Polttomoottorin kampikoneiston laakereiden tietokoneavusteinen suunnittelu

Tässä diplomityössä tarkasteltiin erään kaupallisen laakerilaskentaohjelman käyttöä ja toimintaa. Tarkoituksena oli tutustua ohjelmaan ja arvioida sen soveltuvuutta polttomoottorin laakereiden laskentaan. Laskentaohjelmaan tutustuttiin kokeilemalla eri lähtötietojen vaikutusta laskentatuloksiin. Tällaisia lähtötietoja olivat verkkotiheys, laskenta-askel, voiteluaineen viskositeetti, yms. Laakerimuotoa, öljyuran sijaintia ja pituutta vaihtelemalla tutustuttiin lähemmin ohjelmaan laakerisuunnittelun työkaluna. Kokeiltuja laakerimuotoja olivat kehän suunnassa epäsylinterimäiset muodot kuten kiila, kovera ja kupera muoto. Tarkasteltaessa voitelukalvon paksuutta ja huippupainetta ei näillä muodoilla todettu olevan voitelua parantavia ominaisuuksia. Öljyuran tarkastelun perusteella todettiin, että jos öljyura ulottuu laakerin alimpaan kohtaan, voitelukalvon huippupaine kasvaa ja vastaavasti sen minimipaksuus pienenee huomattavasti. Esimerkkimoottorin runkolaakerin laskentatuloksia verrattiin mitattuihin tuloksiin. Tulosten välisiä eroja tarkasteltiin lähinnä akselin ratakäyrien ja voitelukalvon painekuvaajien avulla. Akselin ratakäyrät muistuttavat toisiaan, joskin ne eroavat hieman. Nämä erot johtunevat laakerikuormitusten määrittämisessä tehdyistä yksinkertaistuksista. Voitelukalvon paineiden erot mitattujen ja laskettujen tulosten välillä olivat huomattavat. Erot johtuvat mahdollisesti laskentaohjelman algoritmeista, laakerivoimien laskennasta ja painemittauksen anturoinnista. Laakerilaskentaohjelma osoittautui olevan hyvä työkalu laakerisuunnittelussa, erityisesti dynaamisesti kuormitettujen liukulaakereiden tapauksessa. Ohjelman antamia tuloksia ei kuitenkaan tulisi tarkastella yksinään, vaan ne tulisi aina verrata muihin laskentatuloksiin. Tämä siksi, että laskentaohjelma sisältää yksinkertaistuksia, jotka vaikuttavat tulosten oikeellisuuksiin. Laskentaohjelmaa voidaan käyttää arvioimaan tietyn piirteen vaikutus laakerin voitelussa ilman, että mittauksia on tehtävä. Ohjelmaa tulee nimenomaan käyttää suunnittelussa työkaluna, jonka tuloksia suunnittelijan tulee edelleen tulkita