من المفهوم أنه للحفاظ على القدرة التنافسية وحماية استثماراتها في المعدات، تحتاج الشركات العاملة في صناعة الطائرات إلى حلول تشحيم بأعلى جودة وبأفضل الأسعار الممكنة. بينما تم تصميم مواد التشحيم المتخصصة للقطاع لضمان ذلك يمكن لمكونات النظام التحرك بحرية وكفاءة، ويجب عليها أيضًا تحديد مربعات متعددة.
من خلال تقليل التآكل الناتج عن الاحتكاك والحرارة الزائدة في محركات الطيران، فهي مطلوبة أيضًا لتنظيف وتبريد المحركات أثناء العمل كمانع للتسرب ضد التلوث وقوى التآكل. يمكن أن تكون الحماية من الصدأ ذات أهمية خاصة عندما يتم استخدام الأساطيل بشكل غير متكرر، حيث أن الطائرات غير المستخدمة معرضة لخطر كبير من العناصر المسببة للتآكل أثناء فترات التوقف عن العمل.
في هذه المقالة، سنأخذك في دراسة متعمقة لأهم مبادئ تزييت محركات الطائرات. تابع القراءة لمعرفة المزيد.
التعرف على مبادئ تزييت محركات الطائرات
مثل العديد من أشكال التشحيم الأخرى، فإن الدور الرئيسي لكل زيوت تشحيم محركات الطائرات هو تقليل أي احتكاك يحدث بين المكونات المتحركة بشكل فعال. بما أن الزيوت ومواد التشحيم السائلة الأخرى يمكن تداولها بسهولة، فهي منتشرة عالميًا للحفاظ على محركات الطائرات في أفضل حالة. تعتمد النظرية وراء تزييت السوائل على فصل الأسطح المكونة مما يؤدي إلى عدم حدوث أي اتصال بين المعدن على الإطلاق. بشرط بقاء طبقة الزيت سليمة، يتم استبدال الاحتكاك المعدني باحتكاك السوائل الداخلي داخل مادة التشحيم.
في الظروف المثالية، يتم تقليل التآكل والاحتكاك غير المرغوب فيه إلى الحد الأدنى المطلق. كقاعدة عامة، يتم ضخ الزيت عادةً في جميع أنحاء محرك الطائرة ليصل إلى جميع المناطق التي تتطلب التشحيم. إن التغلب على احتكاك جميع المكونات المتحركة للمحرك يستهلك الطاقة بشكل طبيعي وينتج عنه حرارة غير مرغوب فيها. ومع ذلك، فإن تقليل الاحتكاك أثناء عمل المحرك يمكن أن يزيد بشكل فعال من إنتاج الطاقة المحتملة بشكل عام. تتعرض محركات الطائرات عادة لأنواع عديدة من الاحتكاك.
تشحيم محرك الطائرة
الجودة الأولى التي يأخذها معظم الناس في الاعتبار عندما يتعلق الأمر بمواد التشحيم هي، بطبيعة الحال، خصائص التشحيم. يتطلب التشحيم الفعال دائمًا طبقة زيتية قوية وسميكة بدرجة كافية بين المكونات المتحركة للحفاظ على التآكل والاحتكاك عند الحد الأدنى المطلق.
قد تشتمل خصائص الزيت على أشكال هيدروديناميكية أو ديناميكية أو فيلم مختلط أو حدودي.
يُستخدم التشحيم المختلط أو التشحيم الحدودي في منطقة الأسطوانة العلوية لمحرك الطائرة داخل حدودها الخارجية. هذه النقطة هي أبعد منطقة في المحرك تحتاج للتزييت، حيث أن حلقات الزيت تأخذ معظم طبقة الزيت من جدران الأسطوانة قبل أن تصعد إلى الأسطوانة العلوية. يجب أن تكون هناك دائمًا كمية متبقية من مادة التشحيم في الأسطوانة العلوية بحيث يكون المحرك محميًا عند بدء التشغيل.
إذا ترك المحرك خاملاً، فقد يتم الضغط على بعض الرافعات وتحميلها بأقصى ضغط زنبركي. في مثل هذه الحالات، يتم ضغط معظم مادة التشحيم من الوصلة. ونتيجة لذلك، عندما يبدأ محرك الطائرة في العمل، يستغرق وصول الزيت إلى المكان المطلوب وقتًا طويلاً. لذلك، من الضروري وجود فيلم زيتي جيد الحدود.
يأتي التشحيم الديناميكي من الضغط الناتج عن مضخة الزيت. يوفر هذا الضغط تدفقًا كافيًا من الزيت إلى نظام التشحيم. يوفر التشحيم الهيدروديناميكي سطحًا أملسًا للأجزاء المتحركة للعمل عليه ويمنع حدوث اتصال مباشر بين الأجزاء المتحركة.
