炭酸ガス冷媒雰囲気中の弾性流体潤滑特性

二氧化碳制冷剂气氛中的弹流润滑特性

基本信息

批准号：
14750097
负责人：
田中真二
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750097/
关键词：
炭酸ガス自然冷媒弾性流体潤滑冷凍機油 FT-IR 冷媒圧縮機

项目摘要

本研究では顕微FT-IRを用いて、炭酸ガスが溶解した冷凍機油の潤滑下で、EHL油膜内の炭酸ガス冷媒溶解濃度の2次元分布を測定し、炭酸ガス冷媒雰囲気中の弾性流体潤滑特性を明らかにすることを目的とする。今年度は、前年度に設計、製作した「炭酸ガス冷媒雰囲気中EHL油膜観察装置」の耐圧試験及び本装置を用いてEHL油膜内の炭酸ガス冷媒溶解濃度の2次元分布測定を行った。本装置には高圧な炭酸ガス冷媒雰囲気を実現するための圧力容器が備わっており、実験前に水圧で圧力容器の設計圧力(12MPa)の1.5倍、さらに窒素ガス圧で設計圧力まで圧力を作用させて、耐圧及び気密漏れに問題が無いことを確認した。次に、炭酸ガスが溶解した冷凍機油の潤滑下で、鋼球を接触させてできた点接触EHL油膜内の炭酸ガス冷媒溶解濃度の2次元分布を顕微FT-IRで測定し、潤滑条件の違いが冷媒濃度分布に与える影響について調べた。その結果、EHL油膜内の炭酸ガス冷媒溶解濃度は周囲よりも低くなること、潤滑油の引込速度が増加すると、EHL油膜内の冷媒溶解濃度は減少すること、周囲の潤滑油の冷媒溶解濃度が増加すると、EHL油膜内の冷媒溶解濃度との濃度差は大きくなることなどが明らかになった。また、接触形態の違いがEHL油膜内の炭酸ガス冷媒溶解濃度分布に与える影響について調べるために、円筒試験片を接触させてできた線接触EHL油膜について、炭酸ガス冷媒溶解濃度の2次元分布の測定を行った。その結果、点接触時と同様に、EHL油膜内で冷媒溶解濃度が減少することがわかった。以上の結果より、EHL油膜内での冷媒溶解濃度の変化に、潤滑面への潤滑油の引込速度が関与していることがわかったが、その詳細なメカニズムについては、今回予算の都合で実施できなかった高速度カメラによるヘルツ接触域近傍潤滑油の流れ測定を今後行い、その結果と併せて考察する予定である。

在这项研究中，我们使用显微FT-IR测量了溶解有二氧化碳气体的冷冻机油润滑下EHL油膜中溶解的二氧化碳制冷剂浓度的二维分布。今年，我们对前一年设计制造的“二氧化碳制冷剂气氛中的EHL油膜观测装置”进行了压力试验，测量了二氧化碳制冷剂气氛中溶解浓度的二维分布。 EHL油膜采用此装置。本设备配有压力容器，用于创造高压二氧化碳制冷剂气氛，实验前先施加水压至压力容器设计压力（12MPa）的1.5倍，然后施加氮气压力至设计压力。经确认，不存在耐压、密封泄漏等问题。接下来，我们测量了在含有溶解二氧化碳的冷冻机油的润滑下，钢球接触所形成的点接触EHL油膜中溶解二氧化碳制冷剂浓度的二维分布，并确定了润滑条件的影响。研究了制冷剂浓度分布的差异。结果发现，EHL油膜中二氧化碳制冷剂的溶解浓度低于周围环境，并且随着润滑油抽取速度的增加，EHL油膜中溶解的制冷剂浓度降低，并且随着润滑油抽取速度的增加，EHL油膜中溶解的制冷剂浓度降低，并且周围润滑油的溶解制冷剂浓度增大可知，随着浓度增大，与EHL油膜中溶解制冷剂浓度的浓度差增大。此外，为了研究接触形式的差异对EHL油膜中溶解二氧化碳制冷剂浓度分布的影响，我们研究了接触形式制成的线接触EHL油膜中溶解二氧化碳制冷剂浓度的二维分布。进行圆柱形测试件的测量。结果发现，与点接触的情况类似，EHL油膜内溶解的制冷剂浓度降低。从上述结果发现，EHL油膜中溶解制冷剂浓度的变化与润滑油被吸入润滑表面的速度有关，但由于此时没有研究详细的机理。由于预算限制，我们计划使用高速相机测量赫兹接触区域附近的润滑油流量，但我们无法做到这一点，并将其与结果一起讨论。