אלסטויודינמי (EHD) סיכה היא אחד היעדים הקריטיים ביותר אך לעתים קרובות להתעלם תופעות המאפשרים למנועי רכב מהירים מודרניים להשיג נחיתות כוח יוצאת דופן וחיים ארוכים בשירות.במנועי כי באופן שגרתי עולה על 6,000RPM ו הלחץ גלילי מעבר ל-150 בר, הידרודינמיקה קונבנציונלית סיכה לא יכולה למנוע מגע מתכת-למטר בעומס גבוה מאוד, לא עקבי כמו למשל לחץ על פני השטח של המשחק, רק על ידי לחיצה על מאות מחסנים של לחץ על לחץ על לחץ על לחץ על פני כדור הארץ.

הבנה של אלסטויודינמיקה Lubrication

בליבתו, סיכה אלסטודינמית מתאר משטר שבו פני השטח מגע מתפוגגות באופן גמיש תחת לחץ מגע גבוה, ואת הפנים של lubricant עולה באופן דרמטי עם לחץ.הדוגמה הקלאסית היא כדור פלדה מתגלגל נגד צלחת שטוחה: תחת עומס מתון, אזור מגע נשאר קטן והלחץ יכול לעלות על 1 GPa.

התנהגות זו תוארה לראשונה מתמטית על ידי Grubin בשנת 1949, ולאחר מכן מעודנת על ידי דווסון ו Higginson בשנות ה-60.המודלים שלהם הראו כי עובי הסרט במגע EHD תלוי בעיקר בשלושה פרמטרים ללא ממד: פרמטר המהירות, פרמטר החומרי (מודלים סטטיסטיים ויחסו של Poisson), ואת הפרמטר. עבור מנועי רכב מהירים גבוהים, אלה פועלים היטב בתנאים של דלקים קריטיים אלה של דלקים מורכבים במיוחד עבור רכיבי דלקים קשים.

הפיזיקה שמאחורי EHL

הפתרון המלא של EHD דורש במקביל לפתור את המשוואה ריינולדס עבור זרימת lubricant ואת משוואה הגמישות עבור עיוות של מוצקים. משוואה ריינולדס משלבת את העלייה הדרמטית של מולטי עם לחץ, בדרך כלל מודל על ידי Barus או Roelands יחסים. משוואות גמישות מתייחס פני השטח כמו גוף חצי-אין כי deform על פי תורת הקשר של Hertzian.

עובי הסרט במגעים EHD הוא בדרך כלל בין 0.1 ל- 1.0 מיקרומטר - הוא אחד מאות קוטר של שיער אנושי - אבל זה המחסום היחיד המונע ללבוש דבק קטסטרופלי."

עבור מגעי פלדה-on-steel, עוביי הסרט המרכזיים של 0.3–0.8 מיקרומטר נפוצים ברכיבי מנוע מהירים מעוצבים היטב. פרמטר עובי סרטניים חסר מימד λ (יחסlambda) מחושב כיחס של הסרט המינימלי עובי על פני השטח המורכבים או לחץ על פני השטח המהיר. A λ מעל 3 מציין ⁇ מלא של EHDbrication עם רשלנות זניחה כגון מגע בין 2 ל- 2 ל- 2 ל- 2 ל- 2 תופעות לוואי מעורבות מהירה.

EHL vs. Hydrodynamic ו- Boundary Lubrication

⁇ הידרודינמי מסורתי, כפי שנמצא בכתב עת רגיל הנושא את פעולתם במהירויות בינוניות ועומסים, מסתמכ על אפקט הרוטאלי שנוצר על ידי תנועה יחסית כדי ליצור שדה לחץ התומך בעומס.ה השטח נשאר ללא פענוח, ואת עובי הסרט הוא על סדר של רכיבי מעבר זעירים.

התפקיד הקריטי של EHL במנועים מהירים

מנועי רכב מהירים, במיוחד אלה המיועדים ליישומים ביצועים (מעגלים, מכוניות ספורט ומירוצים), מציבים דרישות קיצוניות על מערכת סיכה. מהירויות רוטנל מעל 8,000 RPM ליצור כוחות לאיים אשר מגבירים עומסים. רכיבי רכבת Valve רואים מדגישים מגע מחזוריים שיכולים לעלות על 2 GPa. ברמות אלה, ללא הסרט מגן EHD, החיים הצפויים ימדדו תוך דקות ולא על ידי מחסנים ספציפיים של כמה מקטעי ה-HD, לאחר מכן, כדי שמירה על 2.

