Nachdem ich den Aufbau der Buchse (hier der erste Teil) dargestellt habe, konzentriere ich mich insbesondere auf ein kritisches Ereignis, das bei dieser Art von geschmierten Kupplungen auftritt, wenn ungeeignete Schmierbedingungen geschaffen werden. Oder die Betriebsbedingungen, die wirkenden Kräfte und die Drehzahlen sind sehr hoch und nicht a priori für die Dimensionierung der Buchsen vorgesehen. Dieses Ereignis oder diese Fehlfunktion wird als Kavitation bezeichnet.
Die Kritikalität der Buchsen
Im Allgemeinen und auch nach meiner Erfahrung als Konstrukteur von Rennmotoren mit hohen mittleren Kolbengeschwindigkeiten (höher als 24 m/sec und bis zu 27 m/sec) sind die empfindlichsten und kritischsten Buchsen in ihrem Betrieb die des Kurbelzapfens. oder nennen Sie einfach die Pleuellager (montiert in den Pleuellagern, auf Englisch Pleuellager). Um eine ständige Schmierung der Pleuellager zu gewährleisten, muss der Förderdruck der Ölpumpe in allen Betriebszuständen Start, Mindestdrehzahl (Motordrehzahl) und Höchstdrehzahl höher sein als die Summe der Lastverluste (verstanden als Druck ) in bereitgestellt wird der Motor.
Zentrifugalkraft
Zusätzlich zu diesen Verlusten muss berücksichtigt werden, dass die Zentrifugalkraft besonders bei hohen Drehzahlen und damit bei hohen mittleren Kolbengeschwindigkeiten als wichtiger Druckabfall wirkt. Wenn die Ölzufuhr zu den Pleuelstangen durch den Durchmesser des Hauptzapfens erfolgt, können wir uns in der Mitte der Kurbelwelle in Druckbedingungen nahe Null “0” oder sehr niedrig befinden, als Folge der Überwindung des Zentrifugalkraft, die entlang des Kanals innerhalb dieses Kurbelwellenzapfens auf das Öl wirkt. Auch wenn der fragliche Druck als positiv bewertet wird, müssen immer Effekte wie der Ra des Ölkanals, das Vorhandensein von Bearbeitungsfehlern in der Bohrung, die Fehlausrichtung des Hauptlagers und seines Umfangskanals in Bezug auf die berücksichtigt werden Bohrung in der Welle und alle thermischen Bedingungen, die zu einer Verschlechterung der Betriebsspiele führen können, die mit der Betriebstemperatur sicherlich zunehmen.
Fluido Neutroniano
Darüber hinaus wird das Öl in den Berechnungssimulationen als Newtonsches Fluid betrachtet, nicht komprimierbar, mit einer homogenen Struktur und ohne Verunreinigungen durch metallische Verschleißrückstände, genannt “Trümmer“. Darüber hinaus können Verbrennungsrückstände wie unverbrannte Gase, das Vorhandensein von Prozentsätzen von unverbranntem Benzin und Rückständen auf Wasserbasis die Schmiereigenschaften des Öls stark beeinträchtigen. Auch das Vorhandensein von Luftblasen kann dazu führen, dass die Dichte des Öls in den betreffenden Kupplungen lokal abnimmt, wodurch sich die Randbedingungen im Ölkanal verschlechtern, die wir bei intakter und regelmäßiger Berechnung entlang der Breite der Buchse schätzen.
Die Öltemperatur
Wenn die Temperatur in der Ölwanne oder im Tank, aus dem die Pumpe saugt, 100 °C übersteigt, verdunstet der geringe Wasseranteil im Öl und setzt Sauerstoff frei, der, wenn er nicht mit geeigneten Öl-/Luftabscheidern wie Zentrifugen oder ähnlichen mechanischen Abscheidern abgeschieden wird Instrumenten erreicht es die Buchsen und verringert die Tragfähigkeit des Gehörgangs. Dann gibt es Kontaktphasen zwischen Metall und Laufschicht (dritte Schicht oben angegeben) mit Verschleiß und metallischer Laminierung. Luft kann auch mangels „Zug“ vorhanden sein, wenn die Fahrzeugbeschleunigungen dazu führen, dass sich die Ölmasse in der Ölwanne ungeordnet bewegt und der Ansaugbereich der Pumpe entdeckt wird.
Hohlraumbildung
Die Dicke des Ölfilms und damit die Druckverteilung wird bekanntlich auch durch die Pumpwirkung aufgrund der exzentrischen Drehung des Hauptzapfens oder der Kurbel innerhalb der Buchse erzeugt. Es ist also unmittelbar zu denken, dass es ein Hochdruck- und ein Tiefdruckgebiet gibt. In der divergenten Zone fällt der Druck schnell ab, und wenn diese Änderung sehr plötzlich erfolgt, führt dies zum Auflösen des Benzins oder Öls. Der Druck im Gehörgang übersteigt den Sättigungsdruck und wir haben das Phänomen namens Kavitation.
Warum Kavitation auftritt
Daher wurden zwei Phänomene vorgestellt, die zu Kavitation führen. Der erste ist mit Luft oder Gas (Verbrennungsrückständen) verbunden, die bereits in der Ölwanne oder im Ansaugbehälter im Öl vorhanden sind. Diese Art der Kavitation ist für die Buchsen weniger problematisch, da ein Teil der im Öl vorhandenen Gase eliminiert werden, wenn die Pumpe durch Komprimieren des Ölgemisches (so genannt, weil nicht nur Öl mit Nenndichte die Pumpe erreicht) einen Teil davon eliminiert überschüssiges Gemisch im Druckrückführungsventil. Im Durchschnitt beträgt die Rezirkulation 20 % – 30 % in Bezug auf den Ansaugdurchfluss.
Verdampfung
Die zweite ist mit einem Betriebsphänomen verbunden und im Detail mit der Verdampfung verbunden. Als ein Phänomen, das bewirkt, dass sich der Aggregatzustand des Fluids von flüssig zu gasförmig und umgekehrt ändert, ist es sicherlich gefährlicher und verursacht erhebliche mechanische Schäden, insbesondere in einer Kupplung wie der des Kurbelzapfens, in der sich die Kräfte stark miteinander verbunden ändern zu den Verbrennungslasten und Trägheit. Bei hohen Drehzahlen, wie z. B. bei Rennmotoren, ist die Häufigkeit dieses Phasenwechsels sehr hoch und die Dauer so kurz, dass der Druck im Öl schnell abfällt und das gelöste Benzin schnell verdunsten kann. Wenn der Druck wieder ansteigt, kollabieren die durch die Verdunstung verursachten Blasen und Sie kehren zum Anfangsstadium zurück. Diese zyklische Natur führt zu Verschleißermüdung der Lagerflächen.
Die Schwierigkeit der Simulation
Die Anomalien an den Pleuellagern sind eines der am schwierigsten zu simulierenden Themen in ihrem Betrieb und auch in Konstruktionsmaßnahmen umzusetzen. Tatsächlich sind die verschlissenen Buchsen bei einer wichtigen Anomalie oft sehr beschädigt und schwer zu analysieren. Es gibt jedoch Vergleichsmethoden, die die Hersteller von Buchsen Motorkonstrukteuren und Experimentatoren zur Verfügung stellen, um die Vision einer Auswirkung oder Beschädigung dieser Komponenten in Frage zu stellen.
Der erste Teil der Lektion ist hier veröffentlicht