في التشحيم الهيدروديناميكي، يتم الحفاظ على ضغط التلامس منخفضًا وينتشر على مساحة سطح أكبر. ونتيجة لذلك، يعد الإمداد المستمر بالزيت ضروريًا بين مكونات التشحيم الهيدروديناميكي.
يجب أن تقوم مواد التشحيم بتنظيف محركات الطائرات
يمكن تنظيف جميع الزيوت المخصصة لصناعة الطيران. يستحضر هذا المفهوم عادة إزالة الورنيش والحمأة وغيرها من الرواسب المتراكمة على المقابس في وعاء الزيت المخصص، أو داخل الشاشة. ومع ذلك، هناك فوائد إضافية لهذه العملية بالنسبة لمشغلي الطائرات. عندما تحافظ مواد التشحيم على نظافة محرك الطائرة، فإنها تقوم أيضًا بتنظيف منطقة الحزام الحلقي لضمان إبقاء عملية الاحتراق تحت سيطرة أفضل. عندما تتمكن هذه الحلقات من التحرك بحرية، سيعمل محرك الطائرة بكفاءة أعلى ويتمتع بختم حلقي معزز. كما أنها تنتج نفخًا أقل بكثير وستستهلك كمية أقل من الزيت.
سيعمل الحزام الحلقي الذي يظل متسخًا على تقييد حركة السوائل لحلقات المحرك داخل أخاديدها، ونتيجة لذلك، لا يمكن إغلاقها. ونتيجة لذلك، غالبًا ما يتم إنشاء ضغط بين جدار الأسطوانة والوجه الدائري، مما يؤدي إلى الجرجرة والتندب والتآكل غير المبرر.
كيف يحافظ تشحيم الطيران على برودة المحركات
تعتمد محركات الطائرات المبردة بالهواء على الزيت الذي تستخدمه للتبريد أكثر من محركات السيارات المبردة بالماء. وكقاعدة عامة، يمثل زيت السيارات عادة حوالي 40 في المائة من قدرة التبريد المطلوبة، ولكن في محركات الطيران، يجب الاعتماد على الزيوت لنقل نسبة أكبر بكثير من الحرارة من المحرك.
يعمل الزيت كوسيط لنقل الحرارة ويتدفق عبر علبة المرافق ومبردات الزيت المخصصة، وأثناء تدفقه، يبدد الحرارة من جميع المكونات المتحركة، ويبرد حلقات المكبس ومحامل المحرك باستمرار.
بدون تبريد جدار الأسطوانة بواسطة هذا الغشاء الزيتي، سيكون للحلقات مسار نقل حرارة ضعيف. ونتيجة لذلك، يمكن أن تحدث مشاكل مثل الذوبان والتندب والغضب. يقوم زيت المحرك أيضًا بتبريد مجموعة الصمامات بأكملها ونوابض الصمامات الخاصة بها.
فهم أنواع الاحتكاك
يمكن تعريف الاحتكاك بأنه احتكاك سطح أو جسم بآخر. عندما ينزلق أحد الأسطح على السطح الآخر، فإن النتيجة هي الاحتكاك المنزلق، والذي يوجد عادة أثناء استخدام المحامل العادية. على الرغم من مظهرها الناعم للعين المجردة، فإن الأسطح المعدنية ليست مسطحة تمامًا أبدًا وتمتلك عيوبًا مجهرية تُعرف باسم الخشونة والتي تظهر للتو من السطح. ونتيجة لذلك، عندما تتلامس الأسطح بشكل وثيق أثناء الحركة، يحدث الاحتكاك.
الاحتكاك المتداول هو نوع آخر من الاحتكاك. يحدث هذا الاحتكاك عندما تتدحرج كرة أو بكرة على أسطح أخرى، على سبيل المثال مع محامل كروية وبكرات، يشار إليها أحيانًا باسم محامل مقاومة الاحتكاك. يكون الاحتكاك الناتج أثناء الاحتكاك المتداول دائمًا أقل من الكمية الناتجة عند حدوث الاحتكاك المنزلق ويستخدم هذا المحمل سباقًا داخليًا وسباقًا خارجيًا مع الكرات (أو في بعض الأحيان الكرات الفولاذية)، التي تتدحرج بين السباقات أو الأجزاء المتحركة كما هو مطلوب.
الاحتكاك المسحي هو نوع آخر من الاحتكاك ويحدث بين أسنان التروس. يتضمن هذا النوع من الاحتكاك نطاقًا واسعًا من الضغط، وغالبًا ما تكون الأحمال المطبقة على التروس شديدة. ونتيجة لذلك، يجب أن يكون لدى مادة التشحيم القدرة على تحمل الأحمال الثقيلة.