Camshaft ו-Valve Train Protection

ממשק ה-S-follower (או cam-tappet) הוא אולי הקשר התובעני ביותר במנוע.A cambe יש רדיוס קטן של ריפוי, ואת מגע גורף על פני פני השטח מעקב במהירות גבוהה. העומס משתנה ברציפות כמו פרמטר זמן מסתובב, שיא במהלך פתיחת וסגירה אירועים.

שם המחבר: Rod Bearings

כתב עת קבוע הנושא במנועי מהירות גבוהה בדרך כלל פועל תחת הידרודינמי סיכה במהירויות קבועות, אבל במהלך אירועים טרנספורמטיביים - מתחיל קר, האצה מהירה, או עלייה בגבעה גבוהה - הקשר יכול להשתנות לתוך משטר EHD. את הקליפות ואת כתב העת deformally מתחת ללחץ סרט שמן, ואת צמיגי השמן עולה באזור בלחץ גבוה.

חברת פיסטון ו- Ring Pack

ממשק טבעת ה-Clinder הוא בעיה סיכה מורכבת המשתרעת על פני השטח Stribeck המלא בתוך שבץ יחיד במרכז מת העליון (TDC), הרגע האקוסטון מפסיק; המהירות ההנעה היא אפס, ואת הציפוי הנוסף לשרוד את הציפוי, אשר מוביל לתפקודי גבול דק או סיכה מעורבת.

היתרונות העיקריים של אלסטודינאמי Lubricationcationcation

  • (FLT:0) קיבולת של עומס קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת ריצוף 1 (FLT:1) - ההשפעה המשולבת של עיוות גמיש וביקורת לחץ מאפשר לסרט לתמוך בעומס הרבה מעבר למה שתיאוריה הידרודינמית קלאסית תנבא, המאפשרת שימוש במרכיבים קטנים וקלים יותר.
  • (FLT:0) חיכוך ודור חום 1 (FLT:1) - סרט EHD מתמשך שומר על משככי חיכוך בטווח של 0.01–0.05, לעומת 0.1–0.2 לקביעת גבולות.
  • (FLT:0) Extended רכיב LifespanFLT:1) על ידי מניעת מגע מתכתי ישירות אל-מטאלי, EHD lubricationcationcationcationcationcation מופחת באופן דרסטי את שיעורי הלבוש. חיי עייפות של נושאים ושיניים הילוכים מורחבים על ידי גורמים של 10 או יותר כאשר פועל במשטר EHD מלא.
  • (FLT:0) שיפור יעילות המנועים ב-FLT:1, ירידה בהפסדים בחיכוך במשתסתום, נושאות, ורכבות פיסטון יכולות לשפר את צריכת הדלק הספציפית של 2–5%, שולי משמעותי במנוע מודרני מותאם אישית.
  • (FLT:0) Noise and רטט הפחתת הפחתת ה- 1:1 - ההלחות המסופקת על ידי הסרט EHD מסייעת לשחת שקט לאימון רעש ולהפחית רטט גבוה, לתרום לחוויה חלקה יותר, מעודנת יותר של נהיגה.

גורמים המשפיעים על ביצועי EHL

שום פרמטר אחד לא שולט ביעילות של EHD סיכה. במקום זאת, שילוב מורכב של תכונות סיכה, תכונות פני השטח, תנאי התפעול קובע אם מרכיב יהיה נהנה מהגנת HD מלאה או לסבול מלבוש מוגזם. מעצבים חייבים לאזן את הגורמים הללו במהלך תהליך פיתוח המנוע.

נכסים Lubricant Properties

(התקני סיכה קריטיים ביותר עבור EHD הוא ה- EHD:0) טמפרטורות יעילות מודרני (α) ⁇ (α) , פרמטר זה מתאר כמה מהר עולה מול לחץ.נפט עם ערך α גבוה לייצר סרטי EHD עבה באותה עומס ומהירות.

Topography ו-Matology Materials

יחס הכבשה (סרטים מחולקים על ידי גסות פני השטח מורכב) הוא אינדיקטור מפתח של יעילות EHD.אפילו סרט עבה יכול להיכשל אם פני השטח הם קשים מדי.רכיבי מנוע המהיר המודרני מסיימים עם שחיקה, משחה, או תהליכים superfinishing כדי להשיג חומרים רגישים על פני השטח (Ra) כמו גם חומרים קשים יותר של 0-0.2 מיקרומטר עבור נושאים ו 0.05-0.1 מיקרומטר עבור צינורות עבור פחות יעיל יותר עבור פלדה:

תנאי הפעלה

מהירות המנוע משפיעה ישירות על מהירות ההנעה, שהיא הסכום של מהירויות פני השטח מחולקות על ידי שני מהירויות גבוהות יותר לייצר סרטי EHD עבים יותר, על פי משוואה דוסון-היגינסון (h min ⁇ U0.7) לכן EHD סיכה יעילה במיוחד במנועי מהירות גבוהה.

