車主所使用的機油是5W40, 反對方認為應該照原廠的建議使用5W30或是往下用, 沒聽過往上用的
車主使用40號大概就是想保護引擎, 同時不要犧牲太多性能, 因為是家用取向, 所以只要在耐用度與性能
之間取得平衡就好
他們覺得像車主那樣使用40號會有以下兩個問題, 因此覺得車主使用40號很奇怪.
1. 會過熱, 想保護引擎應該從控溫開始
2. 會炸引擎, 因為太黏流速慢, 特別是很多人使用60號的機油
這邊我不討論60號, 只針對車主所使用的40號來分析
以個人的經驗來說, 這樣的配置是不會有問題的, 為了更有系統性的驗證這個說法
我特別寫了這篇文章並透過數值模擬的分析配上個人的實際經驗來回答這個問題.
此次我會以兩種方式來調查是否使用40號機油而不使用30號會不會造成上述不好的結果?
1. 利用CFD軟體分析結果輔助判斷
先稍微提一下我的分析模型,
因為活塞/燃燒室在引擎運轉時是相對運動最激烈與熱的主要來源,
因此為了進一步簡化我的分析模型,我把範圍限縮在汽缸/活塞/與缸體/crankcase上半部的部分
其中大量的較小部件經過簡化與省略, 例如pin, rod, 另外crankcase 的範圍也近一步縮小, 同時將一進一出邊界畫在底部以當作簡化的油道進(進入crankcase 與piston 潤滑) 出口, 這樣就有大幅減少分析模型複雜度與計算量的優點, 同時又可以捕捉到主要能量交換來源的部分.
2. 車主/與本人所在保養廠車輛使用歷史/經驗
前言:
針對炸引擎的說法, 我們首先要引進一個合理的數學/物理模型來來量化破壞/的現象/可能性
我必須要先強調我不是讀汽車相關領域的, 也不是汽修的, 因此對系統各部件的細部功能理解比較不熟悉
也沒有實際看過他們所說炸引擎拆開後的樣子, 因此無法確定他們所說的是哪個區域的崩壞, 或是他是因為哪種破壞模式/模型產生的? 是由於溫度造成熱應力過載?, 還是週期性的疲勞現象? 要調查出他的破壞模型都是可以從”Forensic Investigation”窺知的
如果沒有明確的知道上述這些來源, 我們只能利用適當的破壞模型輔以合適的假設與簡化來套用到我們的數學分析模型, 透過分析結果來判斷是否題目的疑問是會發生的.
首先, 引用與工程上相關物理的現象來代表”炸引擎”這個現象就是一個必要的先期調查
如果你有很好的破壞模式模型可以套用到CFD裡面, 歡迎在下面留言建議.
Cavitation 與Aeration兩種破壞模型是目前在潤滑油/pump/流場破壞應用力裡比較常看到的,
此次分析我選用cavitation現象來當作我判斷”炸引擎” 的來源, 沒其他原因,
我在業界有使用過此模型的經驗. 加上我這個分析是在合理的情況下盡量簡化模型.
使用上會比較熟悉, 快速.
加上比較新奇, 不想單獨只是從結構角度來分析應力得到強度, 會顯得比較枯燥了一點.
不同於傳統的結構力學模型單純從應力的角度來判斷破壞程度, 氣蝕模型更多從
流體的壓差現象(不均勻或不純淨) 造成的週期性外力來解釋破壞的現象, 當然這也包含
金屬疲勞.
不過, 在CFD分析裡我並不會真的使用cavitation的模型來建模,
(在此次我使用的CFD軟體, 捕捉此現象的設定名稱為mixture model)
因為這個方法相對耗時, 不管是在前期的設定, 或是模型收斂性與實際分析的計算時間上都是
舉前期設定為例, mixture model, 也就是雙相位流體模型的設定需要使用者提供完整的流體液態氣態材料參數,
這不僅包含了一些基礎的部分(例如比重), 還需要輸入完整的熱力學材料系數(例如vapor pressure, viscosity), 基本上這些都不是
常數, 要算出滿意的結果通常都需要以微分方程的形式來輸入 (最少也要有溫度為影響變數)
如果選擇的流體是軟體內建資料庫有的, 那還好說(例如水), 此分析用的機油在完整參數的取得有一定的難度.
