بررسی تجربی اثر عیب سایش گرم پیستون بر روی پارامترهای عملکردی موتور

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

سید اشکان موسویان ¹ , غلامحسن نجفی ² , برات قبادیان ³ , سید مصطفی آقا میرسلیم ⁴ , سید محمد جعفری ⁵ , مجتبی محرابی وقار ⁶

1 - دانشجوی دورة دکتری، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس
2 - استادیار، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس
3 - دانشیار، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس
4 - استادیار، دانشکده مکانیک ، دانشگاه امیرکبیر و شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران‌خودرو (ایپکو
5 - کارشناس، شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو
6 - کارشناس، شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران‌خودرو (ایپکو)

Received: 2015-09-26 Accepted : 2015-09-26 Published : 2014-06-22

Keywords: عیب سایش گرم پیستون, موتور درونسوز, پارامترهای عملکردی موتور, آزمون سایش گرم پیستون,

Abstract :

عیب سایش گرم پیستون یکی از عیوب مخرب در انواع موتورهای درونسوز است. عوامل مختلفی در ایجاد این عیب دخیل هستند که از مهمترین آن­ها می­توان به کمبود لایة روانکار میان پیستون و سیلندر اشاره کرد. هدف از این مقاله بررسی کمی اثرات عیب سایش گرم پیستون بر روی پارامترهای عملکردی موتور است که به نوبة خود تحقیق جدیدی در حوزة موتورهای درونسوز می­باشد. بدین منظور طی یک آزمون سایش گرم، پارامترهایی مانند نرخ گازهای نشتی محفظة لنگ، سرعت دورانی، گشتاور، قدرت موتور و فشار محفظة لنگ اندازه­گیری شدند. نتایج نشان داد این عیب موجب کاهش سرعت دورانی، گشتاور و قدرت موتور به میزان بیش از 100 دور بر دقیقه، 25 نیوتن­متر و 16 کیلووات شد. علاوه بر اثراتی که عیب سایش گرم بر روی پارامترهای مذکور داشت، با وقوع این عیب، افزایش شدید و ناگهانی در پارامترهای نرخ گازهای نشتی محفظة لنگ و فشار محفظة لنگ رخ داد.

References:

[1] Piston Damages—Recognizing and Rectifying, MSI Motor Service International, 2004.

[2] Ye Z., Zhang C., Wang Y., Cheng H.S., Tung S., Wang Q.J., He X., An experimental investigation of piston skirt scuffing: a piston scuffing apparatus, experiments, and scuffing mechanism analyses, Wear, 257, 2004, pp. 8-31.

[3] Wang Y., Yao C., Barber G.C., Zhou B., Zou, Q., Scuffing resistance of coated piston skirts run against cylinder bores, Wear, 259, 2005, pp. 1041-1047.

[4] Cho D.H., Lee S.A., Lee Y.Z., The effects of surface roughness and coatings on the tribological behavior of the surfaces of a piston skirt, Tribology Transactions, 53, 2009, pp. 137-144.

[5] Singh O., Umbarkar Y., Sreenivasulu T., Vetrivendan E., Kannan M., Babu Y.R., Piston seizure investigation: Experiments, modeling and future challenges, Engineering Failure Analysis, 28, 2013, pp. 302-310.

[6] Dyson A., Scuffing-a review, Tribology International, 8, 1975, pp. 77-87.

[7] Conference on Lubrication and Wear, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, London, 1957.

[8] Dyson A., The failure of elastohydrodynamic lubrication of circumferentially ground discs, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, 190, 1976, pp. 699-711.

[9] Rohatgi P., Pai B., Effect of microstructure and mechanical properties on the seizure resistance of cast aluminium alloys, Wear, 28, 1974, pp. 353-367.

[10] Block H., Theoretical study of temperature rise at surface of actually contact under oiliness lubricating conditions, 1937, 222-235, in Proceedings of the General Discussion on Lubrication and Lubricants, London, England.

[11] Lee S., Cheng H., Scuffing theory modeling and experimental correlations, Journal of Tribology, 113, 1991, pp. 327-334.

[12] Shen M., Cheng H.S., Stair P.C., Scuffing failure in heavily loaded slow speed conformal sliding contacts, Journal of Tribology, 113, 1991, pp. 182-191.

[13] Cocks M., Interaction of sliding metal surfaces, Journal of Applied Physics, 33, 1962, pp. 2152-2161.

[14] Reddy A.S., Bai B.N., Murthy K.S.S., Biswas S.K., Wear and seizure of binary Al-Si alloys, Wear, 171, 1994, pp. 115-127.

[15] Reddy A.S., Bai B.N., Murthy K.S.S., Biswas S.K., Mechanism of seizure of aluminium-silicon alloys dry sliding against steel, Wear, 181, 1995, pp. 658-667.

[16] He X., Experimental and Analytical Investigation of the Seizure Process in Al-Si Alloy/Steel Tribocontacts, Northwestern University, 1998.

[17] Jang J.H., Joo B.D., Lee J.H., Moon Y.H., Effect of hardness of the piston ring coating on the wear characteristics of rubbing surfaces, Metals and Materials International, 15, 2009, pp. 903-908.

[18] Nikas G., Sayles, R., Effects of debris particles in sliding/rolling elastohydrodynamic contacts, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 212, 1998, pp. 333-343.

[19] FEV Test Procedure, Hot Piston Scuff Test, FEV company.

[20] جعفری س، مهدیقلی ه، بهزاد م، تشخیص عیب سایش سمبه با استفاده از روش انتشار صدا، فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات موتور، شمارة 24، سال 1390، جلد 24، صفحات 21-28.

[21] موسویان ا، نجفی غ، قبادیان ب، جعفری س ، خزایی م، بررسی دقت پارامتر نرخ گازهای نشتی محفظة لنگ در تشخیص عیب سایش پیستون، هشتمین همایش بین المللی موتورهای درونسوز و نفت، تهران، ایران، سال 1392.