Вячеславович

Влияния интенсивности масляного охлаждения на тепловое состояние поршней ДВС

Специальность 05.04.02 —тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва — 2006

Работа выполнена на кафедре «Поршневых двигателей» МГТУ им. Н.Э.Баумана

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Чайнов Николай Дмитриевич кандидат технических наук, доцент Мягков Леонид Львович доктор технических наук, профессор Петриченко Михаил Романович кандидат технических наук Русинковский Сергей Юрьевич

Ведущая организация: ФГУП «НАМИ», г. Москва

Защита состоится « ^ » УЮ^В 2006 года в 14 час на

заседании диссертационного совета Д212.141.09 в Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана по адресу: 105005, Москва, Рубцовская наб., д. 2/18, учебно-лабораторный корпус, ауд.947.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного технического университета им. Н.Э.Баумана.

Автореферат разослан « Ф » 2006г.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу:105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5, МГТУ им. Н.Э. Баумана, канцелярия, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.141.09.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Проектирование поршневых двигателей внутреннего сгорания, отвечающих современным требованиям по токсичности отработавших газов, топливной экономичности и сроку безотказной работы, связано с форсированием ДВС по среднему эффективному давлению и частоте вращения коленчатого вала, что приводит к интенсификации всех процессов, происходящих в цилиндре, в том числе процесса теплоотдачи от горячих газов к стенкам камеры сгорания. В свою очередь, интенсификация те-плопереноса влечёт за собой значительное повышение температур и температурных градиентов в деталях ЦПГ, что отрицательно влияет на их работоспособность. Одним из основных ограничений степени возможного форсирования является тепловая напряжённость деталей, образующие камеру сгорания и определяющих надёжность и долговечность двигателя.

Важной задачей на этапе создания новых и модернизации существующих двигателей является достоверное прогнозирование температурных полей поршней. К настоящему времени основным расчётным методом, дающим возможность с достаточной точностью определять тепловое и напряжённо-деформированное состояния деталей двигателя, стал метод конечных элементов. Уровень существующих программных пакетов обеспечивает высокую точность получаемых результатов. Решающую роль в оценке теплового состояния играет достоверность определения граничных условий теплообмена по многочисленным поверхностям поршня.

Достижение оптимального температурного режима деталей камеры сгорания при современном уровне форсирования ДВС часто требует интенсификации теплоотдачи в охлаждающую среду. Применительно к поршням речь идёт о принудительном масляном охлаждении.

Поэтому теоретические и экспериментальные исследования теплообмена в условиях локального охлаждения и разработка методов улучшения теплового состояния поршней двигателей является актуальной задачей дви-гателестроения.

Цель работы: Разработка метода расчёта локальных граничных условий теплообмена между потоком масла и охлаждаемыми участками внутренней поверхности поршня.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• анализ характера взаимодействия струи охлаждающего масла с возвратно-поступательной движущейся поверхностью поршня;

• экспериментальное исследование динамических характеристик потока масла, двигающегося по каналу прямоугольного сечения;

• разработка метода, алгоритма и программы расчёта параметров динамического и теплового взаимодействия струи охлаждающего масла с движущейся поверхностью поршня;

• создание экспериментальной установки для моделирования теплообмена между поршнем и охлаждающим маслом, позволяющей проверить

основные теоретические положения, использованные при разработке математической модели;

Научная новизна работы состоит в создании на основе выполненных теоретических и расчётно-экспериментапьных исследований, математической модели охлаждения поршня маслом, подаваемым через неподвижную форсунку на внутреннюю поверхность, и получении значений параметров интенсивности теплообмена на этих участках.

Достоверность и обоснованность научных положений обусловлены:

• применением фундаментальных законов гидро- и термодинамики, теории тепломассообмена, современных аналитических и численных методов математического моделирования;

• экспериментальным подтверждением приемлемой точности основных положений, лежащих в основе математических моделей, хорошим качественным и количественным согласованием расчётных и экспериментальных результатов.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

• создана прикладная программа, позволяющая на стадии проектирования определять локальные значения параметров теплообмена на охлаждаемых поверхностях поршня, что позволяет повысить эффективность расчётно-экспериментальных и конструкторско-доводочных работ;

• создана экспериментальная установка, позволяющая проверить адекватность математической модели теплового и динамического взаимодействия потока масла с охлаждаемыми участками внутренней поверхности поршня;

Апробация работы

Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана 20 октября 2005 г.

По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады на:

• XIV Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, г.Рыбинск, РГАТА, 26-30 мая 2003 г.

• Международный симпозиум «Образование через науку». Секция «Двигатели внутреннего сгорания», Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 17 мая 2005г.

• XV Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, г.Калуга, РГАТА, 23-27 мая 2005 г.

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 5 печатных работах.

Содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность проблемы создания эффективных расчётно-экспериментальных методов исследования локального теплообмена при масляном охлаждении поршней. Приведена общая характеристика работы.

В первой главе проведён обзор и анализ теоретических и экспериментальных исследований циркуляционного, инерционного и струйного масляного охлаждения поршней.

Отмечен вклад в развитие вопросов локального теплообмена в камерах сгорания, сделанный отечественными и зарубежными исследователями: Вейнблат М.Х., Кавтарадзе Р.З., Кондратюк В.В., Костиным А.К., Лазарев Е.А., Михайлов Л.И., Новенников А.Л., Перлов М.Л., Петриченко P.M., Петриченко М.Р., Розенблитом Г.Б., Стефановский Б.С., Устинов А.Н., Bush I.E., Evans G.A. Griffiths W.J., Hay N., French C.C, Munro R..

Современные методы оценки и снижения тепловой напряженности поршней с помощью математического моделирования являются наиболее эффективным инструментом на стадии проектирования двигателей. Однако для успешного применения математических моделей необходимы адекватные методики определения граничных условий теплообмена по поверхностям рассчитываемых деталей. Расчёт параметров теплоотдачи со стороны поверхностей охлаждения представляет сложную задачу, которая решается для каждого двигателя индивидуально, исходя из конструктивных особенностей поршня, быстроходности двигателя и его степени форсирования.

На основе выполненного анализа работ по методам определения интенсивности локального охлаждения поршней показано что, несмотря на широкое распространение в двигателестроении струйных систем масляного охлаждения поршней, эти системы являются наименее изученными. В связи с этим были определены цель и основные задачи данной диссертационной работы, изложенные выше.

Вгпорая глава посвящена разработке метода расчёта локального распределения интенсивности теплообмена вдоль охлаждаемой поверхности поршня. Для описания течения потока охлаждающего масла вдоль внутренней поверхности поршня используется формулировка струйной (одномерной) схемы течения в слое вязкой жидкости. На ускоренно перемещающейся поверхности скоростное поле в потоке масла представляет сумму некоторого начального течения, задаваемого соплом, и периодических знакопеременных течений, определённых переносной скоростью. Гидродинамическая задача решается не по традиционной схеме вязкого течения в пограничном слое пленки, а в гидравлической постановке. Эта постановка не дает представления о распределении полей скоростей и температуры в слое охлаждающего масла, но отвечает на вопрос о возможности течения в данном поле переносной скорости.

