الولايات المتحدة الأمريكية / العالمية: 9292-461-949-1+
أوروبا: 794-3052-011-39+
ar AR
ar AR en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT tr_TR TR ko_KR KO pl_PL PL
تراسل معنا

اختبار ارتداء المكبس

اختبار ارتداء المكبس

باستخدام جهاز قياس الضغط

أُعدت بواسطة

فرانك ليو

مقدمة

تمثل خسارة الاحتكاك حوالي 10% من إجمالي الطاقة في الوقود لمحرك الديزل[1]. 40-55% من فقدان الاحتكاك يأتي من نظام أسطوانة الطاقة. يمكن تقليل فقد الطاقة من الاحتكاك بفهم أفضل للتفاعلات الترايبولوجية التي تحدث في نظام أسطوانة الطاقة.

ينبع جزء كبير من فقدان الاحتكاك في نظام أسطوانة الطاقة من التلامس بين حافة المكبس وبطانة الأسطوانة. التفاعل بين تنورة المكبس وزيوت التشحيم وواجهات الأسطوانة معقد للغاية بسبب التغيرات المستمرة في القوة ودرجة الحرارة والسرعة في المحرك الواقعي. يعد تحسين كل عامل عاملاً أساسيًا للحصول على الأداء الأمثل للمحرك. ستركز هذه الدراسة على تكرار الآليات التي تسبب قوى الاحتكاك والتآكل في واجهات بطانة المكبس-زيوت التشحيم-الاسطوانة (PLC).

 رسم تخطيطي لنظام أسطوانات الطاقة وواجهات بطانة المكبس-زيوت التشحيم-الاسطوانة.

[1] باي ، دونغ فانغ. نمذجة تزييت حافة المكبس في محركات الاحتراق الداخلي. ديس. معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، 2012

أهمية اختبار المكابس بالمقاييس الثلاثية

زيت المحرك هو مادة تشحيم مصممة جيدًا لاستخدامها. بالإضافة إلى الزيت الأساسي ، يتم إضافة مواد مضافة مثل المنظفات والمشتتات ومحسن اللزوجة (VI) والعوامل المضادة للتآكل / المضادة للاحتكاك ومثبطات التآكل لتحسين أدائها. تؤثر هذه الإضافات على كيفية تصرف الزيت في ظل ظروف التشغيل المختلفة. يؤثر سلوك الزيت على واجهات PLC ويحدد ما إذا كان التآكل الكبير ناتجًا عن التلامس بين المعدن والمعدن أو حدوث تزييت هيدروديناميكي (تآكل ضئيل جدًا).

من الصعب فهم واجهات PLC دون عزل المنطقة عن المتغيرات الخارجية. من الأكثر عملية محاكاة الحدث بشروط تمثل تطبيقه الواقعي. ال نانوفيا ثلاثي الأبعاد مثالي لهذا. مجهزة بمستشعرات قوة متعددة، ومستشعر عمق، ووحدة تشحيم قطرة قطرة، ومرحلة ترددية خطية، نانوفيا T2000 قادر على محاكاة الأحداث التي تحدث داخل كتلة المحرك عن كثب والحصول على بيانات قيمة لفهم واجهات PLC بشكل أفضل.

الوحدة السائلة على NANOVEA T2000 Tribometer

تعتبر الوحدة النمطية التي يتم عرضها بواسطة Drop-by-drop أمرًا بالغ الأهمية لهذه الدراسة. نظرًا لأن المكابس يمكن أن تتحرك بمعدل سريع جدًا (أعلى من 3000 دورة في الدقيقة) ، فمن الصعب إنشاء طبقة رقيقة من مادة التشحيم عن طريق غمر العينة. لعلاج هذه المشكلة ، يمكن لوحدة الإسقاط أن تطبق باستمرار كمية ثابتة من مواد التشحيم على سطح حافة المكبس.

يزيل استخدام مواد التشحيم الطازجة أيضًا القلق من ملوثات التآكل المنزاحة التي تؤثر على خصائص مادة التشحيم.

ارتفاع ضغط الهواء مقياس الضغط

نانوفيا T2000

ارتفاع ضغط ثلاثي الأبعاد

هدف القياس

ستتم دراسة واجهات بطانة مكبس التنورة-زيوت التشحيم-الاسطوانة في هذا التقرير. سيتم تكرار الواجهات عن طريق إجراء اختبار تآكل خطي مع وحدة تشحيم قطرة بقطرة.

سيتم تطبيق زيت التشحيم في درجة حرارة الغرفة وظروف التسخين لمقارنة البداية الباردة وظروف التشغيل المثلى. ستتم ملاحظة COF ومعدل التآكل لفهم كيفية تصرف الواجهات بشكل أفضل في تطبيقات الحياة الواقعية.

معلمات الاختبار

لاختبار ترايبولوجي على المكابس

حمولة …………………………. 100 شمال

مدة الاختبار …………………………. 30 دقيقة

سرعة …………………………. 2000 دورة في الدقيقة

توسيع …………………………. 10 ملم

المسافة الكلية …………………………. 1200 م

طلاء التنورة …………………………. مولي الجرافيت

مادة PIN …………………………. سبائك الألومنيوم 5052

قطر PIN …………………………. 10 ملم

المزلق …………………………. زيت المحرك (10W-30)

تقريبا. معدل المد و الجزر …………………………. 60 مل / دقيقة

درجة حرارة …………………………. درجة حرارة الغرفة و 90 درجة مئوية

نتائج اختبار الاستلام الخطي

في هذه التجربة ، تم استخدام A5052 كمادة مضادة. بينما تصنع كتل المحرك عادةً من الألمنيوم المصبوب مثل A356 ، تتمتع A5052 بخصائص ميكانيكية مماثلة لـ A356 لهذا الاختبار المحاكي [2].