又或是計算時間上的考量, 基本上這種mixture model 比較多是用在transient analysis (也就是暫態流場特性在建立的過程)
此種分析類型使用者就需要考慮到time step 的大小與收斂程度的關聯, 通常要找到比較可靠的結果都需要做大量的可靠度測試,
例如convergence study, 這也跟我的mesh size有所關連, 總之, 是一個繁瑣的工作
如果能夠找出一個足夠簡單可靠且能回答此次問題的模型, 那當然是優先使用的對象
(詳細挑選模型設定的過程請看後面1.3)
使用基本的單相位的流體模型(液體)來建模, 接著再利用我所得到的結果物理量
來判斷cavitation現象可能產生的嚴重性多寡來判斷30號40號油品的差異成為了我的選擇.
因單相位模型所產生出來的壓力結果不能與雙相位mixture model對應, 也就是說不能純粹以流體Vapor Pressure 或saturated pressure
當作氣蝕現象產稱的來源基準, 我們需要其他指標來判斷氣蝕發生生的機會, 或是其產生的可能性多寡.
考量到氣蝕現象產生的主要來源是壓差造成的局部低環境壓力區,
(詳細請看後面cavitation 專有名詞的背景介紹)
分析中我會以標準偏差, 均壓, 局部壓力值來判斷氣蝕發生的機會.
接著回答第二個問題, 有關是否過熱的疑問就單純多了
直接從分析的各項溫度地圖指標來判斷即可, 包含, 平均數, 標準偏差, 最大對小值都可拿來判斷.
相關資料/論文的調查
從現有的一些資料或論文中來調查, 看看油的號數增加對於溫度與cavitation 現象的影響方向
下列兩者觀察到的趨勢都跟被背景資料
” https://www.machinerylubrication.com/Read/380/cavitation-wear-hydraulic”
作者的說法一致
第一個文章透過實驗與測量探討機油號數對氣蝕發生率的影響
他得出氣蝕發生率會隨著機油號數增加而增加
第二個文章利用實驗數據輔以數值分析來探討溫度對於氣蝕程度的影響,
總結出溫度與氣蝕發生率有反向的關係.
為此, 作者從熱能吸收的角度來說明, 原文如下
“This must be because the effect of thermodynamic cavitation is inevitable in the actual process. When the cavitation
bubbles are generated, the bubbles will absorb latent heat of vaporization from the flow field, thus.
causing the local temperature of the cavitation to decrease. The vaporization pressure also decreases,
thereby cavitation is restrained.”
一些專有名詞的介紹
-SAE
國際汽車工程師協會
制定一些行業的基準/指標也是它的的工作
-CFD
Computational Fluid Dynamics, 或稱電腦輔助流體/場分析
不像固體可以輕易地辨別每個元素, 流體在追蹤上顯得困難得多,
數學模型上主要發展出了兩種追蹤流體的模型, 分別為Lagrangian 和 Eulerian approach
Lagrangian是順著單一流體粒子在議定時間內觀察其物理量, Eulerian是在一個定點(或固定空間內)觀察流體物理量隨著時間的變化
你可以想像Lagrangian方法就如同你坐著船順著河流像下游流, 你把整個路徑繪製出來,
相反的Eulerian 就是你在岸邊注視著抹某一點並持續觀察經過那點的流體變化
.
我們都知道追蹤一個”流體粒子”是相當困難的, 你要怎麼界定怎麼樣的尺度屬於流體的單一粒子, 這都是很難有標準.
因此利用Eulerian approach 建立的的以CV(control volume)的CFD被廣泛的應用.
CFD常見的做法是將流場分割成細小塊狀物, 一塊可以利用CV(有限/控制空間)來代表,
透過合適的BC以及其他物理量(例如材料參數) 解出包含energy/momentum/continuity equations來得到各CV中的基礎物理量
這樣所有小方塊的CV就能建構出整體流場的物理圖像, 例如, 溫度圖, 速度圖
-Dynamic Viscosity
物理上為流體的黏度定義, 具體來說是流體抗拒剪力的能力
基本的2D流體定義如下:
套用機的”No Slip Condition”, 流體在與wall的交接處會呈現與wall 零相對速度的現象
若將上層平板移動(下層固定), 流體的速度會呈現如下圖的”Velocity Profile”, 若以最簡化的假設來看, 這個profile 為線性,
也就是速度對縱向距離的導數為常數.
