Tribological Properties of Composite Piston Rings Designed for Oil-Free Contacts in Ecological Transport

• Autorzy: Posmyk Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.8986

Warianty tytułu

PL

Właściwości tribologiczne kompozytowych pierścieni tłokowych przeznaczonych do bezolejowych skojarzeń w ekologicznym transporcie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a comparison of tribological properties for two generations of sliding contacts, i.e. TG15/ Anodic Hard Coating and PASL/AlMC in oil-free piston compressors designed for ecological transport. In the first contact, the piston ring material is Teflon-graphite TG15 (PTFE+15% graphite), and in the other, an acetal-based (PA) sliding composite (PASL) with additional substances acting as solid lubricants (SL), i.e. PTFE, graphite and carbon fibres. Rings made of plastics slide under conditions of technically dry friction against a cylinder liner’s surface made of aluminium alloy and reinforced by an electrolytic oxide coating (AHC) in the case of the first contact and with a cylinder liner surface made of alloy reinforced by the addition of Al₂O₃ fibres (AlMC composite) in the latter contact. During friction, the wear debris of the filler form a sliding film (transfer film) on the cylinder liner’s surface, which results in a friction coefficient from 0.12 to 0.1 without the use of oil or greases.

PL

W artykule opisano tribologiczne właściwości tribologiczne dwóch generacji skojarzeń ślizgowych, tj. TG15/ anodowa powłoka tlenkowa oraz PASL/AlMC stosowanych w bezolejowych sprężarkach powietrza przeznaczonych do ekologicznego transportu. W pierwszym skojarzeniu materiałem pierścienia tłokowego jest tarfleno-grafit TG15 (PTFE+15% grafitu), a w drugim ślizgowy kompozyt z osnową acetalową (PASL) z dodatkiem substancji pełniących rolę smaru stałego (SL), tj. PTFE, grafit i włókna węgłowe. Pierścienie wykonane z tworzywa sztucznego współpracują, w warunkach tarcia technicznie suchego, z gładzią tulei cylindrowej wykonanej ze stopu aluminium umacnianego anodową powloką tlenkową (AHC) w pierwszym skojarzeniu oraz z gładzią tulei wykonanej ze stopu aluminium umacnianego przez dodanie włókien Al₂O₃ (kompozyt AlMC) w drugim skojarzeniu. Podczas tarcia produkty zużycia napełniaczy tworzą na gładzi tulei cylindrowej film ślizgowy (film transferowy), co skutkuje współczynnikiem tarcia 0.12 do 0.1 bez użycia olejów lub smarów.

Słowa kluczowe

EN

means of transport; piston rings; oil-free contact; solid lubricant; transfer film

PL

środki transportu; pierścienie tłokowe; skojarzenie bezolejowe; smar stały; film ślizgowy

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 1
• Strony: 75--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Posmyk Andrzej

• The Silesian University of Technology, Faculty of Transport and Aviation Engineering, 8 Krasińskiego Street, 40-019 Katowice, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2943-2379

Bibliografia

• 1. Abdelbary A.: Extreme Tribology: Fundamentals and Challenges, CRC Press Taylor and Francis Group, Boca Raton, London, New York 2020.
• 2. Posmyk A.: Tribology of composite materials in automotive transport, Publisher of the Silesian University of Technology, Gliwice (2020).
• 3. Nakada M: Trends in engine technology and Tribology, Tribology International 27(1), pp. 3–8.
• 4. Posmyk A., Bąkowski, H.: Wear mechanism of cast iron piston ring/aluminum matrix composite cylinder liner, Tribology Transactions, 56, 2013, pp. 806–815.
• 5. Chwala N., Chwala K.K.: Metal-Matrix Composites for Automotive Applications: Tribological Considerations, Tribology Letters, 17(3), 2006, pp. 445–453.
• 6. Opałka M., Wieleba W., Radzińska A.: Influence of the dynamics of forced motion on the static friction in metal-polymer sliding pairs, Tribologia 1/2021, 21–26.
• 7. Gui G., Jun G., Yuan Q., Junfang R., Honggang W., Dongya Y., Shengsheng Ch.: Tribological Behavior of PTFE Composites Filled with PEEK and Nano-ZrO 2, Tribology Transactions 63:2, 2020, pp. 296–304.
• 8. Oil less compressor aggregate AB 3/380 Information Card, Airpol Poznań 2019.
• 9. Mahle Adds an Oil-Free Compressor for Commercial Vehicle Brake Systems, Prospect of Mahle,Stuttgart 2018.
• 10. Ernst H.: An interpretative Review of 20 th Century Machining and Grinding Research, TechSolve Inc. Cincinati (OH) 2003.
• 11. Posmyk A., Gałka S.: Kompositgleitkunststoffe mit geringerem PTFE Inhalt bestimmt für Gleiten gegen keramische Werkstoffe, Tribologie und Schmierungstechnik 2004, 1 (51), pp. 49–54.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).