A motor üzemeltetése során a főtengely -olajtömítés vállalja a legfontosabb feladatot, hogy megakadályozzák az olajszivárgást és a külső szennyező anyagok betolakodását. Valódi technikai kihívása azonban nemcsak a stabil tömítés normál munkakörülmények között, hanem a hirtelen fordított nyomás kezelésének megbízhatóságát is. Amikor a motor hirtelen lassul, vagy a terhelés hirtelen megváltozik, azonnal nagynyomású lehet a forgattyúházban. Ha az olajtömítés nem tud gyorsan reagálni, akkor pecsét meghibásodást, szivárgást vagy még súlyosabb kenési rendszer problémákat okoz. A hagyományos olajtömítések kialakítása gyakran a tömítést az előremenő forgás során összpontosítja, de a fordított nyomásviszonyokhoz való alkalmazkodóképesség nem elegendő, megkönnyítve a tömítési helyzetet az olajnyomás -sokk miatt szélsőséges körülmények között. A kiváló minőségű kopásálló forgattyústengely-olajtömítő készletek egyik legfontosabb áttörése a tömítő ajak hiszterézis szögének kialakításának optimalizálása, hogy az azonnali önmeghámozó hatást eredményezhessen, amikor a fordított nyomás hirtelen növekszik, ahelyett, hogy az olajnyomással kiöblítik, ezáltal minimalizálva a szivárgás kockázatát.
A hiszterézis szög kialakításának lényege az, hogy a lezárás ajak geometriai alakját és anyagi tulajdonságait együtt működjék, hogy a hagyományos intuícióval ellentétben viselkedjenek fordított nyomás alatt. A szokásos olajtömítés lezáró ajka általában szimmetrikus vagy egyszögű szerkezetet alkalmaz, amely hatékonyan illeszkedik a folyóirathoz az előremenő forgás során. Fordított nyomás alatt azonban az olajfilm ütközési ereje kifelé nyomja a lezáró ajkát, és károsítja a tömítő érintkezési felületet. A kiváló minőségű készlet aszimmetrikus ajak kialakítását és a rugalmas anyag hiszterézis jellemzőit használja, így ha a fordított nyomás hatással van, a tömítő ajak nem csak meglazul, hanem további szorító erőt generál a folyadék dinamikus hatás és az anyagi deformációs jellemzők miatt. Ez a jelenség hasonló az egyirányú szelepek működési elvehöz, de az olajtömítések kihívása az, hogy a lezárást kétirányú dinamikus környezetben kell fenntartaniuk, nem pedig egy egyszerű nyílási és záró funkciót.
Ennek a hatásnak a kulcsa az, hogy pontosan szabályozzuk a tömítő ajak, az anyag merevségét és az érintkezési felület mikroszkopikus morfológiáját. A hiszterézis szög kialakítása nem egy bizonyos szög egyszerű növekedése vagy csökkenése, hanem a folyadéknyomás -eloszlás és az anyagfeszültség reakciója közötti optimális egyensúlyi pont kiszámításával, így a tömítő ajak deformációs iránya fordított nyomás alatt csak a tömítés javítását jelenti, nem pedig annak gyengítését. Például néhány nagyteljesítményű olajtömítés progresszív ajakszerkezetet használ, a folyóirat közelében lévő oldalán meredekebb szöggel, és külső oldalán enyhébb szöget használ. Ilyen módon, amikor a fordított olajnyomás hatással van, a folyékony erő arra kényszeríti az ajak belső oldalát, hogy a folyóirathoz szorosabban illeszkedjen ahelyett, hogy kifelé fordulna. Ugyanakkor az anyag elasztikus modulus és csillapítási jellemzőit optimalizáljuk annak biztosítása érdekében, hogy a deformációs válasz sebessége szinkronizálódjon a nyomásváltozással, hogy elkerülje a késleltetés által okozott pillanatnyi szivárgást.
