Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Tribologia

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!
Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: grubość warstwy smarowej

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Metal transfer, film formation and surface temperatures on a cam in an automotiye engine

Furey M., Reinholtz Ch., Vick B.

Tribologia

2007

nr 6

87-117

In an attempt to better understand the mechanisms of valve train wear and lubrication, a study was made to connect two earlier observations with a recent theoretical treatment of tribological processes occurring in the highly-loaded cam/valve lifter assembly of an automotive engine. In previous valve train wear studies conducted by one of the authors (MJF), neutron-activated valve lifters were installed in a V-8 engine connected to a dynamometer for basic research and continuous wear measurements. One important discovery was that metal transfer occurred from the radioactive valve lifters to the cam in a narrow strip at the cam nose. This is where calculations of oil film thickness would predict the thinnest film. In a follow-up study using the identical engine but with non-radioactive valve lifters, tests were carried out with P-32-tagged zinc di(C6)alkyl dithiophosphate (ZDDP) under conditions in which this additive reduced valve lifter wear by 90%. After disassembly of the engine, autoradiographs were made of the cams and valve lifter faces. The results were striking, showing significant film formation localized in the region of the cam nose and encompassing the previously-found narrow strip of metal transfer. Zn, Fe, and Ni di(C6)alkyl dithiophosphates-all thermally decomposing completely at around 205-210°C-were equally effective in reducing valve lifter wear in engine tests while more thermally stable Zn dithiophosphates (C13 and aryl derivatives) had no effect whatsoever on valve lifter wear. Since the cam nose represents not only the region of highest load but also of highest sliding velocity, this would correspond to that of highest expected surface temperature in the absence of an EHL or oil film. But the duration of contact at the peak temperature at the cam nose is short. Is there enough time for a protective film-forming reaction to occur? To examine this and other questions, a general theoretical model developed by Vick was applied to a model cam/valve lifter system with varying load, speed, contact geometry, deformation, and presence of an oil film. Specific conditions were selected to correspond to previous engine studies and to illustrate the theoretical distribution of surface temperatures over the entire rotating cam, including time and decay effects. This information was then compared to the two experimental observations. It is suggested that these studies may add to our understanding not only of the wear mechanisms involved but also of tribochemical reactions, including tribopolymerization as an antiwear mechanism, e.g., the "in situ" surface polymerization of condensation-type monomers.

W obszarze wierzchołka krzywki rozrządu silnika samochodowego występują nie tylko najwyższe obciążenia, ale także największe prędkości poślizgu, co prowadzi do najwyższych spodziewanych temperatur powierzchni w przypadku braku elastohydrodynamicznej warstwy smarowej. Jednak czas występowania szczytowej temperatury w okolicy wierzchołka krzywki jest bardzo krótki. Powstaje więc pytanie czy wystarczy czasu dla wystąpienia reakcji tworzącej warstwę ochronną. W celu rozstrzygnięcia tej i innych kwestii ogólny model teoretyczny opracowany przez Vicka został zastosowany do modelowania systemu krzywka-popychacz ze zmiennym obciążeniem, prędkością, geometrią styku, odkształceniem i występującą warstwą smarową. Wybrano dane wyjściowe odpowiadające zrealizowanym wcześniej przez Fureya badaniom eksperymentalnym silników. Określono rozkłady temperatury na całej powierzchni krzywki. Uwzględniając efekty czasowe i zanikania. Porównano wyniki teoretyczne z rezultatami dwu serii badań eksperymentalnych. Zrealizowane studium może uzupełnić naszą wiedzę nie tylko o mechanizmach zużywania, lecz także o reakcjach tribochemicznych - z uwzględnieniem tribopolimeryzacji jako mechanizmu przeciwzużyciowego np. polimeryzacji monomerów typu kondensacyjnego "in situ" na powierzchni tarcia.

EHD lubrication of the worm gears teeth

Wiśniewski M.