לובריקים מתקדמים ותוספות לשיפור EHL

כדי לענות על הדרישות של מנועי Ep מהירים מודרניים, נוסחאות lubricant לפתח כל הזמן חבילות תוספת תוספת של תוסף ומיזוגים בסיס (AHD) אחד ההתקדמות המשמעותית ביותר הוא הצגת <חזקות > שמן מנועים (SAE 0WHD) אפילו לא יעיל יותר של התחממות גבוהה (V-F) אשר בדרך כלל להפחית את ההפסדים של חומרת שומן אלה לא יחזקוריד (האפקטים) עם רכיבי EvD) של ריכוז גבוהים יותר.

הנדסה וחיפויים מודרניים

ציפויים Surfaces הפכו הכרחיים לשיפור ביצועי EHD.D. כמו פחמן (DLC) ציפוי, החלים על ידי ריצוף Vapor פיזי (PVD) או פלזמה-enanced Chemical vapor deposition (PECVD), מציעים חיכוך נמוך מאוד (החומר של חיכוך נמוך כמו 0.05) וקשוח גבוה (15-30% GPa).

(א) כאשר לא מספיק) [ה], התוצאות הן לעתים קרובות קטסטרופליות (המכונה: 12:0 ⁇ ⁇ ⁇ ) ב-[[1924]], ו[[1924]], ו[[1924]]]], [[1924]]]]]], ו[[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

מגמות עתידיות באלאסיטודינמילודינמי Lubrication

המרדף הבלתי פוסק של יעילות גבוהה יותר, פליטות נמוכות יותר, וצפיפות כוח גדולה יותר ממשיך להניע חידושים ב- EHD lubricationcation. כמה מגמות מתעוררות צפויים לעצב את העשור הבא של עיצוב המנוע:

  • (FLT:0)Nano-lubricants:FreaLT:1) תוספת של חלקיקים (graphene, MoS2, WS2, או cerium oxide) לשמן מנוע מראה הבטחה לשיפור היווצרות סרט EHD וצמצום החיכוך. חלקיקים אלה יכולים למלא את פני השטח כמפרמנטים ולספק השפעה מקומית, המאפשרת אפילו מהירויות נמוכות יותר ללא עלייה.
  • (FLT:0) למידה של EHLing:EHL: ההרחבה 1 (EHL) המסורתית של EHL דורשת פתרונות מספריים מורכבים איטיים עבור שליטה בזמן אמת.מודלים מונעים נתונים חדשים, המוכשרים על אלפי סימולציות, יכולים לחזות עובי סרט וחיכוך במלי שניות.זה פותח את הדלת לשליטה פעילה של סיכה - רק לחץ שמן או טמפרטורה על בסיס מצב EHD.
  • (FLT:0)Low-carbon בסיס מניות: ההרחבה 1 (GTL (gas-to-liquids) ו esters המבוססים על ביו-פחמן הם צוברים תשומת לב עבור אינדיקציות גבוהה שלהם תכונות מצוינות לחץ מעולה תכונות פיקוח.
  • (FLT:0) עיצובי פני השטח של פני השטח:FLT:1hav בהשראת מבנים ביולוגיים כגון סולמות דגים ועור נחש, החוקרים מפתחים משטחים עם גמישות גבוהה וכבדות תלויות כיוון.עיצובים אלה יכולים לקדם היווצרות סרט EHD גם במהירויות של מהירויות של הכשרה נמוכה, שיפור ההגנה במהלך idle והתחל.
  • (FLT:0 למערכות חיישן משולבות:0) מנועי מהירות עתידיים עשויים לכלול חיישנים זעירים המדדירים עובי הסרט EHD, טמפרטורה ולחץ בזמן אמת. נתונים אלה יכולים להאכיל ליחידת בקרת מנוע המתאים את זרימת הנפט, תזמון שסתום, או אפילו הזרקת דלק כדי להימנע מתנאי סיכה.

קידוםים אלה מבטיחים להפוך מנועי רכב מהירים אפילו יותר עמיד ויעיל, אבל כולם תלויים בהבנה בסיסית של lastohydroדינמית סיכה.כפי שהמחבר ר' גולהר ציין פעם, "EHL הוא המאפשר של מכונות מודרניות - בלעדיו, עיצובים מהירים וקומפקטיים שאנו לוקחים כמובן מאליו יהיו בלתי אפשריים".