<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">RUDN Journal of Engineering Research</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">RUDN Journal of Engineering Research</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2312-8143</issn><issn publication-format="electronic">2312-8151</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">23421</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.22363/2312-8143-2019-20-4-285-292</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Mechanical engineering and machine science</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Машиностроение и машиноведение</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">An experimental study of the stress-strain state of the engine piston skirt on the engineless stand</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния юбки поршня двигателя внутреннего сгорания на безмоторном стенде</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Smirnov</surname><given-names>Sergei V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Смирнов</surname><given-names>Сергей Владимирович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Associate Professor at the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University, Candidate of Technical Sciences</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>доцент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, кандидат технических наук</p></bio><email>smirnov-sv@rudn.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Kopylov</surname><given-names>Vladimir V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Копылов</surname><given-names>Владимир Викторович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Associate Professor at the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University, Candidate of Technical Sciences</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>доцент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, кандидат технических наук</p></bio><email>smirnov-sv@rudn.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Makarov</surname><given-names>Alexander R.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Макаров</surname><given-names>Александр Романович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Professor at the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University, Candidate of Technical Sciences</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>профессор департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, кандидат технических наук</p></bio><email>smirnov-sv@rudn.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Vorobyev</surname><given-names>Alexander A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Воробьев</surname><given-names>Александр Алексеевич</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>postgraduate student of the Department of Mechanical Engineering and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН</p></bio><email>smirnov-sv@rudn.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Shkarin</surname><given-names>Kirill V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Шкарин</surname><given-names>Кирилл Владимирович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Assistant of Department of Mechanical and Instrument Engineering of Engineering Academy of RUDN University</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>ассистент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН</p></bio><email>smirnov-sv@rudn.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Российский университет дружбы народов</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2019-12-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>12</month><year>2019</year></pub-date><volume>20</volume><issue>4</issue><issue-title xml:lang="en">VOL 20, NO4 (2019)</issue-title><issue-title xml:lang="ru">ТОМ 20, №4 (2019)</issue-title><fpage>285</fpage><lpage>292</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2020-04-09"><day>09</day><month>04</month><year>2020</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2019, Smirnov S.V., Kopylov V.V., Makarov A.R., Vorobyev A.A., Shkarin K.V.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2019, Смирнов С.В., Копылов В.В., Макаров А.Р., Воробьев А.А., Шкарин К.В.</copyright-statement><copyright-year>2019</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Smirnov S.V., Kopylov V.V., Makarov A.R., Vorobyev A.A., Shkarin K.V.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Смирнов С.В., Копылов В.В., Макаров А.Р., Воробьев А.А., Шкарин К.В.