Title
Identifikacija triboloških karakteristika optimizovane konstrukcije cilindra klipnog kompresora za eksploataciju na motornim vozilima
Creator
Milojević, Saša, 1973-
CONOR:
14145895
Copyright date
2023
Object Links
Language
Serbian
Cobiss-ID
Inventory ID
3712
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 25.04.2024.
Other responsibilities
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Kragujevcu
Faculty
Fakultet inženjerskih nauka
Alternative title
Identification of tribological characteristics regarding the optimized construction of reciprocating compressor cylinder for exploitation on motor vehicles
Publisher
[S. T. Milojević]
Format
182 lista
Abstract (sr)
Primena lakih metala kao što je aluminijum dobija sve više na značaju, ne
samo u automobilskoj industriji, već i šire. Primenom konstrukcija aluminijuma se
u velikoj meri se štede resursi. Takođe, zbog potpunije reciklaže rashodovanih
konstrukcija od aluminijuma, dodatno se smanjuje opterećenje okoline štetnim
otpadom.
Primenom lakih konstrukcija za izradu delova motornih vozila, zbog smanjenja
mase, paralelno se direktno utiče na potrošnju goriva i emisiju izduvnih gasova. Na
taj način se povećava ekonomičnost, ali se smanjuje i negativan uticaj motornih
vozila na okolinu i uz dodatne mere, moguće je zadovoljiti sve strožije propise i
granice dozvoljene emisije izduvnih gasova.
Kod primene legure aluminijuma za izradu delova konstrukcije istraživanog
klipnog kompresora i motora sa unutrašnjim sagorevanjem, problem predstavlja manja
čvrstoća ovog metala, pri čemu treba rešavati i probleme zbog loših triboloških
karakteristika i pojačanog trenja i habanja.
U slučaju primene aluminijuma za izradu cilindra klipnog kompresora,
problem je rešavan primenom prevlaka i ojačanjima od triboloških materijala. Na
taj način se može povećati čvrstoća, posebno klizne površine zida cilindra i mogu
se poboljšati tribološke karakteristike.
U okviru disertacije su istraživane tribološke karakteristike materijala
cilindra klipnog kompresora za vazduh sa osnovom od legure aluminijuma i
ojačavačima na bazi legure gvožđa, pri uslovima sa i bez sredstva za podmazivanje.
Rezultati triboloških ispitivanja su prikazani kao zavisnost koeficijenta
trenja i parametara habanja uzorka materijala cilindra sa ojačavačem, od promene
brzine i opterećenja u uslovima klizanja, sa i bez prisustva sredstva za podmazivanje.
Izvršena je i statistička obrada rezultata triboloških ispitivanja. Analiza
rezultata je pokazala koji parametri imaju najviše uticaja na tribološke
karakteristike klizne površine cilindra. Na osnovu rezultata statističkih analiza
moguće je izabrati i predložiti optimalnu konstrukciju cilindra, ako postoji više
rešenja za tribološku optimizaciju klizne površine ili, ako se koriste različita
ulja za podmazivanje.
Obzirom da je u toku izrade disertacije izvršena tribološka verifikacija
konstrukcije cilindra sa ojačavačima klizne površine, za konačan izbor i početak
serijske proizvodnje, neophodna su laboratorijska ispitivanja upotrebnih
karakteristika klipnog kompresora na probnom stolu. Za tu svrhu je projektovana
odgovarajuća instalacija i definisan je postupak ispitivanja.
Održavanje sistema referentnog klipnog kompresora je razmatrano sa aspekta
pouzdanosti tri kritična podsistema sa paralelnom vezom. Uzimajući u obzir da
očekivana vremena održavanja sistema klipnog kompresora potiču iz Rejlijeve
raspodele, izvršeno je modeliranje intenziteta održavanja na osnovu raspoloživost
Abstract (en)
The application of light metals such as aluminum is gaining more and more
importance, not only in the automotive industry, but also beyond. Using aluminum
constructions saves resources to a great extent. Also, due to the more complete recycling of
discarded aluminum constructions, the burden on the environment with harmful waste is
additionally reduced.
By applying lightweight constructions for the production of motor vehicle parts, due to
the reduction in mass, fuel consumption and exhaust gas emissions are directly affected in
parallel. In this way, the economy is increased, but the negative impact of motor vehicles on
the environment is also reduced, and with additional measures, it is possible to meet the
stricter regulations and the limits of permitted emissions of exhaust gases.
When using aluminum alloy to make parts of the construction of the researched
reciprocating compressor and internal combustion engine, the problem is the lower strength of
this metal, while problems due to poor tribological characteristics and increased friction and
wear should also be solved.
In the case of aluminum application for the production of reciprocating compressor
cylinders, the problem was solved by applying coatings and reinforcements consisting of
tribological materials. In this way, the strength can be increased, especially the sliding surface
of the cylinder liner, and the tribological characteristics can be improved.