從velocity profile可以觀察到, 由moving plate 一層層往下到stationary plate的方向,
每層流體也受到不同的剪力.
在這個線性假設的前提下,
左邊的”mu”即為 dynamic viscosity
F可以想像成是一個需要對抗流體內層resistance以維持上層板子移動速度的外力
也就是說, 越黏的樓體它的抗外力的能力就越強.
SI的標準單位為: Pa*s
-Vapor Pressure
流體在正常情況下氣化與液化同時存在
當液體在某個壓力與溫度點下達成動態平衡, 在該點下的壓力及為”Vapor Pressure”
這是用來衡量液體在特定環境下沸騰的指數, 例如, 液體在下可能會因為某個機械運作的環境壓力過低而產生沸騰產生氣泡
下面這兩張圖蠻好的解釋了這個概念, 當你把一個純液態靜止流體放到密閉水平並將開口連到管子, 管子中有另一液體
此液體的初始狀態如下圖左,
隨著時間的推移氣化開始, 接著是液化, 直到兩者速度相同達到動平衡, 此時右邊監測液體的高度左邊被氣化的推到一定高度
這個高度便是Vapor Pressure
-Cavitation (氣蝕現象)
機器的氣蝕現象是一個很不好的破壞方法, 尤其是在葉片或其他需要潤滑的機械部件中會發生的現象
通常在壓差大的流場中會有比較高的機會發生
起因來源於液體本身不純, 混入的雜質(氣體), 即使沒有前述純度問題, 液體也會因會局部的壓降造成氣泡的產生
(液體在環境壓力靠近或低於飽和氣壓的條件下會迅速氣化).
隨著氣泡轉移至下游或高壓區, 就會產生反向的現象, 使氣泡坍塌, 破裂, 產稱震波, 對機件造成不好的影響
例如常時間的週期受力造成金屬疲勞.
壓差造成氣蝕的現象
如何降低壓差或將氣蝕現象遠離部件以增加使用壽命成為重要課題
文章中總結了幾項降低氣蝕破壞的方向與建議
-提高入口壓力或降低壓差(減少耗損)
-使用低vapor pressure 的流體
-增加流體溫度
-選擇擁有更良好抗氣蝕的材料
-VI index
它在SAE的定義為:一個機油viscosity 在40-100度C之間的變化比例
其實不用把它想的太複雜
就是一個油黏度與溫度的變化量(微分方程)
實際上影響年度的物理量不只溫度, 不過我們在分析時溫度佔據主導地位
1. 利用CFD軟體分析結果輔助判斷
1.1 分析模型的簡化與假設
因為許多的資料包含引擎零件的設計尺寸與機油詳細的流體物理參數難以短時間取得,
因此此分析採用合理前提下的假設.
-因軟體採用的是gauge pressure, 因此此文分析的壓力部分與其一致, 後面不贅述
-分析中凡是pressure 的結果呈現都是 static (gauge) pressure (而非dynamic pressure)
-流場的分析範圍限定在單缸與缸體上半部
-電腦輔助分析模型 (CAD) 除了缸徑(mm)與衝程(mm)依照實車的尺寸, 其他部分根據主流的設計
繪製出大體的輪廓, 在保有反映基本與功能的前提下盡量簡化模型.
-機油參數採用軟體內建的資料- (engine oil)
-分析僅考慮30號與40號形成流場特性, 各種機構上的不同設計例如, 組裝的Tolerance 所造成的影響不進入考慮
-採用機油參數採用軟體內建的資料- (engine oil) 代表30號機油的數據
-從SAE/線上資料庫中取得30與40號機油黏度比例差距推算出分析模型中40機油的數據
-假設30, 40號機油VI值相近 (同時隨溫度下降), 因此不把黏度與溫度的變化量 (VI值) 考慮進分析, Dynamic Viscosity 為定值
-油道建立的油壓由inlet, outlet 的gauge total pressure定義, outlet 的pressure 考慮到head loss
-兩種機油的inlet outlet 接通過由底殼進入新機件, 都屬冷卻過後 因此BC temperature皆假設為工作度的100度
1.2 利用鋼體運動分析得出範例模型的基礎運動向量
如同前面所述, 模型只是作為一個擁有基本功能(活塞運動)的代表性設計.
