Using composite coatings containing solid lubricants to minimize friction in piston combustion engines for aviation

• Autorzy: Posmyk Andrzej , Myalski Jerzy

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie zawierających smary stałe powłok kompozytowych w tłokowych silnikach spalinowych dla lotnictwa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of research on a composite coating with a polymer resin matrix containing glassy carbon microparticles as the modifying phase acting as a solid lubricant for piston aircraft engines. Comparative tests were carried out on a T-11 tribological tester at the temperature of 80°C, pressure of p = 8 MPa and relative velocity v = 0.55 m/s of a cam/push rod contact coated with a developed coating (RGC) and a cam/push rod contact coated with a reference coating (RC). 2 mg of AeroShell 100 oil were added to the contact for 10 hours of rubbing. This lubrication simulates the operating conditions of the combustion engine components after lubrication loss. As a result of the tests, it was found that the developed coating can work 10 hours after the lubrication disappears because the coating is porous and absorbs the oil during heating up to the engine's operating temperature. The oil sorption is indicated by the increase in the mass of the sample with the coating. Thanks to the coating material anchored in the roughness valleys of the push rod surface soaked with oil, the coefficient of friction, despite evaporation of the volatile parts of the oil, does not exceed µ = 0.1, which prevents seizure of the contact. The contact with the reference coating seized after 8.5 hours of sliding. The tests of the developed coating on the engine dynamometer as well as in the aircraft confirmed the usefulness of the developed coating.

PL

Przedstawiono wyniki badań przeznaczonej do tłokowych silników lotniczych powłoki kompozytowej z osnową z żywicy polimerowej zawierającej jako fazę modyfikującą mikrocząstki węgla szklistego pełniącego rolę smaru stałego. Wykonano badania porównawcze na testerze tribologicznym T-11 w temperaturze 80°C przy nacisku p = 8 MPa i prędkości względnej v = 0,55 m/s skojarzeń krzywka/popychacz pokryty opracowaną powłoką (RGC) oraz krzywka/popychacz pokryty powłoką referencyjną (RC). Do skojarzenia podano 2 mg oleju AeroShell 100 na 10 h współpracy. Takie smarowanie symuluje warunki pracy podzespołów silnika spalinowego po zaniku smarowania. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że opracowana powłoka może pracować 10 godzin po zaniku smarowania, ponieważ ta powłoka jest porowata i sorbuje olej podczas nagrzewania do temperatury pracy silnika. O sorbowaniu oleju świadczy przyrost masy próbki z powłoką. Dzięki materiałowi powłoki zakotwiczonemu we wgłębieniach chropowatości powierzchni popychacza nasączonemu olejem współczynnik tarcia mimo odparowania części lotnych oleju nie przekracza µ = 0,1, co zapobiega zatarciu skojarzenia. Skojarzenie z powłoką referencyjną zatarło się po 8,5 h współpracy. Badania opracowanej powłoki na hamowni silnikowej oraz w samolocie potwierdziły przydatność opracowanych powłok.

Słowa kluczowe

EN

piston combustion engine; composite coatings; solid lubricant; loss of lubrication

PL

silnik tłokowy; powłoka kompozytowa; smar stały; zanik smarowania

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 19, nr 1
• Strony: 3--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Posmyk Andrzej

• Silesian University of Technology, Faculty of Transport, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Myalski Jerzy

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Engineering and Metallurgy, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] Olszówka-Myalska A., Myalski J., Botor-Probierz A., Microstructural characteristics of an AZ91 matrix-glassy carbon particle composite, Adv. Eng. Mater. 2010, 7, 609-616.
• [2] Posmyk A., Myalski J., Composite coatings including solid lubricants designed for aviation, Composites Theory and Practice 2018, 18, 1, 3-6.
• [3] Opracowanie i optymalizacja powłoki kompozytowej oraz sposobu jej nanoszenia na podzespoły silnika lotniczego zabezpieczającej silnik przed zatarciem w wyniku zaniku dopływu środka smarnego, Nr projektu: POIR.01.01.01-00- 0665/17-00.
• [4] Posmyk A., Tribologia materiałów kompozytowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).