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">http://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/23421">https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/23421</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The article describes the features developed by the authors of the profiling method of the piston skirt, provides the main parameters that affect the lubrication conditions of the piston skirt and the magnitude of mechanical losses. In computational studies, the basic formulas are given for determining the thickness of the oil layer in a piston skirt - cylinder sleeve conjunction to assess the nature of friction. To determine the deformations, the finite element method is used on the spatial model of the piston. To verify the finite element model, a stand for experimental studies was developed. The article describes the developed stand, the methodology and results of experimental studies of the stress-strain state of the two-piece piston skirt obtained at this stand and a comparative analysis of the results of the calculated and experimental studies of the stress-strain state of the two-piece piston skirt of a diesel engine. The research results showed that the developed stand can be used to verify mathematical models for calculating the stress-strain state of the piston skirt in the pilot production of internal combustion engine pistons to accelerate and reduce the cost of the piston design development process, as well as the results of experimental studies obtained at the stand, can be used as initial data for the developed mathematical model of the dynamics of the movement of the piston and the profiling of the piston skirt.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>В статье представлены особенности разработанной авторами методики профилирования юбки поршня, приведены основные параметры, влияющие на условия смазывания юбки поршня и величину механических потерь. В расчетных исследованиях даны основные формулы для определения толщины масляного слоя в сопряжении «юбка поршня - цилиндр» для оценки характера трения. Для определения деформаций используется метод конечных элементов на пространственной модели поршня. Для верификации конечно-элементной модели был разработан стенд для экспериментальных исследований. В статье описаны разработанный стенд, методика проведения и результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния юбки составного поршня, полученные на данном стенде, выполнен сравнительный анализ результатов расчетных и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния юбки составного поршня дизеля. Исследование показало, что разработанный стенд может применяться для верификации математических моделей расчета напряженно-деформированного состояния юбки поршня в опытном производстве поршней двигателя внутреннего сгорания для ускорения и удешевления процесса разработки их конструкции. Результаты экспериментальных исследований, полученные на стенде, также могут быть использованы в качестве исходных данных для разработанной математической модели динамики движения поршня и профилирования юбки поршня.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>diesel</kwd><kwd>two-piece piston</kwd><kwd>piston skirt profiling</kwd><kwd>stress-strain behavior</kwd><kwd>hydrodynamic friction performance</kwd><kwd>friction</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>дизель</kwd><kwd>составной поршень</kwd><kwd>профилирование юбки поршня</kwd><kwd>напряженно-деформированное состояние</kwd><kwd>гидродинамические характеристики трения</kwd><kwd>трение</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Danilov IK, Popova IM, Moiseev UI. Analysis and validation of the dynamic method for diagnosing diesel engine connecting rod bearings. Transport Problems. 2018;13(1):123–133.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Danilov I.K., Popova I.M., Moiseev U.I. Analysis and validation of the dynamic method for diagnosing diesel engine connecting rod bearings // Transport Problems. 2018. No. 13(1). Pp. 123-133.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Putintsev SV. Mekhanicheskie poteri v porshnevykh dvigatelyakh: spetsial'nye glavy konstruirovaniya, rascheta i ispytanii [Mechanical losses in piston engines: special chapters in the design, calculation and testing]. Moscow: MGTU imeni N.E. Baumana; 2011. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Путинцев С.В. Механические потери в поршневых двигателях: специальные главы конструирования, расчета и испытаний. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2011. 228 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Putintsev SV, Ageev AG. Proverka effektivnosti primeneniya reber zhestkosti yubki porshnya malorazmernogo dizelya [Efficiency checking of use of stiffening ribs for piston skirt of a low-sized diesel engine]. Tractors and agricultural machinery. 2016;11:35–39. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Путинцев С.В., Агеев А.Г. Проверка эффективности применения ребер жесткости юбки поршня малоразмерного дизеля // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 11. С. 35-39.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kim K. A Study of Friction and Lubrication Behavior for Gasoline Piston Skirt Profile Concepts. Part 3. SAE Technical Paper. 2009;(01-0193):1–5.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Kim K.-S., Shah P., Takiguchi M., Aoki S. A Study of Friction and Lubrication Behavior for Gasoline Piston Skirt Profile Concepts. Part 3 // SAE Technical Paper. 2009. No. 01-0193. Рp. 1-5.