Оценка потерь на трение в текстурированных гидродинамических трибосопряжениях поршневых машин. Часть 2. Параметрические исследования шатунного подшипника ДВС

Оценка потерь на трение в текстурированных гидродинамических трибосопряжениях поршневых машин. Часть 2. Параметрические исследования шатунного подшипника ДВС

Автор: Гаврилов Константин Владимирович, Худяков Владислав Сергеевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 1 т.22, 2022 года.

Бесплатный доступ

Одним из способов уменьшения фрикционных потерь является применение текстурирования поверхности трения. Использование текстурирования оказывает влияние на образование зон кавитации и турбулентности, что является мало изученным аспектом в современной литературе. Текстурирование вкладышей коленчатого вала может иметь вид эллиптических микроямок различных размеров. Предыдущая часть была посвящена описанию методики моделирования гидродинамических потерь в смазочном слое с учетом явлений кавитации и турбулентности и анализу научных источников. Подробно рассмотрен параметр безразмерного расстояния до стенки y+, а также его влияние на расчет значений напряжений сдвига при использовании современных численных методов. В настоящей работе представлены результаты моделирования смазочного слоя в шатунных подшипниках с разными типами текстурирования поверхности вкладыша, при разных нагрузках. Исходные данные для моделирования базируются на экспериментальных результатах. Расчеты проводились в коммерческом программном комплексе ANSYS Fluent и разработанном авторами программном обеспечении. Полученные данные указывают на положительное воздействие текстурирования поверхности трения шатунного подшипника на его гидромеханические характеристики при правильном подборе геометрических параметров текстуры, что в свою очередь требует проведения оптимизационных и параметрических исследований. Значения доли насыщенных паров зависит как от значения нагрузки, так и от типа текстурирования. Целью данной статьи является оценка влияния текстурирования на гидромеханические характеристики шатунного подшипника.

Еще

Подшипник скольжения, потери на трение, кавитация, микрогеометрия, трибосопряжения

Короткий адрес: https://sciup.org/147237464

IDR: 147237464

Список литературы Оценка потерь на трение в текстурированных гидродинамических трибосопряжениях поршневых машин. Часть 2. Параметрические исследования шатунного подшипника ДВС