加上難以取得真正設計, 請不要糾結於它的外型是否與真實的一模一樣, 或是缺乏細部的小零件
我們要的只是它的流場特性, 以利用流熱藕荷結果輔助我們我們回答這個題目的問題.
如下圖, 可以看到活塞在運動中的最大線速度(X-direction)大約落在13m/s, 包含上與下行程.
將其中活塞一個上升/或下降段落擷取, 可利用Linear Curve Fitting 找出velocity
與acceleration, 如下圖
不過加速度為後續進一步分析備用, 此分析用到velocity 應該就夠了,
因為此分析條件均為Steady State analysis (先簡化為主)
將最大瞬時速度”13/m/s”訂為後續流體分析moving wall velocity(piston wall)
1.3 CFD模型設定的候選者
首先是transient 與 steady state 的選擇, 雖然從前面動態分析的結果看活塞呈現加速運動
應該要使用transient比較能夠呈現真實的情況, 不過因為本分析的著重點在對於單一流體材料系數(黏度)
對系統的影響, 我注重的是同樣工作/運動條件下此參數的影響, 再加上transient 所耗費的時間太大,
我本來就是利用空閒時間來計算, 在兩方考量下我選擇了用steady state 就好
A: Transient + Mixture Cavitation Model + Dynamic Mesh
B: Transient + Mixture Cavitation Model + Sliding Mesh
C: Steady State + Single Phase Fluid + MRF of Fluid Domain
D: Steady State + Single Phase Fluid + Moving Wall Boundary
1.4 我最後使用的CFD模型設定以及原因
A方案應該是最能完整的抓取我所設定的目標量
不過卻是最複雜的, Dynamic Mesh是該軟體中可以真實模擬動態網格的功能, 能夠實際模擬出具有冠量的流場
在分析時間內真實移動, 但是光是設定Dynamic Mesh上就比其他模型還要麻煩, 首先要從外部引入UDF(物理場圖像)檔,
更別說其他的設定了, 這個在未來有空暇的時間的確是使值得嘗試的方法
再來是方案B, 此法比較大的問題在於Sliding Mesh的方法比較不試用本案件的模型運動方式(piston motion), 如其名, Sliding mesh
比較多被運用在轉動機械的結構, 例如pump , turbine, 我們可以利用此法將流場分割成內(轉動)外(固定)區域, 內圈流場與外圈呈現
Sliding/滑動以獲得動態模擬的效果.
以我的理解sliding 無法被用在piston motion, 要不然就變penetration 了
或許可以, 如果妳知道的話可以分享如何使用這種方法.
方案C跟D會比較符合本分析我所要求的, 同時滿足適用性與精簡度
Steady State analysis 不僅已經足夠獲取piston motion 狀態下合理的重要資訊, 也不用像transient 那樣耗時
再來就是MRF (moving reference frame), 與Moving Wall Boundary的選擇了,
考量到Moving Wall Boundary可以在穩態的的狀態下考慮到一點暫態的特性(僅有牆壁的移動慣量使得流場有正在形成的暫態效果)
相反的, MRF (moving reference frame)就是假設整個區域 (fully developed ), 各層流體之間沒有物理量的變化.
因此, 如果Moving Wall Boundary它能夠有很好的收斂那就使用它了
最後結果也顯示Moving Wall Boundary可以有很不錯的收斂與穩定性, 計算也蠻快的
我選擇方案D, Steady State + Single Phase Fluid + Moving Wall Boundary作為我的分析模型
1.5 Load Conditions
接著需要針對工作的條件下模擬出不同的工況, 實際上開車遇到的情況非常多變, 有快有慢
我就選擇幾個比較代表性的來分析, 假設在比較運動化的方式下在駕馭, 那麼就把轉述在4000轉, 算是跑山中
蠻長碰到的數值, 再來我也把各種引擎工況加入, 分為輕/中/高附載的熱傳.
這樣就能模擬到兩種機油號數應付各個熱負載下的溫控能力
下面列舉了我使用的各個工況
1.5.1 Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, low engine thermal load 120C
1.5.2 Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, medium engine thermal load 150C
1.5.3 Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, heavy engine thermal load 180C
1.5.4 Sporty Driving, 4000rpm, down stroke, steady state, low engine thermal load 120C
1.5.5 Sporty Driving, 4000rpm, down stroke, steady state, medium engine thermal load 150C
1.5.6 Sporty Driving, 4000rpm, down stroke, steady state, heavy engine thermal load 180C
1.5.7 Simulate effect of malfunctioning oil supply system over different engine thermal loads
1.5.7的工況是用來模擬引擎油道系統的不正常運作(壓降), 利用比較此工況結果與其他的結果我們可以
知道究竟是單純改變機油黏度還是周邊系統的不健康對引擎的影響較大
1.6 分析步驟
1.6.1 利用剛體運動分析先計算出活塞在各轉數下的順時速度以及速度時間斜率(加速度)
上述計算出的基礎物理量及其導出值可以用來當作後續分析中移動邊界的輸入值. (主要是舜時速度)
1.6.2 進入CFD軟體分析上述各工況下的流場行為
1.6.3 CFD設定
-Quadratic 八節點mesh
-單一入口與出口
-pressure based solution, steady state
-pressure inlet, gauge total pressure
-pressure outlet, static pressure, prevent reverse flow
-Moving piston wall boundary, no slip wall
-Temperature BC @ piston and liner wall, assumed 0.02m wall thickness for heat transfer
-10E-4 convergence criteria
-specified inlet gauge total pressure
-specified outlet static pressure with head loss
1.7 分析設定
1.8 分析結果
達到10E-4收斂要求
Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, low engine thermal load 120C
30 grade oil
40 grade oil
首先看壓力的部分, 整體上來看40號的均勻度較好, 30號(上圖)有幾處明顯的低壓區, 可能有更高的機會形成氣泡,
不過40號的機油在頂部也有幾處小範圍的低壓, 數值上30號壓力較低
因此, 無法明顯判別出哪種機油氣時會較嚴重
只能從上面第一張圖判別40號機油整體壓力較均勻, 因此抗氣蝕的能力較高
這部分跟前面引用論文中的實驗與數值分析結果一致, 也就是高溫對抗氣蝕能力有正向影響(40號機油整體溫度較高)
如果未來想要更明確的判別,
加入Transient + Mixture Cavitation Model + Dynamic Mesh 模型分析是一個方向.
可以從更貼近實際情況的壓力分佈與氣液比例更精準的判斷機油號數對氣蝕現象的影響
30 grade oil
40 grade oil
從上圖看, 控溫方面也合理
低黏度的機油在左半入口區域有較好的控溫, 在活塞頂部這區域也是同樣的趨勢
30號黏度較低, 整體對流散熱效果一定較好,
不過我們關心的是在知道40號機油在犧牲點流動性的前提下能不能達到我們的控溫要求
這點還需要從後面的各項溫度數值指標來看
30 grade oil
40 grade oil
從X速度圖來看, (注意, 負號是向右, 反之亦然)
兩種機油呈現的行為差不多, 在活三中央區都形成回流旋轉, 單純從流場效率來說並不理想
但如上面假設中所提, 此模型本來就是簡化的設計, 著重點不在設計本身, 而是在同樣條件下機油黏度
對物理場的影響.
不過如何改進流道本身的設計效率也是未來可以更完善分析的方向
因為機油黏度對性能的影響很大的可能會在更有效率的硬體條件下被放大.
後面隨著引擎負載提高的結果趨勢的是一樣的
就是差別溫度的提升, 就不多做說明了
Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, medium engine thermal load 150C
30 grade oil
40 grade oil
30 grade oil
40 grade oil
30 grade oil
40 grade oil
Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, heavy engine thermal load 180C
30 grade oil
40 grade oil
30 grade oil
40 grade oil
30 grade oil
40 grade oil
Sporty Driving, 4000rpm, down stroke, steady state, low engine thermal load 120C
30 grade oil
40 grade oil
30 grade oil
40 grade oil
30 grade oil
40 grade oil
後面150與180工作工況的結果的趨勢都一樣, 因此我就不放上了, 以節省空間.
Simulate effect of malfunctioning oil supply system over different engine thermal loads
接著來看模擬機油供給系統因為不正常運作造成壓降的結果,
可以看到小小的壓降(300000pa 降到297400)就對各物理場產生很大的影響
比起20%左右黏度的影響要大得多, 這點從溫度的控制就很明顯,
詳細請看後面對於數值指標的結論.
30 grade oil
Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, low engine thermal load 120C
Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, medium engine thermal load 150C
Sporty Driving, 4000rpm, up stroke, steady state, heavy engine thermal load 180C
Simulate effect of malfunctioning oil supply system over different engine thermal loads
30號機油與40號機油在不同工況下的溫控
40號機油對比30號溫控能力確實會隨著引擎負載增加的降低
這是物理上限制, 我們關心的是它是否再可控的範圍內
若我們將最大溫度低於引擎溫度訂為可接受, 那麼兩種機油都是符合要求的
改變機油號數VS周邊系統不正常運作對引擎的保護影響
從下面表格可以看到周邊系統的不正常運作對於系統的影響遠大於機油號數的影響
根據背景資訊中有關氣蝕現象的文章中, 作者給出的其中一項降低發生機會的方法
為降低黏度與提升溫度, 這個關係是受到多方影響的, 並不是單向的.
如果從分析結果來看可以驗證這點,
理論上, 增加黏度需要更強大的pump, 那麼這時如果期不健康或是效率不好的話就會有壓降過大的風險
不過反過來說 若是你的pump 本身就夠力足以維持系統所需的壓力要求, 也就沒有更換的必要
效率的部分不在此分析的考郎範圍內, 因為如同前面設定的說明, 所以條件都是在同樣的進出口壓差下進行的.
提升溫度也可以減少氣蝕發生的機會, 這點我拜讀了關的論文, 作者透過實際的測量與數值分析也得出一樣的趨勢
因此, 若按照建議, 同時降低黏度與提升溫度是難以同時發生的, 只能在中間中做到取捨.
本分析中40號黏度的機油可以符合我們要的取捨, 既可以滿足保護引擎的初衷, 又不會失去溫控.
從結果來看, 我認為這個示意的流道設計或許從是沒有效率的
可以看到在整個區域型成迴旋, 尤其是在活塞的內側形成
很大的一塊. 流向的不順暢可能帶來局部的應力,
但是, 要在強調, 我此次針對回答的問題僅限於開頭有直接關係的因素
從共軛熱傳(流+熱)的分析模型中可以藉由包含了溫度, 壓差來判別破壞的傾向
及
-是否過熱?
-是否會炸? (以Cavitation物理現象來判斷)
因此, 從結構力學分析強度不在此次的範圍
2. 車主所在保養廠車輛使用歷史
車主所在的保養場位於新店, 不僅是Focus ST MK3
老闆對於修Focus ST MK2在國內也絕對是數一數二的了
從2015年前後到現在也幫ST MK2重建了不下十台了
基本上從他手上出來的就沒什麼問題,
我自己的ST MK2 其實也是從他手上出來的, 自從從前車主手上接過來就有
吹漏氣的問題, 三年前為了徹底解決這個問題我找到了老闆並請他幫我引擎
重建, 並做輕微的改奘升級將動力拉到大約330匹, 基本上這部就是我的假日車
有開出去都是大腳, 拉轉, 或是測100-200成績(12.5-13秒), 沒有在客氣的
我也是完全信任店家, 加5W40. 到現在也是好好的沒事.
小弟的Focus ST MK2 測試100-200
小弟的Focus ST MK2 測試靜止彈射, 沒在客氣的
朋友的 原廠 Focus ST MK3 雙載測試100-200, 考量到他比較晚換檔(6500左右), 不會比較慢
不只我, 我的另一個車友, 算是重口味吧, 輪下馬力打到470匹 (硬體支援到650匹),
他比早重建, 也是好好的.
最早一批出廠的, 經過8年了也是存活的好好的
未來CFD分析模型精進的方向
-可以建立更貼近真實的流道, 活塞, 缸體模型來當作流體分析對象
-可以使用軟體的各項模型/設定來更完整的看出破壞模式,
例如
1. 使用支援多項位流體的Mixture+Cavitation model Setting.
2. 測試MRF流場運動模式
3. 測試Dynamic Mesh流場運動模式
-加入Transient + Mixture Cavitation Model + Dynamic Mesh 模型分析,
可以從更貼近實際情況的壓力分佈與氣液比例更精準的判斷機油號數對氣蝕現象的影響
-改進流道本身的設計效率也是未來可以更完善分析的方向
因為機油黏度對性能的影響很大的可能會在更有效率的硬體條件下被放大.
僅將Dynamic Viscosity (機油號數) 當成唯一變亮的前提下並不會對整個流場系統的物理特性造成
不可控的結果, 即使在模擬中引擎高附載(180C)的極端節條件下整體保護還是相當有效的, 例如溫度都還是在可控的範圍內
相反的, 造成如題目疑問的炸引擎現象往往是不健康的引擎部件所造成的, 例如,機油供給系統的不正常運作都會造成更大更致命的後果
套用在此次劉場分析模型裡就等於建壓不足, 造成low inlet gauge static pressure 或是 high inlet/outlet pressure drop, 這兩項比起單單改變有限的
“Dynamic viscosity” 值都會有更大的影響.
因此, 怎麼樣保證所有引擎部件的健康/正常配合運作才是更重要的工作
汽車工程是多物理場相互作用的機器, 變數太多了
要取得同樣的結果不一定只有一種方法, 達到了滿意的答案沒有分誰對誰錯
相反的, 不應該堅持自己的想法強迫別人接受自己的那套, 而是要廣納意見
看看哪一個是最合理並且最適合自己的做法.
我想此次的車主就是找到他最滿意的答案了.
Reference/引用:
機油黏度基本參數
https://www.engineeringtoolbox.com/dynamic-viscosity-motor-oils-d_1759.html
https://wiki.anton-paar.com/en/sae-viscosity-grades/
https://petrocanadalubricants.com/en-ro/lube-source-handbook/glossary-of-terms-and-conversion-tables/vapor-pressure-of-lubricating-oil
Vapor Pressure
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_A_Molecular_Approach_(Tro)/11%3A_Liquids_Solids_and_Intermolecular_Forces/11.05%3A_Vaporization_and_Vapor_Pressure#:~:text=At%20a%20pressure%20greater%20than,boils%20below%20100%C2%B0C.
Cavitation
https://www.machinerylubrication.com/Read/380/cavitation-wear-hydraulic
Cavitation vs Aeration
https://www.machinerylubrication.com/Read/30768/cavitation-or-aeration
VI- index
https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity_index
Relevant work
Effect of Viscosity and Speed on Oil Cavitation Development in a Single Piston-Ring Lubricant Assembly, Jamshid M. Nouri *, Ioannis Vasilakos, Youyou Yan and Constantino-Carlos Reyes-Aldasoro
The analysis on the cavitation performance of a steam turbine lubricating oil pump with consideration of the fluid temperature effect, W X Ye1 , W P Yu2,3 , R F Huang1 and X W Luo1*
前陣子大家對我朋友阿維Focus ST MK3加40號機油覺得很疑惑, 不往下加嗎?
討論很有趣, 沒有問題的, 詳細請看文章
比起30/40的影響, 引擎/周邊正常健康+勤保養才是更重要的
我自己的ST MK2 就是上了課, 從前車主那接回來就是吹漏氣, 不瞞各位, 在我找到對的店家前
上課費+升級整整一台ST MK4加二階
(當然, 我買回來就是當成新車基準來除重建,
所以很多不用換的我也堅持換原廠全新品, 下一步就是車台的部分 )
最後打聽到阿維去的那家廠徹底給老闆, (各位可以看內文, 老闆經手的ST MK2已經是品質的保證了, MK3當然也是經手了不少)
重建完馬上升級330匹套件REVO Stage 2 (100-200, 也測過12-13秒) 到現在兩年快三年了, 我這車的開法就是假日出去噴的玩具, 拉轉, hold 轉, 彈射也沒少, 有事嗎? 也完全沒問題
我也是給車廠加5W40無異議(原廠5W30建議), 我選擇他的是因為我信任他, 知道他的戰績.
所以我也沒有多想, 我不是讀汽車專業的, 但我的相關背景允許我做相關調查, 只是看需不需要而已, 每個人玩車的出發點不同,
我就想輕鬆爽快的玩, 其餘交給信任的店家吧, 至於那些數學式什麼的還是在工作上用到就好.
他的車車況新跑不到50000, 作為朋友推薦他去同家車廠, 沒問題.
如果你有什麼很棒的點子作為分析上的破壞模型, 歡迎在文章下面留言, 交流交流.
