أثناء تشغيل المحرك ، طقم ختم زيت العمود المرفقي يتعهد بالمهمة الرئيسية لمنع تسرب الزيت والملوثات الخارجية من الغزو. ومع ذلك ، فإن التحدي الفني الحقيقي ليس فقط الختم المستقر في ظل ظروف العمل العادية ، ولكن أيضًا الموثوقية في التعامل مع الضغط العكسي المفاجئ. عندما يخلط المحرك فجأة أو يتغير الحمل بشكل مفاجئ ، يمكن إنشاء ضغط عالي فوري في علبة المرافق. إذا لم يتمكن ختم الزيت من الاستجابة بسرعة ، فسوف يتسبب ذلك في فشل الختم أو التسرب أو حتى مشاكل نظام التشحيم الأكثر خطورة. غالبًا ما يركز تصميم أختام الزيت التقليدية على أداء الختم أثناء الدوران الأمامي ، ولكن القدرة على التكيف مع ظروف الضغط العكسي غير كافية ، مما يجعل من السهل ترك وضع الختم بسبب صدمة ضغط الزيت في ظل الظروف القاسية. واحدة من الاختراقات الأساسية لمجموعات ختم زيت العمود المرفقي عالية الجودة المقاومة للبلى هي تحسين تصميم زاوية التباطؤ لشفة الختم ، بحيث يمكن أن ينتج عن تأثير فوري للذات عندما يزداد الضغط العكسي فجأة ، بدلاً من أن يتم فتحه بضغط الزيت ، وبالتالي تقليل مخاطر التسرب.
يتمثل جوهر تصميم زاوية التباطؤ في جعل الشكل الهندسي والخصائص المادية لشفة الختم تعمل معًا لجعلها تتعارض مع الحدس التقليدي تحت الضغط العكسي. عادةً ما تعتمد الشفة الختم لختم الزيت العادي على بنية متناظرة أو أحادية الزاوية ، والتي يمكن أن تتناسب بشكل فعال مع المجلة أثناء الدوران الأمامي. ومع ذلك ، تحت الضغط العكسي ، فإن قوة تأثير فيلم الزيت ستدفع الشفة الخاتمة إلى الخارج وتلف سطح التلامس الختم. تستخدم المجموعة عالية الجودة تصميم شفة غير متناظرة وخصائص التباطؤ للمادة المرنة ، بحيث لا يتم تخفيف شفة الختم العكسية فقط ، بل لن تولد قوة تثبيت إضافية بسبب التأثير الديناميكي السائل وخصائص تشوه المواد. تشبه هذه الظاهرة مبدأ العمل لبعض الصمامات في اتجاه واحد ، ولكن التحدي المتمثل في أختام النفط هو أنه يجب عليها الحفاظ على الختم في بيئة ديناميكية ثنائية الاتجاه ، بدلاً من وظيفة فتح وإغلاق بسيطة.
المفتاح لتحقيق هذا التأثير هو التحكم بدقة في زاوية ميل الشفة الختم ، وتصلب المواد ، ومورفولوجيا مجهرية لسطح التلامس. إن تصميم زاوية التباطؤ ليس زيادة بسيطة أو انخفاض في زاوية معينة ، ولكن عن طريق حساب نقطة التوازن الأمثل بين توزيع ضغط السوائل واستجابة سلالة المواد ، بحيث يكون اتجاه تشوه الشفة الختم تحت الضغط العكسي فقط لتعزيز الختم بدلاً من إضعافه. على سبيل المثال ، تستخدم بعض أختام الزيت عالي الأداء بنية شفة تدريجية ، مع زاوية أكثر حدة على الجانب بالقرب من المجلة وزاوية ألطف من الخارج. وبهذه الطريقة ، عندما يتأثر ضغط الزيت العكسي ، ستجبر قوة السوائل الجانب الداخلي من الشفة على تناسب المجلة عن كثب بدلاً من الدور إلى الخارج. في الوقت نفسه ، تم تحسين المعامل المرن وخصائص التخميد للمادة لضمان مزامنة سرعة استجابة التشوه مع تغيير الضغط لتجنب التسرب الفوري الناجم عن التأخير.
