198035 Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Tsvetkov Yuriy Nikolayevich — Grand PhD in Technical Science, Professor
d.5/7, ul. Dvinskaya, Saint-Petersburg, 198035
Прокошев Дмитрий Олегович — инженер- конструктор
196158, Санкт-Петербург, Московское шоссе, 23, корп. 2
Prokoshev Dmitriy Olegovich — design engineer
Moscow highway, d. 23, korp. 2, Saint-Petersburg, 196158
Мильрат Артур Вячеславович — старший преподаватель
198035 Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Mil’rat Artur Vyacheslavovich — senior lecturer
d.5/7, ul. Dvinskaya, Saint-Petersburg, 198035
Проведены эксперименты на дизельном двигателе 2Ч10,5/12 воздушного охлаждения номинальной мощностью 22 кВт. Температуры моторного масла в картере и окружающего воздуха поддерживались постоянными и равными, соответственно, 85±1 и 30±1 оС. Механические потери определялись методом проворачивания коленчатого вала дизеля с помощью постороннего источника энергии (без подачи топлива) и методом сравнения индикаторной и эффективной мощностей. В качестве моторных применялись минеральные масла И-20А и МС-20, а также композиции, составленные из смеси указанных масел. Оказалось, что мощность механических потерь, определенная методом проворачивания коленчатого вала с помощью электродвигателя, примерно на 16 % ниже мощности потерь при испытании дизеля в моторном режиме (на 30 % от номинальной мощности), т. е. методом сравнения индикаторной и эффективной мощностей. Исходя из того, что основная доля снижения механических потерь обусловлена меньшим давлением прижатия колец к стенке цилиндра, были рассчитаны коэффициенты трения колец. Полученные значения коэффициентов трения более чем в 5 раз превышают значения коэффициентов трения, имеющиеся в научной литературе, что свидетельствует о том, что изменение трения поршневых колец не является главной причиной снижения мощности механических потерь при переходе от моторного режима испытаний дизеля к режиму проворачивания коленчатого вала, поэтому трение поршневых колец невозможно оценить сопоставлением значений мощности потерь, полученных методом проворачивания коленчатого вала дизеля (без подачи топлива) и методом сравнения индикаторной и эффективной мощностей. Проведен анализ причин снижения мощности механических потерь при переходе от моторного режима испытаний к режиму проворачивания коленчатого вала.
This study investigates the applicability of diesel cranking with an external power source for evaluating piston ring friction. Experiments were conducted on an air-cooled 2Ch10.5/12 diesel engine with a nominal power of 22 kW. The temperatures of the motor oil in the crankcase and of the ambient air were maintained constant at 85 ± 1 °C and 30 ± 1 °C, respectively. Mechanical losses were evaluated by two methods: 1) diesel cranking with an external power source and 2) comparison of indicated and effective powers at 30 % of nominal engine load. Mineral oils I-20A, MS-20, as well as their mixtures, were used as motor oils during testing. Mechanical losses determined by diesel cranking with an electric motor were approximately 16 % lower than those determined by comparison of indicated and effective powers. Assuming that the major fraction of the reduction in mechanical losses is caused by a lower force pressing the piston rings against the cylinder wall, the friction coefficients of the piston rings were calculated. The obtained friction coefficient values exceeded those reported in scientific literature by more than five times. This indicates that the change in piston ring friction is not the main cause of the reduction in mechanical losses during the transition from motor operation to diesel cranking. Therefore, piston ring friction cannot be determined by comparing mechanical losses obtained in cranking and motor regimes. An analysis of the causes of the reduction in mechanical losses during the transition from motor operation to diesel cranking was carried out.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.