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

• 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

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。

In this study, the application of micro FT-IR, the solubility of carbon acid in refrigerant oil under lubrication, the two-dimensional distribution of carbon acid freon dissolved concentration in EHL oil film, and the lubricating characteristics of carbon acid freon gas were studied. This year, we designed and manufactured a pressure resistance test for EHL oil film detection device for carbon acid and freon in the atmosphere and used this device to measure the two-dimensional distribution of carbon acid and freon dissolved concentration in EHL oil film. The pressure vessel of this device is equipped with high pressure carbon acid freon gas, 1.5 times the design pressure (12 MPa) of water pressure vessel before operation, and the design pressure and pressure of this device are not affected by pressure, pressure resistance and gas leakage. Second, the carbon acid dissolved in the refrigerant oil under lubrication, steel bladder contact, point contact EHL oil film carbon acid Freon dissolved concentration of the two-dimensional distribution, micro-FT-IR measurement, lubrication conditions in violation of the Freon concentration distribution and the impact of the adjustment. As a result, the dissolved concentration of carbonic acid and freon in the EHL oil film is lower than that in the oil film, the pumping speed of lubricating oil is increased, the dissolved concentration of freon in the EHL oil film is decreased, the dissolved concentration of freon in the oil film is increased, and the concentration difference of freon dissolved concentration in the EHL oil film is increased. Determination of two-dimensional distribution of dissolved concentration of carbonic acid and freon in EHL oil film by contact morphology and influence of contact morphology on the distribution of dissolved concentration of carbonic acid and freon in EHL oil film As a result, the dissolved concentration of Freon in the EHL oil film decreases at the same time as the point contact. The above results show that the change of freon dissolved concentration in EHL oil film, the introduction speed of lubricating oil on lubricating surface are related to the high speed, the detailed calculation is related to the high speed, and the flow of lubricating oil near the contact area is determined in the future.