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Doikin AA. Raschetno-eksperimental'nyi metod profilirovaniya obrazuyushchei porshnya dlya povysheniya resursa tribosopryazheniya “porshen' – tsilindr” DVS [Calculation and experimental method for profiling a piston generatrix to increase the piston-cylinder tribo-conjugation resource] (PhD dissertation). Chelyabinsk; 2013. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Дойкин А.А. Расчетно-экспериментальный метод профилирования образующей поршня для повышения ресурса трибосопряжения «поршень - цилиндр» ДВС: дис. … к. т. н. Челябинск, 2013. 132 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Abbes MT, Maspeyrot P, Dekkiche A, Benbrik M, Hacene FB. Elastohydrodynamic Piston Skirt Lubrication: Effect on Tribological Performances. ASME/STLE International Joint Tribology Conference. 2012. p. 237–242. DOI: 10.1115/IJTC2012-61129.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Abbes M.T., Maspeyrot P., Dekkiche A., Benbrik M., Hacene F.B. Elastohydrodynamic Piston Skirt Lubrication: Effect on Tribological Performances // ASME/STLE International Joint Tribology Conference. 2012. Pp. 237-242. DOI: 10.1115/IJTC2012-61129.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Zhenpeng H. Piston skirt friction loss and dynamic analyses based on FEM method. Industrial Lubrication and Tribology. 2018;70(4):656–672.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">He Zh. Piston skirt friction loss and dynamic analyses based on FEM method // Industrial Lubrication and Tribology. 2018. Vol. 70. Issue 4. Pp. 656-672. DOI: 10.1108/ILT-12-2016-0320.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ageev AG. Zavisimost' dliny yubki porshnya ot skorostnogo rezhima raboty dvigatelya [The dependence of the piston skirt length on the high-speed engine]. Molodezhnyi nauchno-tekhnicheskii vestnik MGTU imeni N.E. Baumana [Politechnical student journal of BMSTU]. 2013;(2):6–10. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Агеев А.Г. Зависимость длины юбки поршня от скоростного режима работы двигателя // Молодежный научно-технический вестник МГТУ имени Н.Э. Баумана. 2013. № 2. С. 6-10.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Allmaier H, Sander DE, Reich FM. Measuring friction in automotive engines &amp; determining the contributions of the individual subsystems. World Tribology Congress. Torino; 2013. p. 117.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Allmaier H., Sander D.E., Reich F.M. Measuring friction in automotive engines &amp; determining the contributions of the individual subsystems // World Tribology Congress. Torino, 2013. P. 117.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Rahnejat H. Tribology and dynamics of engine and powertrain: fundamentals, applications and future trends. Elsevier; 2010.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Rahnejat H. Tribology and dynamics of engine and powertrain: fundamentals, applications and future trends. Elsevier Science, 2010. 1048 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Makarov AR, Smirnov SV, Osokin SV. Matematicheskoe modelirovanie dvizheniya porshnya v tsilindre [Mathematical modeling of piston movement in a cylinder]. Izvestiya MGTU “MAMI”. 2014.;2(20):24–30. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Макаров А.Р., Смирнов С.В., Осокин С.В. Математическое моделирование движения поршня в цилиндре // Известия МГТУ «МАМИ». 2014. Т. 1. № 2 (20). С. 24-30.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kostrov AV, Smirnov SV, Makarov AR. Matematicheskoe modelirovanie dvizheniya porshnya v tsilindre v sloe smazochnogo materiala s uchetom deformatsii yubki [Mathematical modeling of dynamics movement of a piston skirt in the cylinder of the internal combustion engine]. Dvigatelestroenie. 1990;(1):7–9 (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Костров А.В., Смирнов С.В., Макаров А.Р. Математическое моделирование движения поршня в цилиндре в слое смазочного материала с учетом деформации юбки // Двигателестроение. 1990. № 1. С. 7-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Smirnov SV, Makarov AR, Vorobyev AA. Matematicheskoe modelirovanie dinamiki dvizheniya yubki porshnya v tsilindre dvigatelya vnutrennego sgoraniya [Mathematical modeling of dynamics movement of a piston skirt in the cylinder of the internal combustion engine]. RUDN Journal of Engineering Researches. 2017;18(3): 338–344. DOI 10.22363/2312-8143-2017-18-3-338-344. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Cмирнов С.В., Макаров А.Р., Воробьев А.А. Математическое моделирование динамики движения юбки поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2017. Т. 18. № 3. С. 338-344. DOI 10.22363/2312-8143-2017-18-3-338-344.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Mekheda VA. Tenzometricheskii metod izmereniya deformatsii [Strain-gauge method deformation measurement]: textbook. Samara: Samara State Aerospace University; 2011. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Мехеда В.А. Тензометрический метод измерения деформаций: учебник. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та. 2011. 56 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
