Dizel motor egzoz supabında termomekanik gerilmelerin modellenmesi ve hasarlı supapların analizi

Abstract

Ülkemizde demiryolu sektöründe çalışan dizel motorlu lokomotiflerde son yıllarda çok fazla supap arızasından dolayı çeşitli motor arızaları, malzeme ve işçilik masraflarının meydana geldiği görülmüştür. Enerji dönüşümünün gerçekleştiği dizel ve benzinli motorlarda yanma odası ve elemanları yüksek sıcaklık ve basınca uğramaktadırlar. Yanma işlemi sonucu oluşan termal şok, basınç ve yanmış gazların olumsuz etkileri supaplarda deformasyona ve aşınmaya sebep olacağı açıktır. Bu aşınmalar nedeniyle bir süre sonra malzemenin mekanik ömrü azalacağından, motorda yakıt tüketimi artışı, yavaş yavaş performans düşüklüğü, ve emisyon değerlerinde kötüleşme görülür. Bu çalışmada, bir lokomotifin dizel motoruna ait kritik bir parçası olan egzoz supabında oluşan termo mekanik gerilmeler modellenerek gerilme analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile deneysel çalışmalardan alınan hasar analizi verileri karşılaştırılarak parçada meydana gelen hasarın erozyon korozyon aşınmasından olduğu tespit edilmiştir. Varılan sonuca göre hasar oluşumunu önlemek veya geciktirmek için alternatif çözüm önerileri sunulmuştur.

It has been observed that diesel engine locomotives working in the railway sector in our country have caused various engine failures, material and labor costs due to too many valve failures in recent years. In diesel and gasoline engines, the combustion chamber and its components where the energy cycle takes place are exposed to high temperature and pressure. It is obvious that the negative effects of thermal shock, pressure and burnt gases resulting from the combustion reaction will cause wear and deformation of the valves. Since these abrasions will decrease the mechanical life of the material after a period of time, it causes gradual performance decrease in the engine, increase in fuel consumption and deterioration in emission values. In this study, thermo mechanical stresses in exhaust valve which is a critical part of a locomotive diesel engine are modeled and stress analyzes are performed. The results obtained were compared with the failure analysis data obtained from the experimental studies and it was found that the failure occurred in the part was due to erosion corrosion wear. Alternative solutions to prevent or delay damage are presented.