Tribologia

2004

nr 6

39--51

Przedstawiono rozwiązanie numeryczne problemu smarowania elastohydrodynamicznego dla przekładni ślimakowych. W przekładniach tych geometria i kinematyka zazębienia są bardzo skomplikowane; w każdym punkcie styku w polu przyporu występują różne wartości zastępczego promienia krzywizny i średniej prędkości stycznej współpracujących flanek zębów, przy czym są one zależne od chwilowego położenia kątowego ślimaka. W pierwszym etapie pracy wyznaczone zostały linie styku zębów ślimaka (z najczęściej występującym profilem ewolwentowym) i ślimacznicy, które - dla jednego z przypadków obliczeniowych - zostały przedstawione na Rys. 1. Dalej obliczono dla reprezentatywnych punktów styku w polu przyporu ich parametry geometryczne i kinematyczne. Dla tych linii styku, podzielonych na odcinki elementarne (Rys. 2) określone zostały też parametry kątowe, m.in. istotny w dalszych obliczeniach kąt tau między normalną do płaszczyzny styku xi i osią ślimaka z. W modelu obliczeniowym wielkością wyznaczaną było przesunięcie osiowe ślimaka hx, związane z lokalną grubością warstwy smarowej h0 określonej wzorem (1). Do wyznaczenia wartości hx wykorzystano warunek (3) równowagi sumy generowanych w styku nośnych sił EHD i przyłożonego obciążenia zewnętrznego. Dla elementarnych sił nośnych przyjęto przekształconą zależność Dowsona i Higginsona (4). Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla trzech zróżnicowanych geometrycznie zestawów ślimak-ślimacznica (Tabela 1). Materiałami uwzględnionymi w obliczeniach były stal dla ślimaka oraz stal lub brąz dla ślimacznicy. Do obliczeń bezwymiarowego parametru grubości warstwy EHD wg wzoru (5) przyjęto dane z eksperymentu. Warunki pracy analizowanych przekładni ślimakowych oparto na ich danych katalogowych - Rys. 3. W wyniku obliczeń numerycznych - z wykorzystaniem zmodyfikowanego schematu siecznych oraz metody bisekcji - otrzymano chwilowe wartości przemieszczenia osiowego ślimaka - Rys. 4. Zmienność przesunięcia osiowego ślimaka jest równoznaczna z jego drganiami - w obszarze częstotliwości akustycznych, co nie występowało w badaniach eksperymentalnych. Jest to oczywiście wynikiem tłumienia dynamicznego, a więc uzasadnione jest uśrednianie przesunięcia osiowego ślimaka i wyznaczanie dalej średniej grubości h0 warstwy EHD. Przedstawiono wpływ prędkości obrotowej ślimaka n1 na grubość warstwy smarowej ho (Rys. 5), obciążenia przyłożonego do wału ślimacznicy (Rys. 6), środka smarowego (Rys. 7), temperatury pracy przekładni (Rys. 8) oraz - jako podsumowanie - zależność bezwymiarowego współczynnika grubości warstwy od szeregu czynników operacyjnych i geometrycznych (Rys. 9). Podsumowując, przedstawiono metodę wyznaczania grubości elastohydrodynamiczej warstwy smarowej między flankami ślimaka i ślimacznicy oraz określono w obliczeniach numerycznych czynniki wpływające na tę wielkość.

The fuli numerical solution of the elastohydrodynamic (EHD) lubrication problem for the involute worm gearing has been presented. In these gears the geometrie and kinematical conditions of the teeth contact are extre-mely complex; the contact radii and active velocities vary along the contact lines and are dependent on the angular position of the worm. Then, the first stage of this work was the determining, by means of the tensor calculus, the geometrical and kinematical parameters governing the EHD action. In the next step the EHD film thickness has been iterated utilizing the demanded equilibrium condition of the generated EHD load capacity and the applied load. The iteration procedures were based on the modified secant scheme and bisection method. A number of numerical calculations for various input data are performed; an effect of velocity and load on the EHD film thickness for several worm gears lubricated with mineral and synthetic oils has been determined. This paper is a revised version of one given at NORDTRIB 2004, Tromso-Harstad-Hurtigruten, Norway.