На рис.1 представлена схема течения охлаждающего масла по внутренней поверхности поршня, расположенной между бобышками.

з

50,5)

уф

2

Рис. 1. Расчётная схема одномерного течения плёнки масла Система уравнений движения и неразрывности имеет вид:

ви . . д2ип

да дд

— + —

а? дг

дп'

= о.

Здесь:

ии

ди ттди

+ и —— - субстанциальная производная скорости в от-

дг &

носительном движении; j — ускорение поршня в возвратно-поступательном движении; V - вязкость масла ; и - средняя скорость жидкости в пленке в относительном движении; / = л/и^ф, х) — уклон поверхности поршня; 5 — координата вдоль охлаждаемой поверхности, х - горизонтальная координата;

д2ип

V-- составляющая трения; 6= <5(7, $,) - толщина пленки; = и-8- рас-

дп2

ход охлаждающей жидкости.

Для вертикальной поверхности охлаждения 1 = 7; знаки переносного ускорения и ускорения силы тяжести противоположны. За положительное направление ускорения принято от НМТ к ВМТ. Знаки минус в правой части уравнения движения означают, что пленка движется снизу вверх, преодолевая силу тяжести, инерцию, трение.

Линеаризованный аналог уравнения движения

ди . .. д2и„

* дп2

Для решения уравнения движения ускорение плёнки масла находим из уравнения баланса механической энергии (отнесённой к единице массы жидкости) для двух контрольных сечений канала

ди Ь

= ^-= /(и,Б)

от ^

Здесь Н - величина изменения пьезометрического напора. Для Расчёта потери напора вследствие гидравлического трения Нтр используется зависимость

1-и2

Ьтр~ Атр^тр

здесь £)р - гидравлический диаметр сечения; - коэффициент сопро-

тивления трения; Лтр- поправочный коэффициент ; / - расстояние между рассматриваемыми сечениями.

Полученное выражение толщины масляного слоя на охлаждаемой поверхности имеет вид:

гт'Т* • ■ •

Количество теплоты, передаваемого от охлаждаемого поршня к жидкости определяется для каждого отдельного участка поверхности через коэффициент теплоотдачи СХ, который находится из выражения, основанного на зависимости для продольного обтекания пластины при больших числах Прандтля:

а(й) = Сп0.339-^Рг1/3

Сп- константа критериального уравнения, полученная в расчётно-

экспериментальных исследованиях.

Для удобства пользования описанным методом определения локальных значений коэффициента теплоотдачи составлена расчётная программа.

Третья глава посвящена созданию экспериментальной установки для исследовании влияния параметров охлаждающего масла и режима движения поршня на его тепловое состояние. Схема установки представлена на рис.2

Рис.2. Схема экспериментальной установки

Элемент 3 имитирует поршень в процессе подвода теплоты по поверхности огневого днища и отвода теплоты с внутренней поверхности. Внутренняя поверхность представляет собой открытый канал для движения потока охлаждающего масла, повторяющего движение масла вдоль поверхности поршня, расположенной между бобышками. Подвод теплоты производится от пламени пропан-бутана (газовая горелка) 5 к огневому днищу исследуемого элемента. Подача охлаждающего масла осуществляется из неподвижной форсунки, расположенной в корпусе установки. Электродвигатель 2 приводит в движение кривошипно-шатунный механизм 1, который в свою очередь задаёт возвратно-поступательное движение элементу 3, повторяющее движение поршня в работающем двигателе.

Для оценки количества отведенной теплоты, установлены датчики температуры масла 6 в магистрали вблизи форсунки и на выходе с поверхности охлаждения. Датчик 7, фиксирующий температуру среды, находящейся непосредственно под охлаждаемой поверхностью, позволяет оценить теплообмен от неомываемых поверхностей элемента 3, а также теплообмен от масла к воздуху. Для получения детального представления о распределении температуры внутри элемента, в его корпус в характерных точках установлены датчики температуры.

Для наблюдения за поведением потока масла на охлаждаемой поверхности, совершающей возвратно-поступательное движение, в работе применялся стробоскоп. Для фиксирования картины взаимодействия масла и по-

верхности применялась скоростная фотосъёмка. Поученные фотоснимки не позволяют произвести измерение толщины пленки, однако дают представление об отрывном или безотрывном течении масла.

Для уточнения влияния характеристик масла и геометрии канала на процесс торможения струи проводилось исследование торможения потока масла в канале прямоугольного сечения. Расчётная схема одномерного течения представлена на рис.3

хк

Рис.3. Расчётная схема процесса торможения потока.

Основная идея расчёта параметров торможения заключается в том, что средняя скорость потока по сечению С/ принимается прямо пропорциональной толщине потока.Было изучено движение плёнки масла вдоль прямоугольных каналов шириной 10мм, 20мм и 30мм.

Уравнение движения потока масла вдоль канала имеет вид:

28 2%

Ч

—— скорость потока масла при попадании на поверхность

где и0 =

71 •

10

с Ч

Толщина плёнки масла в сечении 0-0: Од =-. В сечении к-к толщина

и0ь

потока достигает значения высоты канала. Здесь скорость потока в сече-

_ Ч

нии вычисляется как

сл. =

6ъЬ

Уравнение движения принимает вид: тт2 тт2

— = — + ^тп51п0 + Ато 2g тр тр

*2г

где и = и ^ = — (^0 " осредненные значения

скорости и толщины потока на участке &тр .В каждом отдельном эксперименте решением обратной задачи было оценено значение Лтр.Разброс значений получился достаточно велик. В ходе анализа полученных данных была установлена зависимость Атр от геометрических параметров канала. С целью получения обобщающего результата введён приведённый поправочный коэффициент Атр Пр, который обеспечивает достаточную сходимость получаемых результатов:

л

А тР

"тр.пр 1Г ~ -| >

21 £>Г0 J

где Dpo и ^Гк" гидравлические диаметры потока в сечениях 0-0 и к-к соответственно.

Четвёртая глава посвящена расчётно-экспериментальному исследованию процесса взаимодействия струи масла с охлаждаемой поверхностью.

Проведённый анализ результатов скоростной фотосъёмки процесса взаимодействия струи масла с поверхностью движущейся детали позволил получить представление о характере течения. Представленные результаты свидетельствуют о срыве плёнки вблизи нижней мёртвой точки вследствие больших ускорений. При расходе масла 53 л/ч. наблюдается безотрывное течение масла от 0° до 160° угла поворота коленчатого вала. Далее, при повороте КВ от 160° до 280°, под действием сил инерции поток срывается по всей охлаждаемой поверхности, что приводит к частичному или полному сбиванию струи масла. Выравнивание течения начинается при углах, близких к 320°. Наблюдается нарастание новой плёнки масла и выравнивание струи. До угла 360° обтекание равномерное и безотрывное.

