Deniz taşıtlarında kullanılan farklı yağların segman-silindir çifti yüzeylerindeki tribolojik özelliklerine etki eden parametrelerin incelenmesi

Abstract

Makinelerin işletilmesi esnasında, temas halinde olan tüm parçaları arasında sürtünme kayıpları ve aşınmaların oluşması kaçınılmazdır. Sürtünerek aşınma ile deforme olan bu parçaların mukavemetleri azalmakta, sonucunda da kopma ve kırılma gibi istenilmeyen durumlar ortaya çıkmaktadır. Çalışan makine parçaları arasında doğabilecek bu aşınmaları minimize edebilmek için temas halinde olan parçaların seçimine ve içinde bulundukları çalışma koşullarının uygunluğuna dikkat edilmelidir. Bu nedenle makine parçalarında oluşacak aşınmaları önlemek ve sürtünme kayıplarını minimize etmek için yağlama sistemlerine gereksinim duyulmaktadır.Temas halinde çalışan tüm sistemlerde olduğu gibi içten yanmalı motorlarda da üretilen gücün bir kısmı sürtünme kayıplarına harcanmakta, bu da doğrudan motor performansını ve yakıt ekonomisini olumsuz yönde etkilemektedir. Motor silindirleri içerisinde yakıtın yakılması sonucu elde edilen ısı, segman grupları aracılığı ile silindir gömleğine iletilir. Ortaya çıkan bu yüksek ısı aşınma kayıplarının artmasına neden olur. Yanma sonucu ortaya çıkan ısının silindir gömleğine iletimiyle yağlama yağında buharlaşma ve oksidasyon oluşur. Tüm bunların yanında; silindir içine alınan havanın sıkıştırılması ile ortaya çıkan su buharı, asit etkisi olan yanma ürünleri, karbon birikintileri ve yanma artıkları segman-silindir gömleği çiftinin aşınmasının da nedenlerindendir. Motorlarda kullanılan yakıt, yanma sonucu oluşan bileşenler, yanma artıkları, karbon birikintileri ve aşınmalardan ortaya çıkan parçacıkların yağlama yağına karışması sonucunda yağlama yağında bozulmalara neden olur. Bu da sonuçta büyük boyutlu sürtünme kayıplarına sebep olacağından motorun güç ve performansını düşürmektedir. Bu çalışmada içten yanmalı bir motorun piston-silindir donanımına uygun olarak, segman-silindir gömleği çifti arasında oluşabilecek sürtünme kayıplarını ve aşınma mekanizmalarının araştırılmıştır. Çalışmada içten yanmalı motor sistemine benzer bir aşınma cihazı temin edilerek farklı türlerdeki deniz yağlarının ve yağ-yakıt karışımlarının sürtünmeye ve aşınmaya olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Aşınma test cihazında her bir yağlayıcı için; farklı devir, sıcaklık ve yük değişimlerinin etkileri araştırılmıştır. Sürtünme katsayılarının ve aşınma oranlarının düşük devirlerde artmasından dolayı testler 60-150 d/d aralığında gerçekleştirilmiştir.

It is obviously that there have been occurred friction and wear between mechanical parts being in touch during engine operating. Strength of materials of components becoming deformed with friction and wear has reduced and undesirable situation such as fracturing and breaking has been occurred. It is important choosing materials and also operating conditions to minimize wearing effect. For this reason, appropriate lubricant and lubricating system should be used to minimize the wearing of the moving parts of engine.Some percentage of the total power has been decreased with friction loss in an internal combustion engine and as a result of this decrease, engine performance and fuel consumption have been negatively affected. Consequential high heat of combustion has been resulted in increasing wearing loss. The conducting heat to cylinder liner from combustion of fuel has been vaporized and oxidized the lubricating oil. Besides, water vapor appearing at the end of compression stroke, acidic combustion products, carbon deposits and combustion residue have been affected the piston ring-cylinder liner wear. Lubricating oil has disintegrated as a consequence of mixing with fuel, combustion residues, carbon deposits and particles causing from wear. Thus, friction and wear has increased in engine and this resulted in power losses. In this study, a wear device has been designed and manufactured for the purpose of investigating friction and wear between piston ring and cylinder liners. The effects of using different marine lubricants, oil-fuel mixtures as a lubricant on the friction and wear has been investigated experimentally, depending on the load and revolution (cycle) between piston ring and cylinder liner. Experiments have been done at 60-150 rpm owing to increasing friction and wear with low speeds.