تحلیل روانکاری الاستو-هیدرودینامیک یاتاقان کف‎گرد میل لنگ یک موتور 12 سیلندر دیزلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهشگاه هوافضا

2 دانش آموخته مقطع دکتری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

یاتاقان‌های کف‎گرد، نوعی از یاتاقان‌ها هستند که جهت جلوگیری از حرکت محوری محورها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در موتورهای احتراق داخلی لزوم استفاده از یاتاقان‌های کف‎گرد بر روی میل‎لنگ برای موازنة نیروهای موجود در راستای محور میل‎لنگ، جهت جلوگیری از حرکت محوری آن می‌باشد. در موتورهای دیزل سنگین عموماً از یاتاقان کف‎گرد نوع صفحه‎ای (واشر) استفاده می‌شود که بر روی بدنه موتور قرار می‌گیرد. در این مقاله، مدلسازی یاتاقان کف‎گرد میل‎لنگ یک موتور 12 سیلندر دیزلی در نرم‎افزار Excite ورژن 13 انجام شده است. تحلیل روانکاری فیلم روغن به روش الاستو-هیدرودینامیک انجام شده و سپس نتایج بررسی شده‎اند. در این روش، تغییر شکل یاتاقان و سازه اطراف آن لحاظ می‎گردد. هدف از این تحلیل، دستیابی به توزیع فشار فیلم روغن، حداقل ضخامت فیلم روغن و غیره درون یاتاقان می‎باشد که بسیار حائز اهمیت است و اساسا طراحی یاتاقان و اصلاح طراحی آن و یا انتخاب آن بر پایه همین نتایج صورت می‎گیرد. در ابتدا تحلیل یاتاقان کف‎گرد در اثر نیروی محوری ناشی از شیب پیمایی موتور، سپس در اثر نیروی محوری نوسانی در اثر شیب پیمایی و نهایتاً در اثر نیروهای محوری در یک سیکل کارکردی موتور انجام شده است. نتایج این تحلیل شامل مقادیر توزیع فشار فیلم روغن و حداقل ضخامت روغن به طراح در خصوص خرابی‏های احتمالی یاتاقان دید می‏دهد که آیا نازک شدن فیلم روغن و تماس زبری‎ها و متعاقبا سایش می‎تواند رخ بدهد یا خیر.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Elasto-hydrodynamic Lubrication Analysis of the Thrust Bearing of a 12-cyl Diesel Engine Crankshaft

نویسنده [English]

  • Hamidreza Chamani 2
2 Mechanical engineering department, Iran university of science and technology
چکیده [English]

Thrust bearings are a type of bearings used to prevent axial movement of the shafts. For internal combustion engines, it is necessary to use crankshaft thrust bearings to balance the forces in the direction of the crankshaft axis, to prevent its axial movement. For diesel engines, plain bearing type (like ring) is generally used as thrust bearing which sits on the engine block bearing housings. In this paper, modelling of the thrust bearing of a 12-cyl engine crankshaft was performed using Excite software. The elasto-hydrodynamic lubrication analysis of the oil film in the crankshaft thrust bearing was performed and the results were investigated. first, the analysis of the thrust bearing, under the axial force due to the slope of the engine, was accomplished. Then, the analysis of the thrust bearing under the axial alternating force due to the slope of the engine was done and finally the analysis of the bearing under the axial forces in an engine operating cycle was performed. The results of this analysis including oil film pressure distribution, minimum oil film thickness and etc. can greatly help the bearing designer to make design modification or selection. The results of this analysis including the oil film pressure distribution and the minimum oil film thickness can give the designer insight about the possible failures of bearing whether oil film thinning and contacting roughness peaks and subsequent abrasion can occur or not.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thrust bearing
  • Elasto-hydrodynamic analysis
  • Lubrication
  • Crankshaft and Diesel engine