Детальное изучение фотоснимков позволило определить основную зону течения потока. Основным направлением потока распространения плёнки по поверхности является направление, задаваемое соплом. Об этом говорят снимки срыва плёнки масла. Отчётливо видно, что практически весь объём оторвавшегося масла падает с узкого участка поверхности, совпадающего с участком основного течения. Это важно, потому что в предлагаемой методике движение масла предполагается именно по прямоугольному каналу в продольном направлении, без учёта вытекания масла в поперечном направлении.

Срыв плёнки масла с охлаждаемой поверхности возможно уменьшить по углу поворота коленчатого вала или исключить совсем путем увеличения расхода. Масляный поток при достижении характерных углов вблизи нижней

Lmp

7 +

D

Гк

D

ТО _

мёртвой точки и после практически не срывается при увеличении расхода масла от 54 л/ч до 119 л/ч.

Определение экспериментальных локальных значений коэффициентов теплоотдачи вдоль охлаждаемой поверхности выполняется двумя способами: с использованием температурного перепада внутри охлаждаемого элемента и с использованием величины теплового потока, отводимого охлаждающим маслом. Расчётная схема представлена на рис.4

То.д

Подана масла

Рис.4 Расчётная схема В первом случае исходим из уравнения теплового баланса внутри исследуемого элемента. Тепловой поток внутри элемента приравнен к тепловому потоку на границе тела и жидкости.

Л

где ССЭ - коэффициент теплоотдачи на ¡-ом участке охлаждаемой поверхности, определённый по температурному полю элемента, моделирующего поршень; ^ = ЬЬ^- площадь ¡-ого участка поверхности охлаждения; -

17 *}/

температура огневого днища; РКС1= уСо8(ц/ )~ площадь спРоеЦиР°-

ванного ¡-го участка поверхности охлаждения на поверхность огневого днища; Лп - теплопроводность материала поршня; /г,- - расстояние от ¡-го участка охлаждения до огневого днища; - температура ¡-го участка поверхности охлаждения. Для определения средней температуры масла на рассматриваемом участке Тмпредлагается модель линейного увеличения температуры вдоль поверхности охлаждения:

•т — т I (^м.вых ~ Тм.вх )■?/ 1мл 1м.вх ^ г

где Тм вх и Тм вых измеренные температуры масла до и после прохождения поверхности охлаждения соответственно; Ь- длина всей поверхности;

расстояние от места попадания масла на поршень до середины рассматриваемого участка. Таким образом получаем:

__^п^к.сл^То.д. _

Г • -

\

Т ■ (Тм.вых Тмвх ).?/ 1 м.вх ^

\

Для определения экспериментального значения коэффициента теплоотдачи с использованием величины теплового потока, отводимого охлаждаемым маслом, составляем уравнение теплового баланса в плёнке масла при прохождении /-го участка

т.

Ср ' — ссэли • {Гм ^л«)'

*м р

здесь: тм = Q • рм - массовый расход охлаждающего масла; Ср - теплоёмкость масла. Изменение температуры масла при прохождении вдоль ¡-го участка поверхности поршня:

уУР _ Тм.вых ~ Тм вх )//

мЛ ь

В итоге имеем:

(^Л/йьш

тм-Ср

_МвХ1

ч_Ь

— ТмЛ )

Вычисление коэффициентов теплоотдачи двумя способами в пределах одного эксперимента увеличивает вероятность получения значений, близких к истинным. Следует отметить, что при приближении температуры стенки к температуре охлаждающего масла вычисление ССЭ м г- не представляется

возможным из-за неадекватности получаемых результатов. В этом случае вычисление возможно только по температурам внутри элемента.

Хорошей проверкой является сравнение величин рассмотренных тепловых потоков между собой, а также с величиной теплового потока от горячих газов к огневому днищу модельного элемента, описанными уравнением:

X

^к.с^к.сЛ^Тк.с. 1 Ъ.с.г С^о.д. —

и уравнением (4.7) . Здесь (Хк с - коэффициент теплоотдачи по огневому днищу; Ткс - температура в камере сгорания.

В процессе выполнения расчётно-экспериментальных исследований интенсивности масляного охлаждения изучено влияние параметров подачи

масла и скоростных режимов вращения коленчатого вала на интенсивность теплоотвода для модельных элементов, имитирующих поршень с различными поверхностями охлаждения.

На рис. 5.а. представлен модельный элемент, у которого охлаждаемая поверхность полностью повторяет внутреннюю поверхность поршня, расположенную между бобышками, серийного двигателя ЗМЗ 514.

а) б

Рис.5 Модельный элемент а) внешний вид б) расчётная схема.

Для расчёта интенсивности теплообмена охлаждаемая поверхность разбита на 10 прямолинейных участков. Расчётная схема представлена на рис.5.б.

На рис.6 представлены экспериментальные и расчётные данные по распределению температурных полей в элементе, моделирующем поршень при частоте вращения п = 1000 об/мин с различными расходами охлаждающего масла от 50 л/час до 120 л/ч.

Для рассматриваемого элемента расхождение в значениях расчётных и экспериментальных коэффициентов теплоотдачи не превышает 18%. При частотах вращения коленчатого вала п = 500 об/мин и п = 1000 об/мин. Моделирование теплового состояния элемента позволило получить распределение температур, совпадающее со значениями, определёнными с помощью экспериментальных данных.

На рис.7 для участка №6 поверхности охлаждения представлены графики изменения величины коэффициента теплоотдачи от расхода охлаждающего масла.

На рис.8 представлено локальное распределение значений коэффициента теплоотдачи вдоль поверхности охлаждения при частотах вращения КВ п = 500 об/мин и п = 1000 об/мин и расходах масла 113.6 л/ч и 112.1 л/ч соответственно. Видна недостаточная эффективность охлаждения второй половины модельного элемента при п = 1000 об/мин.

На рис.9 представлен возможный способ повышения интенсивности охлаждения за счёт увеличения начальной скорости масла с 16м/с до 24м/с при сохранении постоянным значения расхода.

и

202.1°С

199.5 "С

198.8 °С

198.1 ^С

197.5 ЧС

196ЛЧС

а) Частота вращения KB п = 1000 об/мин, расход масла G = 0

б) Частота вращения KB п = 1000 об/мин, расход масла G = 53.6 л/ч

12J6K.

126.3"С

125.0 «С

123.ТС

122.4°С

121.1 "С

119.8 ЧС

lie.S'C

117.2<С

115.9"С

в) Частота вращения KB п = 1000 об/мин, расход масла G = 76.8 л/ч

г) Частота вращения KB п = 1000 об/мин, расход масла G = 98.1 л/ч

I

щ 116.6 чс

115.4ЧС

114.1 "С

112.8 ЧС

- :- 111.5ЧС

ио.гчс

1 108.9ЧС

* %Г 107.7°С

■ ИЮЛ^С 105.1 °С

д) Частота вращения КВ п = 1000 об/мин, расход масла в = 112.1 л/ч Рис.6.а,б,в.г.д. Сравнение эмпирических данных с расчётными.