الوظائف الرئيسية لزيت محركات الطائرات
إلى جانب تقليل الاحتكاك غير المرغوب فيه بكفاءة، تعمل طبقة زيت التشحيم أيضًا كوسادة واقية بين المكونات المعدنية. يعد تأثير التوسيد هذا مهمًا بشكل خاص للعديد من الأجزاء مثل أعمدة الكرنك للمحرك الترددي بالإضافة إلى قضبان التوصيل، وكلاهما عرضة لتحميل الصدمات الشديد. عندما يتم دفع المكبس إلى الأسفل أثناء شوط القدرة، فإنه سيطبق أحمالًا بين محمل قضيب التوصيل ومجلة العمود المرفقي للمحرك. ونتيجة لذلك، يجب أن تمنع خصائص الزيت الحاملة طبقة التشحيم من الضغط بقوة للخارج مما يؤدي إلى تلامس المعدن مع المعدن داخل المحمل. بالإضافة إلى ذلك، أثناء دوران مادة التشحيم في جميع أنحاء المحرك، فإنها تمتص أيضًا الحرارة من جدران الأسطوانة والمكابس. على وجه التحديد في المحركات الترددية، تعتمد هذه الأجزاء بشكل كبير على زيت التشحيم ليعمل كمبرد.
غالبًا ما يمثل تبريد زيت التشحيم ما يقرب من 50٪ من إجمالي تبريد المحرك. ولهذا السبب، فهو يعتبر وسيلة ممتازة لنقل الحرارة غير المرغوب فيها من محرك الطائرة إلى مبرد الزيت الموجود على متن الطائرة. يساعد زيت المحرك أيضًا من خلال تشكيل حاجز يفصل بين جدار الأسطوانة والمكبس مما يمنع تسرب الغازات المنبعثة من غرفة الاحتراق الداخلي.
تقوم زيوت المحرك أيضًا بتنظيف المحرك عن طريق تخفيف التآكل الكاشط عن طريق جمع الجزيئات الغريبة ونقلها إلى الفلتر حيث يمكن إزالتها. تعمل مادة مضافة في الزيت تسمى المشتت على احتجاز الجزيئات غير المرغوب فيها في حالة تعليق وتمكن الفلتر من احتجازها بشكل فعال أثناء مرور مادة التشحيم عبر فلتر الزيت. كما يمنع الزيت أيضًا تآكل الجزء الداخلي للمحرك من خلال ترك طبقة واقية على الأجزاء عند إيقاف تشغيل محرك الطائرة. من بين العديد من الأسباب الأخرى، يعد هذا سببًا رئيسيًا لعدم إيقاف تشغيل المحرك أبدًا لفترات طويلة من الوقت. سوف يتحلل الطلاء الزيتي الذي يمنع التآكل بمرور الوقت، مما يسمح للصدأ والتآكل بالتسلل.
يعتبر زيت تشحيم محرك الطائرة بمثابة شريان الحياة، وهو أمر حيوي للمحرك لأداء وظيفته ولزيادة الطول بين عمليات الإصلاح. إن فهم هذه المبادئ الأساسية هو أساس التشحيم الفعال لمحركات الطائرات.
الزيت كمادة مانعة للتسرب في محركات الطائرات
أخيرًا، يخلق الزيت ختمًا بين جدران الأسطوانة والحلقات، ولكنه يساعد أيضًا عن طريق إغلاق الأختام المطاطية والاصطناعية والمناطق الحشية للعمود المرفقي للمحرك. عندما يتدفق الزيت حول تلك المناطق، فإنه يعمل على الاحتفاظ بالختم. لهذا السبب، يجب أن يشتمل زيت الطيران دائمًا على تركيبة متوافقة تمامًا مع مواد منع التسرب الخاصة بالمحرك لإطالة عمر الخدمة النشط للأختام.
عندما يتم اختيار زيت التشحيم الصحيح لمحرك الطيران لنوع وطراز محدد للمحرك، سيتم استيفاء جميع هذه المبادئ بشكل كافٍ. ونتيجة لذلك، يمكن لمشغلي الطائرات الاستمتاع بأقصى قدر من الأداء من محرك محمي بشكل جيد.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ:
Petronas delivers first locally blended sustainable aviation fuel
ماليزيا-based Petronas has announced its first delivery of sustainable aviation fuel (SAF) to Kuala Lumpur International Airport (KLIA).
TotalEnergies secures bio-feedstock through new deal
With the Paris Air Show bringing together the aviation industry, TotalEnergies has announced a new deal to secure feedstock for sustainable aviation fuel (SAF).