s) Součin p s a v. v 60

KLUZNÁ LOŽISKA U PSM použití pro uložení ojnic, klikových a vačkových hřídelů, vahadel a kol rozvodů,… Zde dnes výhradně kluzná ložiska s přívodem tlakového mazacího oleje. Pro první návrh se používá nejjednodušších metod založených na předpokladu statického zatížení a porovnání základních hodnot:

pMax 

FMax Bd

Střední měrný tlak ps (Mpa)

ps 

Fs Bd

•

Obvodová rychlost v (m/s)

v

 d n 60

•

Součin ps a v

•

Maximální měrný tlak pMax (MPa)

•

ps  v

FMax …maximální síla na ložisko během cyklu Fs ……..střední hodnota z průběhu sil během cyklu 2011/2012

Pístové spalovací motory - SCHOLZ

1

K optimalizaci kluzných ložisek se používají složité výpočty vycházející z teorie tvorby mazacího filmu za hydrodynamických podmínek. Výpočty jsou proveditelné jen výpočetní technikou vzhledem k neustálé proměnnosti zatěžující síly během cyklu. Předpokládá se, že zatěžující síla je v rovnováze s dvěma složkami reakcí: FD….nosná složka vznikající otáčením čepu (statická) FV ….nosná složka vznikající vytlačováním oleje (dynamická) Poloha obou složek je dána rozložením tlaku mazacího filmu podle Reynoldsovy rovnice pro hydrodynamicky zatížená ložiska

pD p D 3  h p D h p D  6   v h  2        2 3 x z h  x x z z  h x

pV pV 3  h pV h pV  6  h  2       3  2 x z h  x x z z  h t Každá složka má své Sommerfeldovo číslo udávající souvislost mezi únosností a dalšími parametry statická: dynamická:

SOD 

FD   B d  r

2011/2012

2

FV  2 SOV   B d   d dt Pístové spalovací motory - SCHOLZ

2

Statická složka od otáčivého pohybu FD Bd  

FD  2 SOD   B d  

….střední měrný tlak ( B…šířka ložiska, d…průměr ložiska)

Rr ….relativní ložisková vůle (R…poloměr ložiska, r…poloměr čepu) r

 ….dynamická viskozita mazacího oleje (Poise P=0,1Pa.s)

   s   z ….relativní úhlová rychlost (čepu, ložiska)

e e  Rr

….exentricita čepu ….relativní excentricita čepu (0, 1)

Op

e

e  0,   0  SOD  0

Nejmenší tloušťka mazacího filmu

ho  1      r

eMax  R  r

  1  ho  0

Oc

  0  ho  Max  R  r

Oc Pro praxi je vhodný rozsah Sommerfeldova čísla SOD  1 Platí: rychloběžné motory SOD  4 velké zatížení 2011/2012

eMax  R  r ,   1  SOD  

1  S OD  10 S OD  0 , 7 Nebezpečný nestabilní provoz

SOD  4

Možnost smíšeného tření, opotřebení


SCH

FV  2 SOV   Dynamická složka od vytlačování oleje v radiálním směru B d   d dt d …….časová změna relativní excentricity ložiskového čepu dt

Průběh hydrodynamického tlaku olejového filmu získáme superpozicí obou složek (statické a dynamické). Výsledkem jsou polární diagramy pohybu čepu ve vývrtu ložiska (trajektorie středu čepu během cyklu) a hydrodynamického tlaku olejového filmu zatěžující ložisko od měnící se zatěžující síly

2011/2012


SCH

Hydrodynamické výpočty tvorby mazacího filmu platí od přechodových otáček, kde nastává kapalné tření. Slouží k určení: • Ztráty třením • střední teploty filmu • zatížení ložiska maximálním tlakem olejového filmu • minimální tloušťky filmu Musí být větší než součet drsností obou povrchů

hkrit  2 m …..pro překonání

drsností a nerovností povrchů a provozní funkci kapalinového tření

ho  1,5hkrit

….prakticky 3-6 m a je kriteriem bezpečnosti kapalného tření

Příklad ojničního ložiska 2011/2012


5

MINIMÁLNÍ TLOUŠŤKA OLEJOVÉHO FILMU závisí na: a) Vnějším zatížení (u vysokootáčkových motorů se u hlavních ložisek KH korigují protizávažími na ramenech, u ojnic tato možnost není) b) Teplotě a viskozitě mazacího oleje (důležité je chlazení mazacího oleje před vstupem do ložisek 95105°C , výstupní je 120-140°C) c) Volbě relativní vůle

2011/2012



Rr r

3.10-3


6

MINIMÁLNÍ TLOUŠŤKA OLEJOVÉHO FILMU závisí na: e) Umístění přívodu mazacího oleje, poloze mazací drážky : • přívod oleje ložiskem V místě maximální vůle buď vnitřní drážkou nebo vnější a přívod na plochu ložiska lokálně umístěnými otvory • přívod oleje čepem Pro statické zatížení není vhodné . Při dynamickém zatížení, kdy síla mění směr, je vhodné pokud síla se otáčí s hřídelem. Toho lze dosáhnout u hlavních ložisek KH, pokud setrvačná síla čepu není vyvážena. Jde o typické provedení u ojničních ložisek, zde se spolu s dráhou středu čepu sleduje místo vyústění mazacího otvoru.

2011/2012


7

MINIMÁLNÍ TLOUŠŤKA OLEJOVÉHO FILMU závisí na: d) Obvodové rychlosti

Pro hydrodynamické laminární proudění optimální 15-30 m/s. Při nízkě rychlost )rozběhu motoru) vzniká mezní mazání (smíšené tření) za vzniku opotřebení. Při vysoké rychlosti turbulentní proudění zvyšuje teplotu oleje.

e) Makrogeometrie kluzné plochy

Ovlivňují ji výrobní nepřesnosti, špatná konstrukce mazacích drážek

2011/2012


8

MINIMÁLNÍ TLOUŠŤKA OLEJOVÉHO FILMU závisí na: e) Makrogeometrie kluzné plochy Ovlivňují ji nesymetrie zatížení

2011/2012


9

MINIMÁLNÍ TLOUŠŤKA OLEJOVÉHO FILMU závisí na: e) Makrogeometrie kluzné plochy Ovlivňují ji nerovnoběžnost

2011/2012


10

s) Součin p s a v. v 60

Recommend Documents