In this paper, the minimum oil film thickness and the maximum oil film pressure of engine bearings have been analyzed by using the elastohydrodynamic theory and Taguchi's design method as functions of the oil groove width, oil hole diameter, oil hole position, and oil supply pressure. The optimized design of the engine bearing f3r an automotive Diesel engine is very important for supporting a load-carrying capacity due to gas pres-sures from the engine combustion chamber and inertia forces of the piston. The optimized design data of engine bearings indicated that the optimized oil groove width and an oil diameter of a engine bearing are 8mm at the speed of 2,000 rpm for a given 4-cylinder Diesel engine. Thus, the oil groove oil groove and an oil hole for high performances of an engine bearing may be considered as major design parameters compared to other design factors, which are strongly related to the minimum oil film thickness and the maximum oil pressure distribution of the engine oil.
A pin bush bearing is one of the most important element in the piston engine which is joined a piston to a connecting rod. A pin bush is suffered by heat and changeable repeat loads, which are come from the explosive gas heat and pressures during a reciprocating stroke. Therefore, a tribological behavior of pin bush bearings is very severe compared to other parts of a piston assembly. To keep a stable operation of pin bush bearings effectively, it would be satisfied with proper oil film strength for severe operating conditions and durability, which are strongly related to the oil film thickness, oil film pressure, and a friction loss power. The computed results show that the viscosity of engine oils slightly affects to the minimum oil film thickness and oil film pressure distribution, but is an influential parameter on a total friction loss power. Thus the low viscosity engine oils for an increased operation condition should select a high level of base oil and add a viscosity index improver as an oil film additive.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2002.10b
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pp.99-100
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2002
Radial, tilting-pad proceeding bearings are applied in high speed rotating machines operating at stable small and mean loads and the peripheral speeds of proceeding reaching 150 m/s. The operation of bearing can be determined by static characteristics including the oil film pressure, temperature and viscosity distributions, minimum oil film thickness, load capacity, power loss, oil flow. The operation of 5-lobe tilted-pad proceeding bearing has been introduced at the assumption of adiabatic oil film. The oil film pressure, temperature and viscosity distributions habe received by iterative solution of the Reynolds', energy and viscosity equations. The resulting oil film force, minimum oil film thickness, power loss. oil flow, maximum oil film pressure, maximum temperature were computed for different sets of bearing geometric parameters as: bearing length to diameter ratio, pad angular length and width as well as pad relative clearance.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.9
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pp.3119-3124
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2010
The purpose of this paper is to analyze dynamic behaviors of the oil film thickness and engine bearings in both aligned and misaligned operation conditions of a crankshaft using computer simulation techniques. A crankshaft as an elastic body is modeled for a misaligned crankshaft which is very important design parameter of the film thickness and engine bearings. In this analysis, a dynamic characteristic of a minimum oil film is analyzed based on the elastohydrodynamic lubrication theory. The boundary conditions for analyzing the film behaviors include non-linear constraint forces and bending moments in engine bearings. The more expedient model of an engine bearing is extended to consider the effect of crankshaft misalignment. The computed results indicate that the minimum oil film thickness that causes a major influence on the performance of engine bearings has showed a decrease of 16% to 24% for the misaligned crankshaft compared with an aligned crankshaft. The computed results show that the misalignment of a crankshaft inevitably brings the reduction of minimum oil film thickness and this may increase the failure of a bearing. These results as design parameters are very useful for a bearing designer as a firm reference data of an automotive engine.
