ブッシングの構造 (ここでは最初の部分) を説明した後、不適切な潤滑条件が作成されたときにこのタイプの潤滑カップリングで発生する重大なイベントに特に焦点を当てます。 または、動作条件、作用する力、および回転速度が非常に高く、ブッシングのサイズを事前に予測することはできません。 このイベントまたは誤動作は、キャビテーションと呼ばれます。
ブッシングの重要性
一般的に、また、平均ピストン速度が高い (24 m/秒以上、最大 27 m/秒) レーシング エンジンの設計者としての私の経験でも、動作において最もデリケートで重要なブッシングはクランク ピンのブッシングです。または、単にコネクティング ロッド ベアリング (ビッグ エンド ベアリングに取り付けられた、英語のビッグ エンド ベアリング) と呼びます。 コネクティング ロッド ベアリングが常に潤滑されていることを確認するには、始動、最小 RPM (エンジン回転数)、および最大 RPM のすべての動作条件で、オイル ポンプの吐出圧力は、そのエンジン。
遠心力
これらの損失に加えて、遠心力が、特に高 RPM で、したがって高い平均ピストン速度で重要な圧力低下として作用することを考慮に入れる必要があります。 実際、コネクティング ロッドへのオイル供給がメイン ジャーナルの直径を介して行われる場合、圧力がゼロに近い状態、またはクランクシャフトの中心が非常に低い状態になることがあります。このクランクシャフトピン内の溝に沿ってオイルに作用する遠心力。 問題の圧力が正であると評価されたとしても、オイルチャネルのRa、ボーリングの加工欠陥の存在、主軸受とその円周チャネルの位置ずれなどの影響を常に考慮する必要があります。シャフトの穴、および動作温度で確実に増加する動作クリアランスの悪化につながる可能性のあるすべての熱条件。
フルイド ニュートロニアーノ
さらに、計算シミュレーションでは、オイルは圧縮性ではなく、均質な構造を持ち、「デブリ“。 さらに、未燃ガスなどの燃焼残留物、未燃ガソリンのパーセンテージの存在、および水ベースの残留物は、オイルの潤滑特性を大幅に低下させる可能性があります。 気泡が存在しても、問題のカップリングでオイルの密度が局所的に低下する可能性があり、計算がそのままでブッシングの幅に沿って規則的である場合に推定されるオイル通路の境界条件が悪化する可能性があります。
油温
ポンプが吸い込むオイルサンプまたはタンク内の温度が 100 °C を超えると、オイル内のわずかな割合の水分が蒸発して酸素が放出されます。器具を使用すると、ブッシングに到達し、道の支持力が低下します。 次に、金属とオーバーレイ (上に示した 3 番目の層) の間の接触の段階があり、摩耗と金属のラミネーションがあります。 車両の加速によってサンプ内のオイルの塊が無秩序に移動し、ポンプの吸引領域が発見された場合、「ドラフト」の欠如の結果として空気が存在することもあります。
キャビテーション
知られているように、油膜の厚さ、したがって圧力分布は、ブッシング内のメインジャーナルまたはクランクの偏心回転によるポンピング効果によっても生成されます。 したがって、高気圧と低気圧の領域があると考えるのはすぐです。 発散ゾーンでは、圧力が急速に低下し、この変化が非常に急激な場合、ガソリンまたはオイルが溶解します。 道内の圧力が飽和圧力を超え、キャビテーションと呼ばれる現象が発生します。
キャビテーションが発生する理由
したがって、キャビテーションにつながる 2 つの現象が提示されました。 1 つ目は、すでにサンプまたはサクション タンク内にあるオイルに存在する空気またはガス (燃焼残留物) に関連しています。 このタイプのキャビテーションは、ポンプがオイル混合物を圧縮することにより、オイル内に存在するガスの一部が除去されるため、ブッシングにとってそれほど問題ではありません (公称密度のオイルだけがポンプに到達するわけではないため)。圧力再循環バルブ内の過剰な混合物。 平均して、再循環は吸気流量に対して 20% ～ 30% です。
気化
2 つ目は動作現象に関連し、詳細には気化に関連しています。 流体の物理的状態が液体から気体に、またはその逆に変化する現象であるため、特にクランク ピンなどの力が大幅に変化するカップリングでは、より危険で重大な機械的損傷を引き起こします。燃焼負荷と慣性に。 レーシング エンジンなどの高回転では、この相変化が発生する頻度が非常に高く、持続時間が非常に短いため、オイル内の圧力が急速に低下し、溶解したガソリンが急速に蒸発する可能性があります。 再び圧力が上昇すると、蒸発によって生じた気泡が崩壊し、最初の段階に戻ります。 この周期的な性質により、ベアリング表面の摩耗疲労が発生します。
シミュレーションの難しさ
コネクティング ロッド ベアリングの異常は、その動作をシミュレートし、設計アクションに変換することが最も難しいトピックの 1 つです。 実際、重要な異常がある場合、磨耗したブッシングは非常に損傷しており、分析が困難な場合がよくあります。 ただし、これらのコンポーネントへの影響や損傷のビジョンに疑問を投げかけるために、ブッシング メーカーがエンジン設計者や実験者に提供する比較方法があります。
レッスンの最初の部分はここで公開されています