Ennek a tervnek a másik előnye, hogy tolerancia az összeszerelési hibákra és a folyóirat kifutására. Ha a hagyományos olajtömítések kezdeti illesztési ereje fordított nyomás alatt nem elegendő a telepítés eltérése vagy a hosszú távú kopás miatt, akkor nagyon könnyű szivárogni. Az optimalizált hiszterézis szögekkel rendelkező olajtömítések továbbra is fenntarthatják a hatékony tömítést a dinamikus önmegtőző hatás révén, még a folyóirat enyhe kopása vagy megnövekedett sugárirányú kifutása esetén is. Ennek oka az a tény, hogy tervezése nemcsak a statikus tömítési követelményeket veszi figyelembe, hanem az alapvető teljesítménymutatókba is beépíti az adaptív képességet dinamikus körülmények között. Például, amikor a motor hirtelen lassul, a forgattyúház nyomása azonnal emelkedhet. Ebben az időben, ha az olajtömítés csak a kezdeti interferencia illesztésének szorítóerőjére támaszkodik, akkor az elkerülhetetlenül meghibásodik a nagy nyomás alatt. A hiszterézis szög kialakítása a fordított nyomást további tömítőerővé alakítja, hogy pozitív visszacsatolási mechanizmust alakítson ki, hogy minél magasabb a nyomás, annál erősebb a tömítőhatás, hogy szélsőséges munkakörülmények között stabil maradhasson.
Az anyagtudomány szempontjából a hiszterézis szög kialakításának hatékonysága a lezáró ajakkompozit anyag pontos arányától is függ. A kiváló minőségű kopásálló forgattyústengely-olajtömítés-készletek általában többrétegű kompozit szerkezetet fogadnak el, amelyben a belső réteg anyagának közvetlen érintkezésben a folyóiratnak mind alacsony súrlódási együtthatóval, mind pedig nagy kopásállósággal kell rendelkeznie, míg a tartó rétegnek elegendő rugalmas helyreállítási erőt kell biztosítania. A fordított nyomás hatása alatt az anyag hiszterézis jellemzői miatt deformációja nem teljesen követi a nyomásváltozást, de van egy bizonyos fázis késleltetés, amelyet úgy terveztek, hogy javítsa a tömítő ajak sugárirányú szorítóerejét. Ezenkívül egyes fejlett anyagok képesek fenntartani a stabil mechanikai tulajdonságokat magas hőmérsékleten, elkerülhetik a hő lágyulása által okozott lezáró erőcsillapítást, és így a munkakörülmények szélesebb körét lefedik.
A gyakorlati alkalmazásokban ennek a tervnek az értéke nemcsak tükrözi a szivárgási sebesség csökkentését, hanem a motor hosszú távú megbízhatóságához való hozzájárulását is. Az olajtömítés meghibásodása gyakran fokozatos, és a kezdeti kis szivárgás felgyorsítja a kenőolaj romlását és szennyeződését, ami súlyosabb kopást okoz. Az olajtömítés-készlet, fordított nyomás önmegtőző funkcióval, hatékonyan blokkolja ezt az ördögi ciklust, és meghosszabbítja a kulcsfontosságú motor alkatrészeinek szerviz élettartamát. Különösen a nagy teljesítmény sűrűségű vagy gyakori induló motorok esetében különösen fontos ennek a dinamikus tömítési képességnek a javulása.
A kiváló minőségű kopásálló forgattyústengely-olajtömítő készlet átalakítja a fordított nyomás hagyományos tömítési problémáját kedvező tényezővé a fokozott tömítés a hiszterézis szög kialakításán keresztül, tükrözve a modern tömítő technológia tervezési koncepciójának alakulását a passzív védelemtől az aktív adaptációig. Magja a folyadékmechanika, az anyagi deformáció és a mechanikai szerkezet mély integrációjában rejlik, így a milliméteres szintű tömítés érintkezési felület fenntarthatja a tartós és megbízható teljesítményt a komplex dinamikus környezetekben. Ez az ellentmondásos, de erősen megtervezett megoldás nemcsak a forgattyústengely -olajtömítés technológiájának fejlődését jelenti, hanem új referenciaértéket is beállít a teljes motorrendszer tartósságához.
