自動車エンジン用スクイズフィルムダンパ軸受の研究

• 研究課題/領域番号: 05452141
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 設計工学・機械要素・トライボロジー
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 正人 東京大学, 工学部, 教授 (10011131)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円); 1994年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1993年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
• キーワード: スクイズフィルムダンパ / 油膜反力 / 流体慣性力 / シミュレーション / 動特性 / 高偏心率

研究概要

1.自動車エンジンのクランク主軸に作用する往復動荷重を想定して、ダンパ軸が直線的に変位する場合のスクイズフィルムダンパ軸受内の油膜圧力、油膜反力を求める式を導き、この式を用いて往復動荷重を受けるスクイズフィルムダンパ軸受の動特性を調べるシミュレーションプログラムを開発した。このシュミレーションプログラムにより、実機の自動車用エンジンにスクイズフィルムダンパ軸受が使用された場合のダンパ軸の変位挙動の予測が可能になった。
2.スクイズフィルムダンパ内のダンパ軸に往復動荷重を加えられる実験装置を製作した。この実験装置は、スクイズフィルムダンパ内で発生する油膜反力に大きな影響を与えるダンパ軸とダンパ軸受間のすき間を、ダンパ軸の径を変えることによって設定可能にしてある。この実験装置を用いて実験を行い、往復動荷重に対するダンパ軸変位や軸受内油膜圧力を測定し、シミュレーション計算結果との比較を行った。その結果、シミュレーション計算結果が精度よくダンパ軸の変位挙動を予測できることを証明することができた。
3.一般に油の粘性が低くなると無視できなくなる流体の慣性力の影響を調べるため、流体の慣性力の影響を含んだ形でのダンパ軸等の変位応答を求めることができるようシュミレーションプログラムの改良を行った。計算結果から本研究の実験条件の範囲では、流体慣性力の要素のうち変位加速度に比例する項の影響が無視できないことが分かった。この項を考慮することにより更に精度良くダンパ軸などの変位挙動を予測することが可能になった。