Ha, Yang-Hyup;Shin, In-Dong;Lee, Sang-Min;Lee, Seung-Jun;Lee, Deug-Woo
Tribology and Lubricants
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v.27
no.5
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pp.256-263
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2011
Bearings of marine engines are operated under severe conditions because of dynamic load and low sliding speed. This paper deals with lubrication analysis of a crank pin bearing for a marine diesel engine. Journal center locus and oil film thickness are compared of crank pin bearing. In the past researches, journal bearings have been studied only about the surface of bearing. In addition to this conventional research, this paper analyzes the effect of roundness error of a journal and a bearing on the minimum film thickness. Numerical analysis has been studied by using Reynolds equation and also Half-Sommerfeld condition is applied as boundary condition. Futhermore, this study investigates the effect of roundness error change on the minimum film thickness. The results demonstrate that the bigger amplitude of roundness error yields, the lower minimum oil film thickness is. In comparison to previous research considered a journal and a bearing individually, the results considering a journal and a bearing together show that amplitude of roundness error of journal has very little effect on the minimum oil film thickness.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.12
no.4
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pp.36-41
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2004
The purpose of this paper is analyzing the oil film pressure distribution and the minimum oil film thickness for a connecting rod bearing using an A VL's EXCITE program. It is very important to understand optimized oil supplying holes and oil groove dimensions for supporting sufficiently inertia forces and gas pressures from the combustion chamber for a Diesel engine. The computed results indicate that the optimized oil groove width of a bearing and oil hole of a journal are recommended for high performance of a connecting rod bearing at the elastohydrodynamic lubrication zone. These results as design parameters are very useful data for a bearing designer as a firm reference of an automotive engine.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.12
no.4
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pp.34-34
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2004
The purpose of this paper is analyzing the oil film pressure distribution and the minimum oil film thickness for a connecting rod bearing using an A VL′s EXCITE program. It is very important to understand optimized oil supplying holes and oil groove dimensions for supporting sufficiently inertia forces and gas pressures from the combustion chamber for a Diesel engine. The computed results indicate that the optimized oil groove width of a bearing and oil hole of a journal are recommended for high performance of a connecting rod bearing at the elastohydrodynamic lubrication zone. These results as design parameters are very useful data for a bearing designer as a firm reference of an automotive engine.
In this paper, the hydrodynamic pressure and minimum oil film thickness of a pin bush bearing for a connecting rod have been analyzed as functions of the number of oil grooves and an arc length of oil grooves. The lubrication characteristic of a pin bush is governed by oil groove design factors, which are considered in this study. The most influential design parameter is a number of oil grooves, which is three oil grooves with an arc length of oil groove, 1/6($60^{\circ}$). This means that oil groove with a long arc length of a pin bush does not contribute to the hydrodynamic pressure development. Thus the optimal design of a pin bush is necessary with an increased number of oil grooves and a reduced arc length.
The purpose of Part I of this study is to find the potential region of wear scarring on engine journal bearings operating at a constant angular crank shaft velocity under firing conditions. To do this, we calculate the applied loads and eccentricities of a big-end journal bearing installed on a four-stroke and four-cylinder engine at every crank angle. Then, we find potential wear regions, such as a minimum oil film thickness, at every crank angle below most oil film thickness scarring wear (MOFTSW) obtained based on the concept of the centerline average surface roughness. Thus, the wear region is defined as a set of each film thickness below the MOFTSW at every crank angle. In this region, the wear volume changes according to the wear depth and wear angle, depending on the minimum oil film thickness at every crank angle. The total wear volume is the summation during one cycle. Graphical views of the region in the two-dimensional coordinates show the crank angle and bearing angle along the journal center path, indicating the position of the minimum oil film thickness. The results of wear analysis show that the possible wear region is located at a few tens of angles behind the upper center of a big-end bearing at maximum power rpm.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2001.11a
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pp.364-373
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2001
This paper describes the variation of lubricant's temperature effects on elastohydrodynamic lubrication. The Newton-Raphson technique was used to solve the simultaneous system of Reynolds and elasticity equations. To show effects of lubricant's temperature, average temperature across the oil film was calculated using the energy equation. Pressure distribution, film shape, and temperature distribution were obtained for fully flooded conjunctions, and various dimensionless speed parameters while load and material parameters were held constant. Minimum film thickness were obtained for various material properties while load and velocity were held constant. It is drawn that the thermal effects have a strong influence on a minimum film thickness under high rolling velocity and slip ratio.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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