تشحيم

مع زيادة الحمل على الأسطح المتلامسة، يمكن ملاحظة حالات متميزة فيما يتعلق بنمط التشحيم، والتي تسمى أنظمة التشحيم: ^{[ 1 ]}

• يُعدّ التشحيم بالغشاء السائل نظام تشحيم يتم فيه، من خلال قوى اللزوجة، دعم الحمل بالكامل بواسطة مادة التشحيم داخل الفراغ أو الفجوة بين الأجزاء المتحركة. ^{[ 2 ]}
  • في التشحيم الهيدروستاتيكي، يتم تطبيق ضغط خارجي على مادة التشحيم في المحمل للحفاظ على طبقة مادة التشحيم السائلة حيث يمكن ضغطها للخارج لولا ذلك.
  • في التشحيم الهيدروديناميكي، تعمل حركة الأسطح المتلامسة، بالتزامن مع تصميم المحمل، على ضخ مادة التشحيم حول المحمل للحفاظ على طبقة التشحيم. قد يتعرض هذا التصميم للتآكل عند بدء التشغيل أو التوقف أو عكس اتجاه الدوران، نتيجة لتفكك طبقة التشحيم. تعتمد نظرية التشحيم الهيدروديناميكي على معادلة رينولدز . يمكن الاطلاع على المعادلات الحاكمة لهذه النظرية وبعض الحلول التحليلية في المرجع ^{[ 3 ] .}
• التزييت المرن الهيدروديناميكي: في الغالب، عند الأسطح غير المتوافقة أو في ظروف الأحمال العالية، تتعرض الأجسام لإجهادات مرنة عند نقطة التلامس. يُنشئ هذا الإجهاد منطقة تحمل للحمل، مما يوفر فجوة شبه متوازية لتدفق السائل. وكما هو الحال في التزييت الهيدروديناميكي، تُولد حركة الأجسام المتلامسة ضغطًا ناتجًا عن التدفق، يعمل كقوة تحمل على منطقة التلامس. في أنظمة الضغط العالي هذه، قد ترتفع لزوجة السائل بشكل ملحوظ. في التزييت المرن الهيدروديناميكي ذي الطبقة الكاملة، تفصل طبقة التشحيم المتولدة الأسطح تمامًا. نظرًا للترابط القوي بين التأثير الهيدروديناميكي للتشحيم والتشوه المرن في المواد الصلبة المتلامسة، يُعد هذا النظام من التزييت مثالًا على تفاعل المائع مع البنية . ^{[ 4 ]} تعتمد نظرية التزييت المرن الهيدروديناميكي الكلاسيكية على معادلة رينولدز ومعادلة الانحراف المرن لحساب الضغط والتشوه في هذا النظام من التزييت. ^{[ 5 ] [ 6 ]} يمكن أن يحدث التلامس بين الميزات الصلبة المرتفعة، أو النتوءات ، مما يؤدي إلى نظام تزييت مختلط أو نظام تزييت حدودي.
• يُعرَّف التزييت الحدودي بأنه النظام الذي تتحمل فيه النتوءات السطحية (النقاط المرتفعة) الحمل بدلاً من المادة المزلقة. ^{[ 7 ]} وهذا هو التأثير الذي يجعل البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي للغاية "ذاتي التزييت".
• تزييت الغشاء الحدودي: ^{[ 8 ]} التأثيرات الهيدروديناميكية ضئيلة. تتلامس الأجسام بشكل أوثق عند نتوءاتها (النقاط المرتفعة)؛ وتتسبب الحرارة المتولدة عن الضغوط الموضعية في حالة تُعرف باسم الالتصاق الانزلاقي، مما يؤدي إلى انفصال بعض النتوءات. في ظل ظروف درجة الحرارة والضغط المرتفعة، تتفاعل المكونات الكيميائية النشطة للمادة المزلقة مع سطح التلامس، مُشكلةً طبقة أو غشاءً متماسكًا عالي المقاومة على الأسطح الصلبة المتحركة (الغشاء الحدودي)، وهو قادر على تحمل الحمل، وبالتالي تجنب التآكل أو التلف الكبير.
• التزييت المختلط: يقع هذا النظام بين نظامي التزييت المرن الهيدروديناميكي الكامل والتزييت الحدودي. لا تكفي طبقة التزييت المتولدة لفصل الأجسام تمامًا، لكن التأثيرات الهيدروديناميكية كبيرة. ^{[ 9 ]}

إلى جانب دعم الحمل، قد يؤدي المُزَلِّق وظائف أخرى أيضًا، مثل تبريد مناطق التلامس وإزالة نواتج التآكل. وأثناء قيامه بهذه الوظائف، يُستبدل المُزَلِّق باستمرار من مناطق التلامس إما بفعل الحركة النسبية (الديناميكا المائية) أو بفعل قوى خارجية.

يُعدّ التشحيم ضروريًا للتشغيل السليم للأنظمة الميكانيكية مثل المكابس والمضخات والكامات والمحامل والتوربينات والتروس وسلاسل البكرات وأدوات القطع . فبدون التشحيم، سيولد الضغط بين الأسطح المتقاربة حرارة كافية لإحداث تلف سريع في السطح ، والذي قد يؤدي ، في حالة خشونة السطح، إلى لحام الأسطح ببعضها البعض ، مما يتسبب في تعطلها .

في بعض التطبيقات، مثل محركات المكابس، تعمل الطبقة الموجودة بين المكبس وجدار الأسطوانة أيضًا على إحكام إغلاق غرفة الاحتراق، مما يمنع غازات الاحتراق من التسرب إلى علبة المرافق.

إذا تطلّب المحرك تزييتًا مضغوطًا، على سبيل المثال للمحامل الانزلاقية ، فسيكون هناك مضخة زيت وفلتر زيت . أما في المحركات القديمة (مثل محركات الديزل البحرية من نوع ساب )، حيث لم يكن التزييت المضغوط ضروريًا، فكان التزييت بالرش كافيًا.