في ظل ظروف الاختبار ، كان التآكل الكبير
لوحظ على تنورة المكبس في درجة حرارة الغرفة
مقارنة بـ 90 درجة مئوية. تشير الخدوش العميقة التي شوهدت على العينات إلى أن التلامس بين المادة الساكنة وتنورة المكبس يحدث بشكل متكرر خلال الاختبار. قد تقيد اللزوجة العالية في درجة حرارة الغرفة الزيت من ملء الفجوات بالكامل في الواجهات وخلق تلامس بين المعدن والمعدن. في درجات الحرارة المرتفعة ، يخف الزيت ويكون قادرًا على التدفق بين الدبوس والمكبس. نتيجة لذلك ، لوحظ تآكل أقل بشكل ملحوظ في درجات الحرارة المرتفعة. يوضح الشكل 5 جانبًا واحدًا من ندبة التآكل التي تم ارتداؤها بشكل أقل بكثير من الجانب الآخر. هذا على الأرجح بسبب موقع إنتاج النفط. كانت سماكة غشاء التشحيم أكثر سمكًا في جانب واحد من الجانب الآخر ، مما تسبب في تآكل غير متساوٍ.

 

 

[2] "5052 ألمنيوم مقابل 356.0 ألمنيوم". MakeItFrom.com ، makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

يمكن تقسيم COF لاختبارات الترايبولوجي الخطية إلى تمريرة عالية ومنخفضة. يشير التمرير العالي إلى العينة التي تتحرك في الاتجاه الأمامي أو الإيجابي ويشير التمرير المنخفض إلى تحرك العينة في الاتجاه المعاكس أو السلبي. لوحظ أن متوسط COF لزيت RT أقل من 0.1 لكلا الاتجاهين. كان متوسط COF بين التمريرات 0.072 و 0.080. تم العثور على متوسط COF لزيت 90 درجة مئوية مختلفًا بين التمريرات. لوحظ متوسط قيم COF من 0.167 و 0.09. يعطي الاختلاف في COF دليلًا إضافيًا على أن الزيت كان قادرًا فقط على تبليل جانب واحد من الدبوس بشكل صحيح. تم الحصول على نسبة عالية من COF عندما تم تشكيل فيلم سميك بين الدبوس وتنورة المكبس بسبب حدوث تزييت هيدروديناميكي. لوحظ انخفاض COF في الاتجاه الآخر عند حدوث تزييت مختلط. لمزيد من المعلومات حول التزييت الهيدروديناميكي والتشحيم المختلط ، يرجى زيارة ملاحظة التطبيق الخاصة بنا على منحنيات Stribeck.

الجدول 1: النتائج من اختبار التآكل المشحم على المكابس.

شكل ١: الرسوم البيانية COF لاختبار تآكل الزيت في درجة حرارة الغرفة. A الخام B تمرير مرتفع C منخفض.

الشكل 2: الرسوم البيانية COF لـ 90 درجة مئوية اختبار زيت التآكل A الخام الجانبي B تمرير مرتفع C منخفض.

الشكل 3: صورة بصرية لندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك RT.

الشكل 4: حجم تحليل ثقب ندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك RT.

الشكل 5: فحص قياس ملامح ندبات التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك RT.

الشكل 6: صورة بصرية لندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك عند 90 درجة مئوية

الشكل 7: حجم تحليل ثقب ندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك عند 90 درجة مئوية.

الشكل 8: فحص قياس ملامح ندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك عند 90 درجة مئوية.

خاتمة

تم إجراء اختبار التآكل الترددي الخطي المشحم على مكبس لمحاكاة الأحداث التي تحدث في أ
محرك تشغيلي حقيقي. تعتبر واجهات بطانة المكبس-زيوت التشحيم-الاسطوانة ضرورية لعمليات المحرك. تكون سماكة مادة التشحيم في الواجهة مسؤولة عن فقد الطاقة بسبب الاحتكاك أو التآكل بين حافة المكبس وبطانة الأسطوانة. لتحسين المحرك ، يجب أن يكون سمك الفيلم رقيقًا قدر الإمكان دون السماح بلمس حافة المكبس وبطانة الأسطوانة. ومع ذلك ، فإن التحدي هو كيف ستؤثر التغيرات في درجة الحرارة والسرعة والقوة على واجهات PLC.

بفضل النطاق الواسع للتحميل (حتى 2000 نيوتن) والسرعة (حتى 15000 دورة في الدقيقة) ، فإن مقياس ترايبوميتر NANOVEA T2000 قادر على محاكاة الظروف المختلفة الممكنة في المحرك. تتضمن الدراسات المستقبلية المحتملة حول هذا الموضوع كيف ستتصرف واجهات PLC تحت حمولة ثابتة مختلفة ، وحمل متذبذب ، ودرجة حرارة زيت التشحيم ، وسرعته ، وطريقة تطبيق مواد التشحيم. يمكن ضبط هذه المعلمات بسهولة باستخدام NANOVEA T2000 Tribometer لإعطاء فهم كامل لآليات واجهات بطانة أسطوانة زيوت التشحيم.

الآن ، لنتحدث عن طلبك

حادث مباشرة

تعليق

حقوق الطبع والنشر © 2024 نانوفيا. كل الحقوق محفوظة.