  • Гаврилов, К.В. Оценка потерь на трение в текстурированных гидродинамических трибо-сопряжениях поршневых машин. Часть 1. Обзор методик моделирования / К.В. Гаврилов, В.С. Худяков, М.А. Иззатуллоев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». - 2021. - Т. 21, № 1. - С. 5-13. DOI: 10.14529/engin210101
  • Lu, X. An experimental investigation of dimple effect on the stribeck curve of journal bearings / X. Lu, M. Khonsari // Tribology Letters. - 2007. - № 27( 2). - P. 169-175.
  • Experimental investigation of laser surface textured parallel thrust bearings / I. Etsion, G. Halperin, V. Brizmer, Y. Kligerman // Tribology Letters. - 2004. - № 17(2). - P. 295-300.
  • Qiu, Y. Experimental investigation of tribological performance of laser textured stainless steel rings / Y. Qiu, M. Khonsari // Tribology International. - 2011. - № 44(5). - P. 635-644.
  • Henry, Y. An experimental analysis of the hydrodynamic contribution of textured thrust bearings during steady-state operation: A comparison with the untextured parallel surface configuration / Y. Henry, J. Bouyer, M. Fillon // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. - 2015. - № 229(4). - P. 362-375.
  • Yu, X. Frictional characteristics of mechanical seals with a laser-textured seal face / X. Yu, S. He, R. Cai // Journal of Materials Processing Technology. - 2002. - № 129(1). - P. 463-466.
  • Etsion, I. Improving tribological performance of mechanical components by laser surface texturing /1. Etsion // Tribology Letters. - 2004. - № 17(4). - P. 733-737.
  • Bai, L. Frictional performance of a textured surface with elliptical dimples: geometric and distribution effects /L. Bai, S. Bai // Tribology Transactions. - 2014. - № 57(6). - P. 1122-1128.
  • Gropper, D. Hydrodynamic lubrication of textured surfaces: A review of modeling techniques and key findings / D. Gropper, L. Wang, T. Harvey // J Tribology International. - 2016. - № 94. -P. 509-529.
  • Effects of surface texture on journalbearing characteristics under steady-state operating conditions / N. Tala-Ighil, P. Maspeyrot, M. Fillon et al. // Proc Inst Mech Eng Part J J Eng Tribol. - 2007. -№ 221. - P. 623-633
  • Kango, S. Thermal analysis of microtextured journal bearing using non-Newtonian rheology of lubricant and JFO boundary conditions / S. Kango, R. Sharma, R. Pandey // Tribology International. -2014. - № 69. - P. 19-29.
  • Kango, S. Comparative analysis of textured and grooved hydrodynamic journal bearing / S. Kango, R. Sharma, R. Pandey // Proc Inst Mech Eng Part J J Eng Tribol. - 2014. - № 228. -P. 82-95.
  • Brizmer, V.A laser surface textured journal bearing / V. Brizmer, Y. Kligerman // J Tribol. -2012. - № 134. - P. 1-9.
  • Cupillard, S. Computational fluid dynamics analysis of a journal bearing with surface texturing / S. Cupillard, S. Glavatskih, MJ. Cervantes // Proc Inst Mech Eng Part J J Eng Tribol. - 2008. -№ 222. - P. 97-107.
  • Cupillard, S. A cfd study of a finite textured journal bearing / S. Cupillard, MJ. Cervantes, S. Glavatskih //IAHR 24th symp hydraul mach syst. - 2008. - P. 1-11.
  • Theoretical analysis of bearing performance of microgrooved bearing / K. Watanabe, J. Natsuma, K. Hashizuma et al. // JSAE Review. - 2000. - № 21. - P. 29-33.
  • Roy, L. Thermo-hydrodynamic performance of grooved oil journal bearing. / L. Roy // Tribology International. - 2009. - № 42. - P. 1187-1198.
  • Optimization of groove dimensions in herringbone-grooved journal bearings for improved re-peatable run-out characteristics / T. Hirayama, N. Yamaguchi, S. Sakai et al. // Tribology International. - 2009. - № 42. - P. 675-681.
  • The effects of surface texture in reciprocating contacts-An experimental study / S.-C. Vladescu, A.V. Olver, I.G. Pegg et al. // Tribology International. - 2015. - № 82. - P. 28-42.
  • The transient friction response of a laser-textured, reciprocating contact to the entrainment of individual pockets / S.-C. Vladescu, S. Medina, A.V. Olver et al. // Tribology Letters. - 2016. - № 62(2).
  • Combined friction and wear reduction in a reciprocating contact through laser surface texturing / S.-C. Vladescu, A.V. Olver, I.G. Pegg et al. // Wear. - 2016. - № 358. - P. 51-61.
  • The use of anisotropic texturing for control of directional friction / P. Lu, RJ. Wood, MG. Gee et al. // Tribol Int. - 2017. - № 113. - P. 169-181.
  • A novel surface texture shape for directional friction control / P. Lu, RJ. Wood, MG. Gee et al. // Tribol Lett. - 2018. - № 66. - 51 p.
  • Иззатуллоев, М. А. Экспериментальная оценка влияния регулярной микрогеометрии на трибологические характеристики радиального подшипника скольжения // Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования. - 2021. - № 1(53). - С. 87-94.
  • Certificate of state registration of a computer program «Micro-optim» / K.V. Gavrilov, M.A. Izzatulloev. Applicant and copyright holder of SUSU. - № 2020660864, 15.09.2020.
  • Assessment of the cavitation models implemented in OpenFOAM under DI-like conditions / G. Cazzoli, S. Falfari, G.M. Bianchi et al. //Energy Procedia .- 2016.- Vol. 101. - P. 638-645.
  • Tridimensional CFD Analysis of the Oil Pump of an High Performance Engine / E. Frosina, A.Senatore, D. Buono et al. // SAE International. - 2014.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp