Friction Reduction and Reliability Improvement of Plain Bearing Lubrication with Lubricating Automotive Engine Oil

Réduction du frottement et amélioration de la fiabilité de la lubrification des paliers avec des huiles de moteurs automobiles

Moritsugu Kasai (1)

1 Université de Poitiers - Faculté de Sciences fondamentales et appliquées

From the viewpoint of the prevention from global warming, it has been necessary even for engine oil to improve fuel economy in automotive engines. On the other hand, the regulation of lead in bearing materials has begun with the goal of preventing heavy metal pollution, necessitating the development of lead-free bearing materials. Although the effectiveness of lowering oil viscosity is greater, sufficient amounts of research have not been carried out in this area because of concerns about the influence in engine plain-bearing lubrication. A test apparatus for automotive plain bearings has been developed in order to evaluate the frictional property and the reliability for engine oil. Lubricant components such as base oils, friction modifiers and polymers were evaluated using the developed apparatus with various bearings. In addition, the polymer effect was analyzed with experiment and THD analysis in collaboration with the Poitiers University. As a result, it was confirmed that the frictional property and the reliability of plain bearing lubrication depended on the kinds of lubricant components and varied with bearing materials. Thus, it was found that carefully selected lubricant components considering bearing materials to be used would enhance the plain bearing performance.

Du point de vue de la prévention du réchauffement global, il a été nécessaire d'améliorer le rendement des moteurs thermiques en agissant sur la nature des huiles de moteur. D'une part, le règlement sur l'utilisation du plomb dans les matériaux de paliers a été mis en place dans le but d'empêcher la pollution par les métaux lourds. Le développement de matériaux de paliers sans plomb fut donc nécessaire. Bien que l'efficacité d'abaisser la viscosité de l'huile soit très grande, trop peu de recherches ont été réalisées dans ce domaine en raison des incidences sur la lubrification des paliers de moteur. Un dispositif d'essais pour les paliers de moteurs automobiles a été développé afin d'évaluer l'efficacité en termes de frottement et la fiabilité des huiles de moteur. Les performances de composants de lubrifiants tels que les huiles de base, les modificateurs de frottement et les polymères ont été évaluées à l'aide de la machine d'essais développée sur divers paliers. En outre, l'effet du polymère a été analysé expérimentalement et numériquement en régime thermo-hydrodynamique, en collaboration avec l'université de Poitiers. Les résultats ont confirmé que l'efficacité en termes de frottement et la fiabilité de la lubrification des paliers dépendent du type de composants du lubrifiant et varient avec la nature des matériaux des paliers. Ainsi, il est montré que le choix judicieux des composants du lubrifiant, en considérant le type de matériaux de palier employés, améliore les performances des paliers.

Mots clés: Boundary lubrication; Hydrodynamic lubrication; Materials; Journal bearing; Polymer-Rheology; Lubricating oils-Additives

Mots clés: Matériaux; Lubrification hydrodynamique; Lubrification limite; Palier et coussinets; Polymère-Rhéologie; Huiles lubrifiantes-Additifs

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Moritsugu Kasai. Friction Reduction and Reliability Improvement of Plain Bearing Lubrication with Lubricating Automotive Engine Oil. Engineering Sciences [physics]. Université de Poitiers, 2010. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00477348⟩