а) б)

Рис.7. Зависимости коэффициентов теплоотдачи участка 6 от расхода масла определённые расчетным и эмпирическими путями при: а) — п = 500 об/мин;

б)-п= 1000 об/мин

- «э.м/. --«ЭЛ.

Вт Вт 'Ч?

¿зии

2000 • 1.. 2000 • 1

1500 ■ 1000500 ■ III III III 1500 - 1000500- — — — 11Н|||

о ■ 123456789 Ю МЬасжа о • ■ 1 1 2 1 3 - 1111111 1 « 5 6 7 8 9 10 ЗЛюаиД

а) б)

Рис.8. Распределение коэффициентов теплоотдачи вдоль охлаждаемой по верхности а) п =500 об/мин О = 113.6 л/час; б) п =1000 об/мин О = 112.1

л/час

В — ССр ■ —

Ля

2500

2000

1500

1000

500

О ■<

123456789 10 УУМСЯЮ! С

а)

Рис.9. Распределение коэффициентов теплоотдачи вдоль охлаждаемой поверхности при увеличении начальной скорости масла на 50% а) — п = 500 об/мин в = 113.6; б) - п = 1000 об/мин в = 112.1

177.175 215.901 254.627 293.Э5Э 332.00

161.292 199.7Ёв 236.243 276.71« 315.194

106.331 233.2С4 273.99 311.71? 331.44Э 1*0.53 219.005 257.481 395-956 334.431

а) б)

Рис.10 Тепловое состояние поршня а — без охлаждения, б — с охлаждением.

Вопрос оптимизации эффективности охлаждения для поршней быстроходных двигателей возможен путем улучшения характеристик сопел масляных форсунок. Как показывают расчёты на высоких частотах вращения КВ именно скорость подачи масла играет главную роль, так как напрямую увеличивает кинетическую энергию потока, повышая его способность «переваливаться» через купол поверхности охлаждения без отрыва. В ходе выполнения работы было оценено влияние интенсивности масляного охлаждения на тепловое состояние поршня быстроходного дизеля ЗМЗ -514. Параметры теплообмена по огневому днищу и боковой поверхности поршня

рассчитаны с помощью разработанного на кафедре Э-2 МГТУ им. Баумана программного комплекса ICE. На рис.10. представлены результаты математического моделирования теплового состояния поршня с охлаждением внутренней поверхности картерными газами и с принудительным охлаждением маслом. Расчёт проведен для режима номинальной мощности при частоте вращения коленчатого вала 4000 об/ним. Полученные данные говорят о выраженной неравномерности распределении интенсивности теплоотдачи по охлаждаемой поверхности. Отличие температур по зонам в верхней части поршня между половиной, на которую подаётся масла и половинной с которой оно стекает, составляет 15°С. В целом снижение температуры в характерных токах поршня составило: 20°С на кромке КС и на 18°С в районе первого поршневого кольца. Резервом увеличения эффективности применения струйного масляного охлаждения является повышение начальной скорости масла, что позволит повысить интенсивность теплосъёма и равномерно распределить его по охлаждаемой поверхности.

Основные выводы

1. Разработаны метод, алгоритм и программа расчёта процесса теплообмена при струйном способе охлаждения поршня. Метод учитывает зависимость интенсивности теплоодачи на охлаждаемых участках поршня от геометрии поверхности, частоты вращения КВ и давления в масляной магистрали. Разработанная методика позволяет исследовать характер отвода теплоты на различных нагрузочных и скоростных режимах работы двигателя;

2. Создана экспериментальная установка для моделирования тепловых нагрузок на поршень двигателя, позволяющая исследовать влияние частоты вращения КВ, расхода и температуры масла на эффективность теплосъе-ма на охлаждаемой поверхности.

3. Экспериментально подтверждено, что изменение теплового потока в масло зависит от локального распределения толщины масляного слоя на охлаждаемой поверхности.

4. Оценена возможность оптимизации охлаждения поршня изменением расхода и начальной скорости масла, для различных режимов работы двигателя.

5. Несоблюдение соотношений параметров подачи масла со скоростными характеристиками движении поршня может привести к срыву потока охлаждающего масла с поверхности поршня, что значительно снижает эффективность масляного охлаждения.

6. Матеметическим моделированием теплового состояния поршня установлено, что применение струйного охлаждения для поршня быстроходного дизеля на режиме номинальной мощности снижает его температуру в среднем на 20С на кромке КС и на 18С в районе первого поршневого кольца.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Чайнов Н.Д., Мягков JLJL, Кареньков A.B. Влияние масляного охлаждения на тепловое состояние поршня//Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XIV Школы-семинара молодых учёных и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. — М., 2003. — С. 77.

2. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Задачи гидродинамики струйного охлаждения поршней. Международный симпозиум «Образование через науку2: Материалы докладов секции «Двигатели внутреннего сгорания» (Отдельный выпуск).-М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана., 2005. - С .397.

3. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Влияние интенсивности масляного охлаждения на тепловое состояние поршня//Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XV Школы-семинара молодых учёных и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. — М., 2005. — С. 100-103.

4. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Влияние масляного охлаждения на тепловое состояние поршня// Двигатели внутреннего сгорания, Всеукраинский н-т журнал. — Харьков, 2005. — №2. - С.66-70.

5. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Расчёт интенсивности масляного охлаждения поршней ДВС//Известия вузов. Машиностроение. — М., 2006. — №7. - С. 42-52.

Подписано в печать 02.10.06 Тираж 100. Формат 60*84/16. Объём 1,0 Пен. л. Заказ 422

Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5. 263-62-01

Список условных обозначений.

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Роль и значение моделирования процессов теплообмена при проектировании и доводке современных поршневых двигателей.

1.2. Методы расчётов и результаты экспериментальных исследований масляного охлаждения поршней.

1.2.1. Циркуляционное масляное охлаждение поршней.

1.2.2. Инерционное масляное охлаждение поршней.

1.2.3. Струйное масляное охлаждение поршней.

1.3. Выводы к главе 1. Постановка цели и задач исследования.

2. Математическое моделирование процессов масляного охлаждения поршней ДВС.'.

2.1 Теплообмен при взаимодействии струи с преградой.

2.1.1 Взаимодействие струи с преградой по нормали.

2.1.2 Взаимодействие наклонной струи с преградой.

2.2 Разработка методики и алгоритма программы расчёта интенсивности теплообмена при струйном охлаждении.

2.2.1 Основные допущения, принятые при разработке методики расчёта.

2.2.2 Основные уравнения движения масла вдоль внутренней поверхности поршня.

2.2.3 Уравнения теплообмена на участке охлаждаемой поверхности поршня.

2.2.4. Алгоритм расчёта на ЭВМ.

3. Экспериментальное исследование масляного охлаждения.

3.1. Экспериментальная установка моделирования теплообмена от поршня в охлаждающее масло.

3.1.1. Схема экспериментальной установки.

3.1.2. Измерение температуры исследуемой детали.

3.1.2.1 Измерение температуры деталей двигателя в условиях возвратно поступательного движения.

3.1.2.2 Исследование распределения температуры исследуемого элемента.

3.1.3. Исследование параметров охлаждающего масла.

