Tappet is the part which consists of valve train system in Over Head Valve type diesel engine. The role of tappet is to open and close the intake/exhaust valve by rotating with cam. There are wear problems like scuffing or pitting in cam/tappet system because of the higher Hertzian contact stress and sliding wear characteristics between cam and tappet. In this paper, to find optimal materials combination in cam/tappet system, wear test and rig test were performed. $Si_3N_4$, chilled cast iron, sintered alloy were selected for tappet materials. As the result of test, it is found that $Si_3N_4$ tappet has the excellent wear properties.
Cam/tappet wear is one of the critical concerns in valve train deign. Maximum contact stress and minimum oil film thickness between the cam and tappet are usually checked for the estimation of wear characteristics. If the two extreme cases arise simultaneously, there is a strong possibility of cam/tappet wear. In this paper, effects of valve train layout on the wear characteristics were studied. Especially for swinging arm type valve trains, initial geometric layout must be very carefully defined to avoid wear problems. The study was performed fur an end pivot type OHC valve train, which had severe wear problems. Analysis results show that some geometric parameter affect very sensitively on the wear characteristics. Experiments were also performed for the original and modified valve trains, which strongly support the analysis results.
The damage of cam/tappet surface is one of the major reasons for energy loss in an I.C. engine. High friction causes the accelerated wear of the cam/tappet surfaces which in turn changes the valve opening/closing timing. During the accelerated test evidence of both rolling fatigue and sliding abrasive wear could be found. Based on the results of the accelerated test, a scheme was devised to decrease tappet wear. Wear reduction of the tappet was achieved by using undulated surface topography in the tappet center region. The wear reduction is achieved by trapping of the wear particles in the undulations as well as by increasing the supply of lubricant to the sliding interface.
한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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pp.325-329
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2002
This study targets mainly to reduce the manufacturing costs of cam spindles and manufacturing of mechanical components with longer service durations through application of surface engineering techniques on cam spindles. Within the frame of this study, we have attempted to establish the performances of cam spindles manufacture from forged steel and SGCI, through performance of wear tests in plate-disk system, metalographic investigations, SEM imaging, EDS analyses and micro hardness scans on test samples having the same sizes with original cam that once obtained from casting of Spherical Graphite Cast Iron (SGCI) are subjected partially to Boronising and partially to hardening in a salt solution and cam spindles currently manufactured from CK 45 through cauterization based reshaping.
The valve train system of engines has long been a sensitive area with respect to wear performance because of the high contact loads and surface sliding speeds encountered. In particular, wear problems of load-carrying components in relative motion, such as cam and tappet in valve train system have made troubles. To overcome these problems, combination of proper materials is important, as well as selecting of high wear performance materials. This paper presents the experimental result of friction and wear properties of ca/tappet materials. To investigate friction and wear properties for several combinations of materials, using commonplace tribometer(Plint 77, reciprocating type), we make a selection of a optimum material combination.
Recently, with the high performance and efficiency of machine, there have been required the multi-functions in various machine parts, such as the heat resistance, the abrasion resistance and the stress resistance as well as the strength. Fatigue crack growth tests were carried out to investigate the fatigue characteristics of high carbon steel (SM53C) experienced by high-frequency induction treatment. The Cam nose part of the Automobile's Cam shaft is strongly bumped with rocker arm or valve-lift. Therefore abnormal wear such as unfair wear and early wear occur in the surface. This abnormal wear causes a defect that bad timing open and close actions of the engine valve happen in the combustion chamber so the fuel gas will be combustion imperfect. Therefore, the cam shaft demands high hardness and wear resistance. In this study, high frequency heat treatment has been accomplished while wear test for material SM53C.
한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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pp.401-402
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2002
Diesel engines have many sliding parts with solid body contact. For example, a piston-ring and a cylinder bore, a valve and a valve-seat, a cam and a valve tappet. These parts have a severe wear problem. during engine life times. During these times, the valve tappet has abnormal wear such as scuffing and pitting due to a high hertzian contact stress between the cam and the tappet. Excessive wear problems frequently occur to both the cam and the tappet. To solve these problems, we developed an advanced wear resistant tappet. The developed tappet consisted of a hard-metal wear part and a steel body. To increase a bonding strength, those two parts, were directly bonded to each other. Also to decrease a bonding temperature, we developed the composition of Ni-binder materials in the hard metal. To estimate the wear characteristics of the newly developed tappet, we performed wear tests and engine dynamo tests in order to compare them with a conventional Fe-base tappet. As a result, the newly developed tappet has better wear characteristics than those of the conventional tappet. In addition, we performed a 100,000km field-test, and the newly developed tappet showed much improved wear resistance.
The operating torque and tribological characteristics of the cam/tappet system in an I.C. engine have an important effect on engine efficiency. In this paper, we measured the torque of cam/tappet system with respect to the oil temperature and camshaft speed to characterize the tribological behavior. Also, accelerated test was performed to analyze the wear characteristics of cam/tappet interface. The torque of the cam/tappet system decreased with respect to camshaft speed and was not significantly affected by the oil temperature. The results of accelerated test showed that the running-in wear occurred during the tests and the center of the tappet was mainly damaged by the rolling and sliding friction.
3 차원 캠의 하나인 배럴캠은 자동화 생산 기계에서 인덱스 드라이브 유닛의 부품으로 많이 사용된다. 캠의 회전축과 종동절의 회전축이 90 도의 위상으로 직교한다. 인덱스 드라이브는 일정한 속도로 회전하는 캠의 입력에 대해 회전하고 정지한다. 터렛이 배럴캠의 회전에 의해 작동하는 동안 종이컵이 매우 빠르고 정확하게 성형된다. 그러나, 배럴캠과 종동절사이의 지속적인 미끄럼 접촉에 의해 점착마모가 발생하며 이러한 마모는 시스템의 성능에 영향을 준다. 결과적으로 제품의 불량율을 증가시킨다. 본 연구에서는 종이컵 성형기에 사용되는 배럴캠의 마모에 영향을 주는 인자가 접촉력임을 확인한다. 배럴캠과 롤러 사이의 접촉력은 다물체 동역학 모델을 이용해 계산한다. 그리고 해석 결과와 실제 시스템의 마모부와 비교를 통해 중요 마모 인자가 접촉력임을 검증한다.
Abstract- In this paper tribological characteristics of solid and liquid phase sintered W/C-35%Ni tappets were investigated. Three test methods were performed to investigate the wear and surface damage mechanism of sintered tappets. First, block-on-ring wear test was performed to investigate the wear characteristics under pure sliding condition. Second, simplified cam and tappet tests (called component wear test hereafter) were carried out to simulate the real contact history of cam and tappet. Also, after the test, contact surfaces were analyzed with scanning electron microscope to study the wear mechanism. As a final screening, engine dynamo tests were performed. Results showed that in the block on ring sliding wear test, solid phase sintered specimens showed superior wear resistance to liquid phase sintered specimens. The component wear tests and engine dynamo tests also showed the same results. Therefore, in these tests, solid phase sintered tappet material revealed superior wear resistant properties to liquid phase sintered one.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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