توسعه شبیه سازی روغن کاری و ‎سطوح تماسی مجموعه چشم کوچک شاتون، گژن پین و بوش برنزی

وجود بوش برنزی در یاتاقان چشم کوچک شاتون علاوه بر کاهش ساییدگی و خوردگی چشم کوچک شاتون، با کنترل لایه روغن در سطح خارجی گژن پین موجب خنک کاری آن می شود. در پژوهش حاضر به مدلسازی دقیق و المان بندی گژن پین، چشم کوچک و باس پیستون موتور ملی EF7 پرخوران پرداخته شد. با استفاده از مدلسازی اجزای محدود، سطوح تماسی موجود در بوش تحلیل شده و با روش نظری صحه گذاری می شود. لایه روغن به روش هیدرودینامیک (HDL) مطالعه شده و معادله دیفرانسیل حاکم بر آن (معادله رینولدز) که رابطه بین فشار و ضخامت هیدرودینامیک لایه روغن را بیان می کند، می شود. این معادله را با فرض اینکه گژن پین، بوش محور و یاتاقان کامل هستند، به روش اختلاف محدود (FDM) حل عددی می شود. با استفاده از نرم افزار Matlab کد مربوطه توسعه داده شد و نمودارهای مربوط به فشار هیدرودینامیک و ضخامت لایه روغن استخراج می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد، بیشترین تنش فشاری ناشی از جازنی بوش در سطح تماس مشترک 45/42MPa بدست آمد، که با نتایج حاصل از مدل سازی اجزای محدود انجام گرفته توسط در Abaqus مطابقت دارد. بیشرین فشار هیدرودینامیک لایه روغن در دور rpm 3500 در °372 زاویه لنگ (لحظه احتراق) در موتور EF7 پرخوران با سوخت CNG به میزان 446MPa در دمای کاری 140°C رخ می دهد. در این شرایط کمترین فشار هیدرودینامیک لایه روغن به میزان 1/83µm می باشد که احتمال سایش یاتاقان وجود دارد. نتایج حل عددی به روش FDM نیز نتایج مدل سازی به کمک نرم افزار AVL Excite را با تفاوت بسیار کمی صحه می گذارد.

کلیدواژه ها:

روغن کاری هیدرودینامیک ، فشار ماکزیمم ، کمینه فیلم روغن ، گژن پین ، خروج از مرکز ، تلرانس ، سطوح تماسی ، حل عددی ، مدل سازی اجزای محدود ، تحلیل غیر خطی