3.1.3.1. Измерение расхода охлаждающего масла.

3.1.3.2. Измерение температуры охлаждающего масла.

3.1.4. Фотосъёмка процесса течения масла вдоль возвратно поступательно движущейся поверхности исследуемого элемента.

3.2 Экспериментальная установка для определения параметров торможения струи масла вдоль поверхности течения.

3.2.1 Схема установки.

3.2.2 Параметры измерения.

3.3 Оценка точности измерения.

4. Результаты расчётно-экспериментальных исследований.

4.1. Обработка результатов экспериментального исследования торможения потока масла в канале.

4.2. Изучение фотосъёмки процесса взаимодействия струи масла с движущейся поверхностью охлаждаемого элемента.

4.3. Расчёт локальных значений коэффициента теплоотдачи на охлаждаемых поверхностях по экспериментальным данным.

4.4. Сравнение результатов теплового состояния исследуемого элемента полученного по данным эксперимента и путем математи- 100 ческого моделирования.

4.4.1. Сравнение теплового состояния с гладкой и с дискретно-прямолинейной поверхностью охлаждения.

4.4.2. Результаты исследований и расчёта с помощью МКЭ распределения температуры элемента с цилиндрической поверхностью охлаждения.

4.4.3. Результаты исследований и математического моделирования теплового состояния элемента с поверхностью охлаждения повторяющей внутреннюю поверхность поршня быстроходного дизеля.

4.5. Исследование локальных нестационарных тепловых нагрузок на поршне быстроходного дизеля.

Проектирование поршневых двигателей, отвечающих современным требованиям по токсичности отработавших газов, топливной экономичности и сроку безотказной работы, связано с форсированием ДВС по среднему эффективному давлению и скоростному режиму, что приводит к интенсификации всех процессов, происходящих в цилиндре, в том числе процесса теплоотдачи от горячих газов к стенкам камеры сгорания. В свою очередь, интенсификация теплопереноса влечёт за собой значительное повышение температур и температурных градиентов в деталях ЦПГ, что отрицательно влияет на их работоспособность. Таким образом, основным ограничением степени возможного форсирования является тепловая напряжённость деталей, образующие камеру сгорания и определяющих надёжность и долговечность двигателя.

Важной задачей на этапе создания новых и модернизации существующих двигателей является достоверное прогнозирование температурных полей поршней. К настоящему времени основным расчётным методом, дающим возможность с достаточной точностью определять тепловое и напряжённо-деформированное состояния деталей двигателя, стал метод конечных элементов. Уровень существующих программных пакетов обеспечивает высокую точность получаемых результатов. Решающую роль в оценке теплового состояния играет достоверность определения граничных условий теплообмена по многочисленным поверхностям поршня.

Достижение оптимального температурного режима деталей камеры сгорания при современном уровне форсирования ДВС часто требует интенсификации теплоотдачи в охлаждающую жидкость. Применительно к поршням речь идёт о принудительном масляном охлаждении.

К настоящему времени струйное охлаждение зарекомендовало себя, как простой и достаточно эффективный способ снижения тепловой напряженности поршней. Однако процесс теплообмена между потоком масла и охлаждаемой поверхностью поршня остаётся одним из наименее изученных явлений. Это обусловлено выраженной нестационарностью и локальностью параметров теплообмена, их зависимостью от режимов двигателя и конструкций поршня. Существующие методы оценки интенсивности теплоотдачи от поршня в масло носят, как правило, эмпирический характер и не дают ясного представления о физической картине процесса.

Теоретические и экспериментальные исследования локального теплообмена и разработка методов улучшения теплового состояния деталей двигателей являются одной из актуальных научно-технических задач и делают актуальным углубление существующих и развитие новых расчётных методов исследования процессов теплопереноса, в том числе при масляном охлаждении поршней. Это обеспечит сокращение времени и материальных затрат на проектирование и экспериментальную доводку.

Актуальность настоящего исследования связано с необходимостью уточненного определения граничных условий теплообмена охлаждающихся поверхностях поршня.

Цель работы: Разработка метода расчёта локального распределения граничных условий теплообмена между потоком масла и охлаждаемыми участками внутренней поверхности поршня.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• анализ характера взаимодействия струи охлаждающего масла с возвратно-поступательной движущейся поверхностью поршня;

• экспериментальное исследование динамических характеристик потока масла, двигающегося по каналу прямоугольного сечения;

• разработка метода, алгоритма и программы расчёта параметров динамического и теплового взаимодействия струи охлаждающего масла с движущейся поверхностью поршня;

• создание экспериментальной установки для моделирования теплообмена между поршнем и охлаждающим маслом, позволяющей проверить основные теоретические положения, использованные при разработке математической модели;

Научная новизна работы состоит в создании на основе выполненных теоретических и расчётно-экспериментальных исследований, математической модели охлаждения поршня маслом, подающегося через неподвижную форсунку на внутреннюю поверхность и получении значений параметров интенсивности теплообмена на этих участках.

Достоверность и обоснованность научных положений обусловлены:

• применением фундаментальных законов гидро- и термодинамики, теории тепломассообмена, современных аналитических и численных методов математического моделирования;

• экспериментальным подтверждением приемлемой точности основных положений, лежащих в основе математических моделей, хорошим качественным и количественным согласованием расчётных и экспериментальных результатов.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

• создана прикладная программа, позволяющая на стадии проектирования определять локальные значения параметров теплообмена на охлаждаемых поверхностях поршня, что позволяет повысить эффективность расчётно-экспериментальных и конструкторско-доводочных работ;

• создана моделирующая экспериментальная установка, позволяющая проверить адекватность математической модели теплового и динамического взаимодействия потока масла с охлаждаемыми участками внутренней поверхности поршня;

Апробация работы

Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана 20 октября 2005 г.

По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады на:

• XIV Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, г.Рыбинск, РГАТА, 26-30 мая 2003 г.

•, Международный симпозиум «Образование через науку». Секция «Двигатели внутреннего сгорания», Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 17 мая 2005г.

• XV Школе-семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, г.Калуга, РГАТА, 23-27 мая 2005 г. Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Чайнов Н.Д., Мягков JI.JL, Кареньков A.B. Влияние масляного охлаждения на тепловое состояние поршня// Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XIV Школы-семинара молодых учёных и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. — М., 2003. — С. 77.

2. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Задачи гидродинамики струйного охлаждения поршней. Международный симпозиум «Образование через науку2: Материалы докладов секции «Двигатели внутреннего сгорания» (Отдельный выпуск).-М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана., 2005. - С .397.

3. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Влияние интенсивности масляного охлаждения на тепловое состояние поршня// Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XV Школы-семинара молодых учёных и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. — М., 2005. — С. 100-103.

4. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Влияние масляного охлаждения на тепловое состояние поршня// Двигатели внутреннего сгорания, Всеукраинский н-т журнал. — Харьков, 2005. — №2. - С.66-70.