As part of the dissertation, the tribological characteristics of the reciprocating air
compressor cylinder base material consisting of aluminum alloy and reinforcements made of
iron alloy were investigated under conditions with and without a lubricant.
The results of the tribological tests are shown as the dependence of the coefficient of
friction and wear parameters of the cylinder material sample with reinforcement on the
change in speed and load in sliding conditions, with and without the presence of a lubricant.
Statistical processing of the results of tribological tests was also performed. The
analysis of the results showed which parameters have the most influence on the tribological
characteristics of the sliding surface of the cylinder. Based on the results of statistical
analyses, it is possible to choose and propose the optimal construction of the cylinder if there
are several solutions for the tribological optimization of the sliding surface or if different
lubricating oils are used.
Since the tribological verification of the cylinder construction with reinforcements was
carried out during the preparation of the dissertation, for the final selection and the decision
for the cylinder serial production, laboratory tests of the reciprocating compressor on the test
bench are necessary. For this purpose, a suitable installation was designed, and the test
procedure was defined.
Maintenance of the reciprocating compressor system is considered from the reliability
aspect of three critical subsystems with parallel connections. Taking into account that the
expected maintenance times of the reciprocating compressor system come from the Rayleigh
distribution, the maintenance intensity was modeled based on availability.
Authors Key words
aluminijum, dinamika ventila, eksploatacija, emisija izduvnih
gasova, klipni kompresor, motor sa unutrašnjim sagorevanjem, pouzdanost, održavanje
i tribologija
Authors Key words
aluminum, valve dynamics, exploitation, exhaust emission, reciprocating
compressor, internal combustion engine, reliability, maintenance and tribology
Classification
621.512.3:62-222.2(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Primena lakih metala kao što je aluminijum dobija sve više na značaju, ne
samo u automobilskoj industriji, već i šire. Primenom konstrukcija aluminijuma se
u velikoj meri se štede resursi. Takođe, zbog potpunije reciklaže rashodovanih
konstrukcija od aluminijuma, dodatno se smanjuje opterećenje okoline štetnim
otpadom.
Primenom lakih konstrukcija za izradu delova motornih vozila, zbog smanjenja
mase, paralelno se direktno utiče na potrošnju goriva i emisiju izduvnih gasova. Na
taj način se povećava ekonomičnost, ali se smanjuje i negativan uticaj motornih
vozila na okolinu i uz dodatne mere, moguće je zadovoljiti sve strožije propise i
granice dozvoljene emisije izduvnih gasova.
Kod primene legure aluminijuma za izradu delova konstrukcije istraživanog
klipnog kompresora i motora sa unutrašnjim sagorevanjem, problem predstavlja manja
čvrstoća ovog metala, pri čemu treba rešavati i probleme zbog loših triboloških
karakteristika i pojačanog trenja i habanja.
U slučaju primene aluminijuma za izradu cilindra klipnog kompresora,
problem je rešavan primenom prevlaka i ojačanjima od triboloških materijala. Na
taj način se može povećati čvrstoća, posebno klizne površine zida cilindra i mogu
se poboljšati tribološke karakteristike.
U okviru disertacije su istraživane tribološke karakteristike materijala
cilindra klipnog kompresora za vazduh sa osnovom od legure aluminijuma i
ojačavačima na bazi legure gvožđa, pri uslovima sa i bez sredstva za podmazivanje.
Rezultati triboloških ispitivanja su prikazani kao zavisnost koeficijenta
trenja i parametara habanja uzorka materijala cilindra sa ojačavačem, od promene
brzine i opterećenja u uslovima klizanja, sa i bez prisustva sredstva za podmazivanje.
Izvršena je i statistička obrada rezultata triboloških ispitivanja. Analiza
rezultata je pokazala koji parametri imaju najviše uticaja na tribološke
karakteristike klizne površine cilindra. Na osnovu rezultata statističkih analiza
moguće je izabrati i predložiti optimalnu konstrukciju cilindra, ako postoji više
rešenja za tribološku optimizaciju klizne površine ili, ako se koriste različita
ulja za podmazivanje.
Obzirom da je u toku izrade disertacije izvršena tribološka verifikacija
konstrukcije cilindra sa ojačavačima klizne površine, za konačan izbor i početak
serijske proizvodnje, neophodna su laboratorijska ispitivanja upotrebnih
karakteristika klipnog kompresora na probnom stolu. Za tu svrhu je projektovana
odgovarajuća instalacija i definisan je postupak ispitivanja.
Održavanje sistema referentnog klipnog kompresora je razmatrano sa aspekta
pouzdanosti tri kritična podsistema sa paralelnom vezom. Uzimajući u obzir da
očekivana vremena održavanja sistema klipnog kompresora potiču iz Rejlijeve
raspodele, izvršeno je modeliranje intenziteta održavanja na osnovu raspoloživost
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.