مطالعه تجربی تعیین نیروی اصطکاک بین حلقه و استوانه با سنجش حرکت سمبه
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
doi
10.22034/er.2024.2025025.1035چکیده
سازوکار رفت و برگشتی استوانه-سمبه یکی از غالبترین طرحها از آغاز اختراع موتورهای احتراق داخلی تا به حال بوده است. با کاهش اصطکاک بین استوانه و سمبه میتوان حرکت رفت و برگشتی سمبه را براحتی میسر ساخت. فشار داخل استوانه در مراحل تراکم و انبساط مقادیر خیلی قویتری نسبت به محفظه میللنگ دارد و به دلیل حرکت سمبه در داخل استوانه و تغییر دمای آن در طول کارکرد موتور، وجود لقی بین آندو ضروری است. این لقی، شکافهایی را بین محفظه استوانه و محفظه میللنگ بوجود میآورد. با استقرار حلقه الاستیک دهانباز در شیار مخصوص آن روی سمبه مانع جدی برای عبور جریان ایجاد میشود. با این وجود اصصکاک بین حلقه و استوانه علاوه بر اتلاف کار میتواند سبب حرکت نسبی حلقه در شیار خود طی رفت و برگشت سمبه شود و هندسه نشتی را تغییر دهد، لذا نیروی اصطکاک حلقه حائز اهمیت است. در کار حاضر برای اندازهگیری این اصطکاک یک روش دقیق تجربی بکمک دستگاه جرم-قرقره-ریسمان مجهز به حسگر اندازهگیری جابجایی پیشنهاد و استفاده شده است. پس از برآورد تجربی-تحلیلی گشتاور مقام قرقرهها، نیروی اصطکاک در دو حالت سمبه بدون حلقه و سمبه با حلقه اندازهگیری و محاسبه شد تا از روی آنها نیروی اصطکاک حلقه را برآورد کرد. نتایج حاصله نشان داد که نیروی اصطکاک یک حلقه فشاری 2.87 نیوتن بود و اگرچه سمبه تحت حرکت قائم، بار جانبی ملموسی نداشت اما ملاحظه شد که نیروی اصطکاک آن حدود 77% اصطکاک حلقه فشاری بود.