5. Чайнов Н.Д., Мягков Л.Л., Кареньков A.B. Расчёт интенсивности масляного охлаждения поршней ДВС//Известия вузов. Машиностроение. — М., 2006. — №7. - С. 42-52.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Она содержит 123 страницу основного текста, 65 рисунков, 12 таблиц, 10 страниц со списком литературы из 112 наименований.

Общие выводы по диссертационной работе

1. Разработаны метод, алгоритм и программа расчёта процесса теплопередачи при струйном способе охлаждения поршня. Метод учитывает зависимость толщины масляного слоя на охлаждаемых участках поршня от геометрии поверхности, частоты вращения КВ и давления в масляной магистрали. Разработанная программа позволяет исследовать характер теп-лоотвода на различных нагрузочных и скоростных режимах работы двигателя;

2. Создана экспериментальная установка для моделирования тепловых нагрузок на поршень двигателя, позволяющая исследовать влияние частоты вращения, расхода и температуры масла на эффективность теплосъема на охлаждающей поверхности.

3. Экспериментально подтверждено, что изменение теплового потока в масло имеет зависимость от локального распределения толщины масляного на охлаждаемой поверхности.

4. Оценена возможность оптимизации толщины пленки охлаждающего масла на поверхности поршня изменением по расходу и начальной скорости, для различных режимов работы двигателя. При неправильном соотношении этих параметров струйное охлаждение становится малоэффективным. В первую очередь это связано с удержанием плёнки масла на охлаждаемой поверхности. Так при больших п > 2000 даже большой поток масла может не преодолеть сил инерции и сорваться вблизи купола внутренней поверхности поршня, оставив тем самым вторую половину поршня без охлаждения.

5. Расчётным путем установлено, что применение струйного охлаждения для поршня быстроходного дизеля на режиме номинальной мощности снижает его температуру в среднем на 20С на кромке КС и на 18С в районе первого поршневого кольца.

1. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960. — 715с.

2. Абросимов А.И., Воронкевич A.B., Юдаев Б.Н. О деформации профиля скорости в пристенном пограничном слое импактной струи // / Гидромеханика и тепломассобмен в технологических процессах: Сб. науч. Тр.— 1986. Вып.182. - С. 11-16.

3. Андреев A.A. Исследование теплообмена в области градиентного течения при наложении плоской турбулентной струи на пластину, расположенную нормально к потоку // ИФЖ. 1970. - Т.18. - №4. - С.631-637.

4. Аралов А.Д. Влияние угла атаки на гидродинамику и теплообмен при взаимодействии осесимметричной струи с пластиной // Труды МЛТИ. — 1983.-Вып. 152. С.50-58

5. Аралов А.Д. Исследование процессов теплообмена в области взаимодействия струи с преградой при активном воздействии на ее начальные параметры: Автореферат дисс. канд.техн.наук.—М., 1978. :16 с.

6. Аралов А.Д. Профили скоростей в пристенном пограничном слое осесимметричной импактной струи // Труды МЛТИ. — 1984. Вып. 163. — С. 18-32.

7. Аралов А.Д., Степанов С.И., Юдаев Б.Н. Трение и теплообмен при взаимодействии осесимметричных струй с нормально расположенной пластиной // Теплообмен. VI : Материалы 6-ой всесоюзной конференции по тепломассообмену. - Минск, 1980. - Т.1,ч.2. - С. 3-13.

8. Аралов А.Д., Юдаев Б.Н. Влияние наведённой турбулентности на гидродинамику пристенного пограничного слоя // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1979. №4 - С.45-49.

9. Арсеньев Л.В., Митряев И.Б. Эффективность струйного охлаждения входной кромки // Энергомашиностроение. 1976. №1. - С. 36 — 37.

10. Бай Ши-И. Теория струй. М.: Физматгиз, 1960. - 410 с.

11. И.А. Белов, Г.Ф. Горшков, B.C. Терпигорьев. Экспериментальное исследование теплообмена дозвуковой струи с нормально расположенной преградой //ИФЖ. 1971. -Т.20, №5. - С.893-897

12. Белов И.А., Терпигорьев B.C. Учёт турбулентности при расчёте теплообмена в точке торможения струи, взаимодействующей по нормали с плоской преградой // ИФЖ. 1969. - Т. 17, №6. С. 1106-1109.

13. Беляев Н.М., Кочубей A.A., Рядно A.A. Нестационарный конвективный теплообмен в каналах прямоугольного сечения // Теплообмен — VI : Материалы 6-ой всесоюзной конференции по тепломассообмену. — Минск, 1984. Т.1, 4.1. - С. 8-11.

14. Богачук В.Н., Новенников А.Л., Пикус В.И., Попов A.B. Исследование струйного охлаждения деталей ДВ // Двигатели внутреннего сгорания.-Ярославль: ИздательствоЯПИ. -1985.-С. 111-115.

15. Богданов В.Г., Епифанов C.B. Оптимальное планирование экспериментов по определению граничных условий теплообмена // Тепломассоб-мен. Киев: Наукова Думка, 1976. — С. 120-125.

16. Брдлик П.М., Савин В.К. Исследование гидродинамики затопленной осесимметричной струи, набегающей перпендикулярно на пластину // Строительная теплофизика. -М.: Энергия, 1966. С. 192-197.

17. Брдлик П.М., Савин В.К. Теплообмен в окрестности критической точки при осесимметричном струйном обтекании плоских поверхностей, расположенных нормально к потоку // ИФЖ. 1966.-Т.10.- №4. - С.423-428.

18. Брдлик П.М., Савин В.К. Переход от ламинарного пограничного слоя в турбулентный при осесимметричном струйном обтекании плоских поверхностей, расположенных нормально к потоку // ИФЖ. 1966. - Т.11 -№4. - С.432-437.

19. Вейнблат М.Х., Быков В.Ю. Отключение охлаждения поршней на частичных режимах резерв улучшения эксплуатационных показателей турбопоршневого дизеля// Двигателестроение. - 1985.- №6.- С.20-21.

20. Взоров Б.А. Зарубежные методы термометрии поршней и анализа теплопередачи // Автомобильная промышленность. 1966. - №3. - С.25-31.

21. Ганчев Б.Г., Тришин В.В. Охлаждение теплонапряженных поверхностей стекающими пленками // Теплообмен VI : Материалы 6-ой всесоюзной конференции по тепломассообмену. -Минск, 1984. -Т. 1,4.2. -С.49-54.

22. Гебхарт Б., Джалурия Й., Махаджан Р. Свободноконвективные течения и теплообмен. -М.: Мир. -1991.-т. 1.- 680с.

23. Гиневский A.C. Теория турбулентных струй и следов. М.: Машиностроение, 1969. - 400 с.

24. Грищенко Т.Г., Декуша JI.B., Федоров В.Г. Теплометрический метод и устройства для определения локальных коэффициентов теплоотдачи. //Тепломассобмен. Киев: Наукова Думка.- 1976. - С. 185-191.

25. Дахно В.Н. Влияние турбулентности при взаимодействии плоской струи с преградой, расположенной под различными углами к потоку: Автореферат дисс. канд.техн.наук.—М., 1972- 16 с.

