بررسی تأثیر پوشش‌های نانومتری بر اتلاف اصطکاکی و سایش در حلقه سنبه

doi
چکیده

آب بندی مکانیکی محفظه احتراق در موتورهای درونسوز توسط رینگ پیستون انجام می‌گیرد که باید علاوه بر خاصیت آب بندی دارای مقاومت سایشی مناسب باشد و برای دسترسی به این خاصیت از پوشش آلیاژی بر روی رینگ استفاده می‌شود. در حال حاضر پوشش‌های  CrN برای پوشش دهی رینگ پیستون به کار می‌رود که مقاومت سایشی خوبی در دمای اتاق دارد ولی به خاطر ساختار متخلخل شونده سایش بسیار زیادی در دماهای بالای ۲۰۰ درجه از خود نشان می‌دهد و فاقد خاصیت خود روان کننده است. اگرچه رفتار سایشی پوشش‌های متنوع اعمالی بر روی رینگ‌های پیستون توسط محققان زیادی مورد بررسی قرار گرفته است، ولی به منظور مقایسه و بررسی کلی پوشش‌ها تحقیقات اندکی انجام شده است. هدف این پروژه، تحلیل پوشش‌های جدید نانو کوتینگ برای رینگ پیستون موتور TU5 می‌باشد. در ابتدا تأثیر پوشش‌های مختلف به روش نانو کوتینگ بر روی رفتار سایشی رینگ پیستون مورد مطالعه قرار گرفته است و سپس با استفاده از نرم افزار AVL معادلات مدل روانکاری هیدرودینامیک رینگ پیستون با سیلندر شبیه سازی و حل عددی شده وتأثیر پوششهای مختلف رینگ پیستون بر پارامترهائی از قبیل اتلاف اصطکاکی، سایش، میزان بلوبای و ضخامت فیلم روغن مورد بررسی قرار می‌گیرد. با توجه به نتایج حاصله و نمودارهای شبیه سازی، پوشش‌دهی نیترات کروم آلومینم آلیاژ شده با رنیوم به روش نانو کوتینگ و آلیاژ سازی، تأثیر ۳۰ درصدی بر کاهش اتلاف‌ اصطکاکی و کاهش ۸۳ درصدی سایش و بهبود ۷۹ درصدی خاصیت آب بندی رینگ دارد.