ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОТЕКСТУРИРОВАНИЯ НА ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДИЗЕЛЯ

Юрий Владимирович Рождественский, Константин Владимирович Гаврилов, Мубориз Акрамхонович Иззатуллоев

Аннотация


Решение проблемы повышения моторесурса двигателя внутреннего сгорания (ДВС) непосредственно связано со снижением потерь энергии на преодоление трения в элемен-тах систем, механизмов и сложнонагруженных трибосопряжений(ТС). Среди механиче-ских потерь на трение особое место занимают гидромеханические потери на трение в ТС ДВС. Снижение потерь энергии на преодоление трения достигается уменьшением механи-ческих потерь за счет ограничения уровня нагруженности трущихся поверхностей, увели-чением доли жидкостного режима трения для наиболее критичных по надежности ресурсо-определяющих сложнонагруженных ТС. Для сложнонагруженных ТС свойственны пере-менные по времени и величине действующие нагрузки, при которых положение подвижного
элемента в сопряжении характеризуется высокими значениями эксцентриситетов. К таким сложнонагруженным ТС относят коренные и шатунные подшипники коленчатого вала,
сопряжения«направляющая поршня– гильза цилиндра» и«поршневое кольцо– гильза цилиндра», опорные и упорные подшипники турбокомпрессора ДВС и т. п. Одним из спо-собов снижения масляного голодания является текстурирование контактирующих поверх-ностей, которое позволяет увеличить несущую способность сложнонагруженного подшипника за счет создания множества«микроклиньев». В частности, текстурирование поверхно-сти вкладышей подшипников коленчатого вала может выполняться в виде эллиптических микроямок, которые позволяют сохранять масло на поверхности трения при любых режи-мах работы дизеля. В статье выполнен обзор основных видов микротекстурирования поверхностей трения ТС. Создана расчетная модель и разработана программа расчетного анализа ТС«шейка коленчатого вала– вкладыш» ДВС. Выполнены расчеты гидромеханических характеристик(ГМХ) ТС для различных видов микротекстурирования на примере шатунного подшипника дизеля ЧН13/15.


Ключевые слова


подшипник скольжения; потери на трение; лазерное текстурирование; микрогеометрия; трибосопряжения

Полный текст:

PDF

Литература


Allmaier H., Priestner C., Sander D.E., Reich F.M. Friction in automotive engines. Tribology in Engineering, 2013, pp. 149–184. DOI: 10.5772/51568

Putintsev, S.V. Mekhanicheskiye poteri v porshnevykh dvigatelyakh[Mechanical Losses in Piston Engines]. Moscow, MSTU named after N.E. Bauman, 2011. 288 p.

Ligier Jean-Louis, Noel. Bruno Friction Reduction and Reliability for Engines Bearings. Lubricants, 2015, no. 3, pp. 569–596. DOI: 10.3390/lubricants3030569

Tung Simon C., McMillan Michael L. Automotive tribology overview of current advances and challenges for the future. Tribology International, 2004, vol. 37, pp. 517–536. DOI: 10.1016/j.triboint.2004.01.013

Ohue Y., Tanaka H. Effect of Surface Texturing on Lubricating Condition under Point Contact Using Numerical Analysis. J. Scientific Research, 2013, no. 4, pp. 379–385. DOI: 10.4236/eng.2013.54050

Etsion I. Improving tribological performance of mechanical components by laser surface texturing. Tribology Letters, 2004, vol. 17, iss. 4, pp. 733–737.

Etsion I. State of the art in laser surface texturing. J. Tribol, 2005, vol. 127, iss. 1, pp. 248–253. DOI: 10.1115/1.1828070

Etsion I., Burstein L. A Model for MechanicalSeals with Regular Microsurface Structure. Journal Tribology Transactions, 1996, vol. 39, iss. 3, pp. 677–683. DOI: 10.1080/10402009608983582

Etsion I., Halperin G. A Laser Surface Textured Hydrostatic Mechanical Seal. Journal Tribology Transactions, 2002, vol. 45, iss. 3, pp. 430–434. DOI: 10.1080/10402000208982570

Fang C., Meng X., Xie Y. A Piston Tribodynamic Model with Deterministic Consideration of Skirt Surface Grooves. Tribology International, 2017, vol. 110, pp. 232–251. DOI: 10.1016/j.triboint.2017.02.026

Tala-Ighil N., Maspeyrot P., Fillon M., Bounif A. Effects of surface texture on journal-bearing characteristics under steady-state operating conditions. J Eng Tribol, 2007, vol. 221, pp. 623–633. DOI: 10.1243/13506501JET287

Brewe, D.E. Theoretical Modeling of the Vapor Cavitation in Dynamically Loaded Journal Bearings. J. Tribol., 1986, vol. 108, iss. 4, pp. 628–637. DOI: 10.1115/1.3261288

Wang Y., Wang Q.J., Lin C. Mixed Lubrication of Coupled Journal-Thrust-Bearing Systems Including Mass Conserving Cavitation. Journal of Tribology, 2003, vol. 125, pp. 747–755.

Fesanghary M., Khonsari M.M. A Modification of the Switch Function in the El-rod Cavitation Algorithm. J. Tribol. 2011, vol. 133, iss. 2, number article 024501. DOI: 10.1115/1.4003484

Vijayaraghavan D., Keith T.G. Development and Evaluation of a Cavitation Algorithm. Jr. Tribology Transactions, 1996, vol. 32, iss. 2, pp. 225–233. DOI: 10.1080/10402008908981882

Vijayaraghavan D., Keith T.G. An Efficient, Robust, and Time Accurate Nu-merical Scheme Applied to a Cavitation Algorithm. J. Tribol., 1990, vol. 112, iss. 1. pp. 44–51. DOI: 10.1115/1.2920229

Qiu Y., Khonsari M.M. On the Prediction of Cavitation in Dimples Using a Mass-Conservative Algorithm. J. Tribol., 2009, vol. 131, iss. 4, number article 041702. DOI: 10.1115/1.3176994

Woloszynski T., Podsiadlo P., Stachowiak G.W.Efficient Solution to the Cavitation Problem in Hydrodynamic Lubrication. Tribol Lett., 2015, pp. 1–11. DOI: 10.1007/s11249-015-0487-4

Prokopiev V.N., Rozhdestvenskii Yu.V., ShirobokovN.V. [Enhancement of Efficiency of Algorithms for Calculation of Output Parameters of Complex Loaded Journal Bearings of the Engines of Transport Vehicles]. UMOAT Bulletin, 1999, no. 2, pp. 28–32. (in Russ.)

Gavrilov К.V., Izzatulloev М.А. Mikrogeometriya tribosistemy “val – vkladysh” dvigatelya vnutrennego sgoraniya [Certificate of State Registration of a Computer Program. Microgeometry of the Tribosystem “Shaft – Liner” of an Internal Combustion Engine]. Patent RF 2019664243, no. 2109662988; decl. 17.10.2019, publ. 01.11.2019.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.