26. Дыбан. Е.П., Мазур. А.И. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел. Киев.: Наукова Думка, 1982. - 304с.

27. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. Тепломассобмен и гидродинамика турбулизиро-ванных потоков. Киев: Наукова Думка.- 1985. - С.295-299.

28. Дьяченко Н.Х., Дашков С.Н., Костин А.К., Бурин М.М. Теплообмен в двигателях и напряжённость их деталей. Л.: Машиностроение, 1969. -223с.

29. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. -М.: Машиностроение, 1978. -464с.

30. Зайченко И.З., Мышлевский Л.М. Лопастные насосы и гидромоторы. — М.: Машиностроение, 1964. 211с.

31. Измерения в промышленности / Профос П. М.: Металлургия. - 1990. -383с.

32. Киселёв П.Г. Гидравлика. Основы механики жидкости. Л.: Госенерго-издат, 1963.-424с.

33. Колмаков В.И. Повышение работоспособности поршней форсированных автомобильных дизелей путём интенсификации их охлаждения: Автореферат дисс. канд.техн.наук —М., 1985. — 16 с.

34. Кондратюк В.В. Исследование эффективности инерционного масляного охлаждения составных поршней четырёхтактных форсированных тепловозных дизелей: Автореферат дисс. .канд. техн. наук. — М., 1980. — 16 с.

35. Костин А.К., Ларионов В.В., Михайлов Л.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение.- 1979. 221с.

36. Костин А.К., Михайлов Л.И., Славиньски 3. Оценка точности задания граничных условий при расчёте теплонапряжённости поршней // Двига-телестроение. — 1982. — № 7. — С. 10-12.

37. Крюков В.Н., Солнцев В.П. Исследование теплообмена на шероховатой пластине// Теплообмен. VI : Материалы 6-ой всесоюзной конференции по тепломассообмену. — Минск, 1980. — Т.1, 4.2. — С. 57-61.

38. Лавренчик В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов. — М.: Энергоатомиздат, 1986. 270с.

39. Лазарев Е.А., Перлов М.Л. Выбор конструктивных параметров маслопо-дающего сопла системы охлаждения // Двигателестроение. — 1985. — № 8. —С. 14-17.

40. Лазарев Е.А., Перлов М.Л. Определение конструктивных параметров маслоприёмного и сливного каналов полости охлаждения поршня тракторного дизеля 4ЧН 14.5/20.5 // Двигателестроение. — 1986. — № 4. — С. 21-23

41. Любарский А.И. О математическом планировании тепломассобменного эксперимента // Тепломассобмен. Киев: Наукова Думка.- 1976. — С.110-114.

42. Лойцянский Л.Г. механика жидкости и газа. М.: Мир. - 1973. 848с.

43. Лыков A.B. Тепломассобмен. М.: Энергия. - 1978. - 480с.

44. Малая Э.М., Мапянов А.П., Панченко В.Н. Исследование теплообмена при течении струи, ограниченной стенками канала // Теплообмен. — VI : Материалы 6-ой всесоюзной конференции по тепломассообмену. — Минск, 1980. — Т.1, ч.2. С. 138-139.

45. Маликов Н.И. Погрешность в показаниях термопар при изменении температуры цилиндра двигателя // Известия вузов . 1967. - №9. - С.11-19.

46. Мартыненко О.Г., Соковишин Ю.А. Свободно-конвектиный теплообмен. Минск: Наука и техника. - 1982. — 401с.

47. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.:Госэнергоиздат - 1956. -392с.

48. Михалевич A.A., Николаев В.И., Федосова В.К. МКЭ моделирование сопряжённого теплообмена на основе нестационарных уравнений Новье — Стокса при течении в каналах сложной формы // Тепломассобмен-ММФ -92. - Минск, 1992. - Т.9, 4.1. - С.138-139.

49. Молодцов И.Б. Теплообмен при взаимодействии струи капельной жидкости с преградой в условиях фазового перехода: Автореферат дисс. .канд. техн. наук. —М., 1983. -16с.

50. Насыров P.A., Иващенко H.A., Тимохин A.B. Тепловое и напряжённое состояние поршней дизелей типа Д100 // Двигателестроение. -1990. — № 12. —С. 16-18.

51. Новенников А.Л. Теоретические аспекты, методы и пути улучшения теплового состояния охлаждаемых деталей поршневых двигателей: Автореферат дисс. .докт. техн. наук. — М., 1993. — 16 с.

52. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия, 1964. — с. 208.

53. Петриченко P.M. Интенсивность теплоотдачи при масляном охлаждении поршней ДВС // Двигателестроение. — 1980. — № 12. — С. 16-18.

54. Петриченко P.M. Математическое моделирование конвективного теплообмена как элемент автоматизации проектирования ДВС // Двигателестроение. — 1980. — № 9. — С. 14-16.

55. Петриченко P.M., Петриченко М.Р. Конвективный теплообмен в поршневых машинах. JL: Машиностроение. — 1979. - 232с.

56. Петриченко P.M., Петриченко М.Р., Канищев А.Б., Шабанов А.Ю. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания. Л.: ЛГУ, 1990.-245с.

57. Петров Г.А. Гидравлика переменной массы. Харьков: Издательство ХГУ им. A.M. Горького, 1964. - 224с.

58. Пикус В.И., Доколин Ю.М., Зайченко E.H., Малахов И.Н. Температурное поле поршней Двигателей ЯМЗ. // Двигатели внутреннего сгорания.-Ярославль: Издательство ЯПИ. — 1973. С. 73-78.

59. Попов Д.Н., Панаиоти С.С., Рябинин М.В. Гидромеханика.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 384с.

60. Процишин Б.Н., Мукоед Н.И. О влиянии взаимодействия движущейся плёнки жидкости и воздушного потока на теплообмен // Тепломассоб-мен. Киев: Наукова Думка. 1968. —С.9-15.

61. Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. М.: Машиностроение, 1977 -214с.

62. Савин В.К., Кожаева Н.П., Аралов А.Д. Гидродинамические исследования пограничного слоя при струйном обтекании пластины // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1975. - №9. - С.76-80.

63. Сибиркин В.Н., Сибиркина Л.А., Уткин Б.Н. Результаты экспериментальных исследований средств обеспечения надёжной работоспособности поршневой группы дизеля // Сб. «Труды ЦНИДИ».- 1975. Вып.69.-С. 17-33.

64. Стефановский Б.С., Скобцов Е.А., Кореи Е.К. Испытание двигателей внутреннего сгорания.- М.: Машиностроение, 1972. 367с.

65. Сычёв А.Г. Результаты исследования затопленной струи, набегающей перпендикулярно на плоскость гладкого потолка // ИФЖ. — 1964. —1. Т. 10.- №3. С. 46-53.

66. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследования деформации и прочности. М.: Машиностроение. — 1987. - 213с.

67. Теория тепломасообмена / Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофанов В.И.и и др.; под ред. Леонтьева А.И. М.: Высшая школа, 1979. 497с.

