26334

بررسي عددي ساختار سطح كروي ميكروني بر عملكرد ياتاقان ژورنال

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1400

1400/4/14

دكتر امير حسن كاكايي

مهندسي خودرو

امروزه، به علت محدوديت در مناب انرژي جهان و افزايش جمعيت، توجه بسياري به كاهش افتهاي جانعي و افزايش بهرهوري جلب شده است. ياتاقان ژورنتال يتك قطعته مهتم و كتاربردي در بستياري از تجهيتزا مكانيكي دوار ميباشد و قسمت بزرگي از افتهاي جانعي ماشينآلا را شامل ميشود. روانكاري با ميتزان نرخهاي تلفاتي كمتر، يك مورد مطلوب در بسياري از كاربردهاي صنعتي ميباشد. ياتاقان ژورنتال بته دليتل تحمل بار بالا و اصطكاك كم در بسياري از تجهيزا سنگين استفاده ميشود. در موتور احتراق داخلي از اين قطعه استفاده فراواني ميشود و بخش بزرگي از افت توان موتور را شامل ميشود. به همين منظتور در ايتن پاياننامه، جهت بهعود عملكرد اين قطعه در موتور احتراق داخلي از روش علمي جديد استفاده شده است. ساختارهاي سطح در تريعولوژي استفاده ميشوند و تحقيقا در روانكاري در صفحا موازي، درزگيرهتاي مكانيكي و انواع ياتاقانها انجام شده است. تحقيقا استفاده از ساختار سطح در ياتاقتان ژورنتال ختودرويي بهتازگي انجام شده است و نتايج نشاندهنده عملكرد مطلوب اين روش در كاهش افت توان موتور استت. در ياتاقان ژورنال ميللنگ موتور احتراق داخلي با ساختار سطح كروي يك پژوهش آزمايشگاهي توسط شركت ولوو و دانشگاه امپريال كالج لندن، با دو متغيير هندسي چگالي سطحي از ساختارهاي سطح و جانمتايي در نيمه پاييني انجام شده است. در اين پاياننامه مدلسازي عددي اين مسئله انجام شده استت. بتا در دستت داشتن مدل عددي مناسب، استخراج پارامترهاي هندسي بهينته بتراي ستاختار ستطح امكانپتذير استت و ميتوان طيف وسي تري از پارامترهاي هندستي را موردبررستي قترار داد. بتا استتفاده از روشهتاي عتددي شعيهسازي جريان سيال انجام شده است. نتايج با پژوهش تجربي مقايسه شدهاند كه حاصل ميانگين خطاي 6درصدي با نتايج تجربي است. از 6537حفره كروي براي ساختار سطح ياتاقان ژورنال استفاده شده است. نتايج براي 8دور موتتور نشتان ميدهد، استفاده از ساختار سطح براي شعاع حفره پايين اثر مطلوبي بر عملكرد ياتاقان ژورنال نداشته است. در شعاع حفره بالاتر استفاده از ساختار سطح باعث افزايش ظرفيتحملبار و كاهش اصطكاك شد. جانمايي و چينش حفرهها در حول شعاع ياتاقان مطالعته شتد. استتفاده از جانماييهتاي مختلتف تتأثير فراوانتي بتر پارامترهاي خروجي و بهينهسازي عملكرد ياتاقان ژورنال داشت. استفاده از ساختار سطح كروي در قستمت افزاينده فشار ياتاقان ژورنال پيشنهاد ميشود، چراكه در اين جانمايي كوچكترين ضريب اصطكاك به دست آمد

1401/01/24

Numerical investigation of micro-dimple textured surfaces on Journal bearing performance

7/5/2022 12:00:00 AM

Due to the world’s limited energy and population growth, more attention is drawn to decrease side losses and increase efficiency. Journal bearing is an essential and practical part of many rotary types of machinery and contributes to significant side losses. Lubrication with minimum loss rates is favored in many industries. Journal bearing is used in heavy types of machinery due to its high load carrying capacity and low friction. Multiple of this part is used in internal combustion engines, and a significant portion of the engine’s energy loss is contributed to this part. Therefore, to improve this part’s function in internal combustion engines, the most recent scientific approach was obtained in this thesis. Surface textures are used in tribology, and recent investigations in lubrication were conducted in parallel surfaces, mechanical seals, and bearings. Investigations of journal bearing textured surfaces in automotive applications were published recently, and they show diminished power loss of the engine. An Experimental investigation of textured surfaces of internal combustion engine’s journal bearing was conducted by Volvo Group and Imperial College London with two geometrical variables of the surface density of micro-textures and adjustment in the lower half with partial texturing. In this thesis, the numerical approach of their investigation was conducted. By holding a feasible numerical model, deriving the optimum geometrical parameters is possible with a broader range. Simulation of the lubricant flow is done by numerical approaches. The results were compared with imperial findings and shown an average error of 6 percent. Six thousand five hundred thirty dimples were used for micro-textured journal bearing. The findings for eight engine speeds indicated that using surface textures with low dimple radius did not have an eligible outcome for journal bearing performance, with higher dimple radius using textured surfaces resulted in a high load carrying capacity and low friction. Adjustment of dimples around the bearing in partial texturing was studied. Exploiting different adjustments of partial texturing had a tremendous effect on output parameters and journal bearing performance optimizations. Using spherical textured surfaces in the place of augmentative pressure is recommended, Because of decreased coefficient of friction.

ياتاقان ژورنال , ساختار سطح , ميكرو حفره , تريبولوژي , روانكاري

Journal bearing , textured surfaces , micro-dimples , tribology , lubrication

Salaman Mohammad Bagheri

Dr. Amir hassan kakaee