ميزة أخرى لهذا التصميم هي تسامحها مع أخطاء التجميع وتراكم المجلات. إذا كانت القوة الملائمة الأولية لأختام الزيت التقليدية غير كافية تحت الضغط العكسي بسبب انحراف التثبيت أو التآكل على المدى الطويل ، فمن السهل جدًا تسربها. لا يزال بإمكان أختام الزيت ذات زوايا التباطؤ المحسنة الحفاظ على ختم فعال من خلال تأثير الإيقاع الذاتي الديناميكي حتى في حالة التآكل الطفيف أو زيادة الجليد الشعاعي للمجلة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تصميمه لا يعتبر متطلبات الختم الثابتة فحسب ، بل يتضمن أيضًا القدرة التكيفية في ظل الظروف الديناميكية في مؤشرات الأداء الأساسية. على سبيل المثال ، عندما يخلط المحرك فجأة ، قد يرتفع الضغط في علبة المرافق على الفور. في هذا الوقت ، إذا كان ختم الزيت يعتمد فقط على قوة التثبيت لتناسب التداخل الأولي ، فسوف يفشل حتماً تحت تأثير الضغط العالي. يحول تصميم زاوية التباطؤ الضغط العكسي إلى قوة ختم إضافية لتشكيل آلية ردود فعل إيجابية ، بحيث يكون الضغط أعلى ، كلما كان تأثير الختم أقوى ، بحيث يمكن أن يظل مستقرًا في ظل ظروف عمل متطرفة.
من منظور علم المواد ، تعتمد فعالية تصميم زاوية التباطؤ أيضًا على النسبة الدقيقة للمادة المركبة الشفاهية الختم. عادةً ما تعتمد مجموعات ختم زيت العمود المرفقي عالي الجودة مقاومة للارتداء بنية مركبة متعددة الطبقات ، حيث يجب أن تحتوي مادة الطبقة الداخلية على اتصال مباشر مع المجلة على معامل الاحتكاك المنخفض ومقاومة التآكل العالية ، في حين يجب أن توفر الطبقة الداعمة قوة استرداد مرنة كافية. في ظل عمل الضغط العكسي ، فإن خصائص التباطؤ للمادة تجعل تشوهها لا تتبع تمامًا تغيير الضغط ، ولكن هناك تأخير في الطور معين ، وهو مصمم لتعزيز قوة التثبيت الشعاعية للشفة الختم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لبعض المواد المتقدمة الحفاظ على خصائص ميكانيكية مستقرة في درجات حرارة عالية ، وتجنب توهين قوة الختم الناجم عن التليين الحراري ، وبالتالي تغطي مجموعة واسعة من ظروف العمل.
في التطبيقات العملية ، لا تنعكس قيمة هذا التصميم فقط في تقليل معدل التسرب ، ولكن أيضًا في مساهمته في الموثوقية طويلة الأجل للمحرك. غالبًا ما يكون فشل ختم الزيت تدريجيًا ، وسوف يسارع التسرب الصغير الأولي إلى تدهور وتلوث زيت التشحيم ، مما سيؤدي إلى تآكل أكثر خطورة. يمكن لمجموعة ختم الزيت مع وظيفة الإزاحة الذاتية للضغط العكسي منع هذه الدورة المفرغة بشكل فعال وتمديد عمر خدمة مكونات المحرك الرئيسية. خاصة بالنسبة للمحركات ذات الكثافة العالية للطاقة أو بدء التشغيل المتكرر ، فإن تحسين قدرة الختم الديناميكية هذه مهم بشكل خاص.
تعمل مجموعة ختم زيت العمود المرفقي عالية الجودة المقاومة للارتداء على تحويل مشكلة الختم التقليدية المتمثلة في الضغط العكسي إلى عامل مواتية لتحسين الختم من خلال تصميم زاوية التباطؤ ، مما يعكس تطور مفهوم التصميم لتكنولوجيا الختم الحديثة من الدفاع السلبي إلى التكيف النشط. يكمن جوهرها في التكامل العميق لميكانيكا السوائل ، وتشوه المواد والبنية الميكانيكية ، بحيث يمكن لسطح التلامس على مستوى الميتر على مستوى المليمتر الحفاظ على أداء طويل الأمد وموثوق به في البيئات الديناميكية المعقدة. لا يمثل هذا الحل غير السهل ولكنه المصمم بديهية التقدم تقنية ختم زيت العمود المرفقي فحسب ، بل يضع أيضًا معيارًا جديدًا لمتانة نظام المحرك بأكمله.