68. Теплопередача в двухфазном потоке /Под ред. Баттерворса Д., Г. Хьюит-та.-М.: 1980.-326с.

69. Теплотехника / Щукин A.A., Сушкин И.Н., Зах З.Г., Бахмачевский Б.И., Лызо Т.П.; под общей ред. Сушкина И.Н. М.: Металлургия. - 1973. -480с.

70. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутренненго сгорания / Петриченко P.M., Петриченко М.Р., Канищев А.Б., Шабанов А.Ю; под общей ред. Петриченко P.M.- Л.: ЛГУ, 1990.- 248с.

71. Устинов А.Н., Волков Ю.П. Приближенный расчёт коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности поршня в картерные газы // Двигателестроение.- 1981.-№5.- С.11-13.

72. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика. М.: Постмаркет, 2001. - 560с.

73. Чайнов Н.Д., Заренбин В.Г., Иващенко H.A. Тепломеханическая напряженность деталей двигателя. — М.: Машиностроение, 1977. 157с.

74. Чжен П. Отрывные течения. М.:Мир, 1972. -Т.1. - 298с.

75. Численные методы в динамике жидкости / Вирц Г., Смолдерен Ж. М.: Издательство «Мир», 1981. — 407с.

76. Шабров H.H. Метод конечных элементов в расчётах деталей тепловых двигателей. Л.: Машиностроение, 1983. - 215с.

77. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974 - 712 с.

78. Шерстюк А.Н. Расчёт течений в элементах турбомашин. М.: Машиностроение. - 1967. -187с.

79. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / Петриченко P.M., Батурин С.А., Исаков Ю.Н. и др.; под общ. ред. Петриченко P.M. JL: Машиностроение, 1990 - 328с.

80. Юдаев Б.Н. Теплопередача. — М.: Высшая школа. 1973.- 359с.

81. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1988 476с.

82. Юдаев Б.Н. Экспериментальное исследование теплообмена при натека-нии турбулентных струй на преграды // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1971.-№11. - С.81-85.

83. Юдаев Б.Н., Дахно В.Н. Влияние турбулентности на теплообмен при взаимодействии плоской струи с преградой при различных углах встречи // Тепломассообмен. Минск: Институт тепло- и массообмена АН БССР, 1972.-Т.1.-ч.2.-с.282-286.

84. Юдаев Б.Н., Михайлов М.С., Савин В.К. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами. М.: Машиностроение, 1977 - 168с.

85. Якоб. М. Вопросы теплопередачи. М.: Издательство иностранной литературы, 1960. — 518с.

86. Al-Farah М.А. Impingement and film Cooled Turbine Blades // Honors Thesis Dept. of Mech. Eng. Nottingham University. Nottingham -1975. -P.56-83.

87. Baines W.D., Keffer J.K. Shear stress and heat transfer at a stagnation point // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1976. -T.19, №1 - P.21-26.

88. Beltaos S. Obligue impingement of plane turbulent jets // J. HudrauL Div. Proc. Amer. Soc. Eng. -1976. -T.102. -№9. P. 1177-1192

89. Brandshow P., Ferriss D.H., Johnson R.F. Turbulence in the noise producing region of a circular jet // J. Fluid Mech. - 1964.-№19.-P.4, P.591-642

90. Bordoni P. Determination of the valve working temperature in the 4-stroke diesel engines and choice of the matireals // FIAT. Grandimotori. 1964. -№4.- P.87-101.

91. Bush J.E. Heat Transfer in a Reciprocating Hollow Piston Partially Filled with a Liquid // Stanford University Report TR-51. Stanford. 1961. - №4.-P.l 17-126.

92. Bush J.E. Heat Transfer in a Reciprocating Hollow Piston Partially Filled with a Liquid // Stanford University Report TR-56. Stanford. 1963. - №4.-P.211-223.

93. Bush J.E. and London A.L. Design Data for "Cocktail Shaker" Cooled Pistons and valves // SAE Techn. Pap. Ser. — 1965. — № 650727. — P. 1-9.

94. Cavileer A.C. Piston design improvement trout research investigation // SAE Preprints — № 636B. P. 51-73.

95. Durand W.F. Aerodynamics Theory. T.3. Springer. Berlin. 1935. P. 34-208

96. Evans G.A. 'Cocktail Shaker" Heat Transfer // Honors Thesis Dept. of Mech. Eng. Nottingham University. Nottingham. -1977. P. 74-98

97. Evans G.A. and Hay N. Heat Transfer Model for The "Cocktail Shaker" Piston // 13th CIMAC Conference. Vienna. -1979. D43. 1-17.

98. French C.C.J. Piston Cooling // SAE Techn. Pap. Ser. — 1972. — № 720024.1. P. 1-12.

99. Gordon R., Arfi at J. The ole of turbulence in determining the heat transfer characteristics of impinging jets// Jnt.J. Heat and mass transfer. 1965.-№10.-P.1261-1272.

100. Gaunter J.W., Hrycak P., Lee D.T., Livingod J.N. Experimental flow characteristics of a single turbulent jet impinging on a flat plate // NASA TN 1970.1. D-5690. P. 1-32.

101. Hay N. Literature Survey Impingement Cooling // Dept. of Mech. Eng. Nottingham University. (Nottingham). -1975. -P.63-94.

102. Hrycak P. Heat Transfer from a row of jets impinging on concave seimicylin-drical surface // Jn. Proc. 6th Jnt. Heat Transfer Cong. Toronto: Hemisphere pabl.co. 1978. - Vol.r. - pap. EC -11. - P.67-72.

103. Ko N.W., Davies P.O. The near field within the potential cone of subsonic cold jets //1. Fluid Mech. 1971. -50. № 1. - P.49-78

104. Lin C.C. Motion in the BoundaryTayer with a rapidly oscillating external flaw //Proc. 9th Intern. Congress Appl. Mech (Brussel). 1957. -V.4. -P.155-167.

105. Livingood J., Hrycak P. Impingement heat transfer from turbulent air jets to flat plates a literature surve // NASA TN. 1972. - X - 2657. - P. 1-23.

106. Munro R., Griffiths W.J. and Ingham A.P. Open Gallery Pistons for Highly Rated Highly Speed Diesel Engines // 10th CIMAC Conference (Washington). -1973. -P.87-103.

107. Munro R. and Griffiths W.J. Diesel Piston Design and Performance Prediction // 11th CIMAC Conference. Barcelona. -1975. P.21-44.

108. Murray D.S., Smith A.O. Influence of impinging jet variables on local heat transfer coefficients aloes a flat surface with constant heat flux // I. Proc. 3d Int. Heat Transfer Conf (New York). 1966. - V2. - P.292-299.

109. Perry K. Heat transfer convection from heat jet to plate // Proc. Inst. Mech. Eng. 1954. - 168. - №30. - P.775-784.

110. Westbrook M.H., Munro R. Telemetring of information from a working internal combustion engine // Transaction ASME/ -1967. -№2.

111. Wiemann L. Heat Flow in Pistons // Mahle Symposium. -1973. P.153-164.