مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

بررسی تجربی اثر روش سوراخ‌کاری میان استوانه‌ای بر دمای آستری موتور سه استوانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناس، شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران‌خودرو (ایپکو)، تهران، ایران
2 عضو هیئت‌علمی، گروه مهندسی کشاورزی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران
چکیده
در این مقاله با توجه به اهمیت مقدار و توزیع دمای آستری در عملکرد موتور درونسوز، به بررسی تجربی اثر روش سوراخ‌زنی میان استوانه‌ای بر روی این متغیر پرداخته شده است. بدین منظور آزمون‌های تجربی بر روی یک موتور سه استوانه با و بدون سوراخ‌های میان استوانه‌ها انجام شد. برای اندازه‌گیری دمای آستری، حسگرهای ترموکوپل در نواحی پُل میان استوانه‌ها روی بلوک موتور و نواحی میان محفظه‌های احتراق روی سرسیلندر موتور نصب شدند. سپس آزمون‌ها طی یک رویه ثابت و استاندارد در حالت تمام بار برای دو حالت با و بدون سوراخ‌کاری میان استوانه‌ای در شرایط مختلف کاری اعم از دماهای آب و سرعت‌های مختلف موتور اجرا شد. نتایج تجربی نشان داد که این روش می‌تواند دمای نواحی بحرانی پُل میان استوانه‌ای و میان محفظه‌های احتراق را به‌طور مؤثر و قابل‌توجهی کاهش دهد. این مقدار کاهش برای نواحی پُل میان استوانه‌ای برای دماهای 90، 100 و 110 درجه به ترتیب به‌طور میانگین برابر با 32، 62 و 53 درجه سلسیوس بود. برای نواحی میان محفظه‌های احتراق برای دماهای 90، 100 و 110 درجه، این مقدار کاهش به ترتیب به‌طور میانگین به 4، 8 و 8 درجه سلسیوس رسید. نتایج حاکی از اثربخشی مطلوب روش سوراخ‌کاری میان استوانه‌ای در دمای نواحی بحرانی میان استوانه‌ها می‌باشد که می‌توان در توسعه موتورهای جدید به‌طور مؤثری مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of effect of crosshead cylinder-drilling method on liner temperature of a 3-cylinder engine

نویسندگان English

Mojtaba Mehrabivaghar 1
Ashkan Moosavian 2
Peyman Sharghi 1
1 Expert, IranKhodro Powertrain Company (IPCO), Tehran, Iran
2 Faculty Member, Department of Agricultural Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
چکیده English

In this paper, due to the importance of the amount and distribution of the liner temperature in the performance of the internal combustion engine, the effect of the crosshead cylinder-drilling method on this parameter was experimentally investigated. For this purpose, the experimental tests were performed on a 3-cylinder engine with and without inter-cylinder holes. To measure the temperature of the liner, thermocouple sensors were installed in the areas of the bore bridges on the engine block and the areas between the combustion chambers on the engine cylinder head. Then the tests were carried out during a fixed and standard procedure in full load mode for two modes of with and without inter-cylinder holes in different working conditions including various water temperatures and engine speeds. The experimental results showed that this method can effectively and significantly reduce the temperatures of the critical areas of the bore bridges and areas between the combustion chambers. This amount of reduction for the bore bridges for the temperatures of 90, 100 and 110 degrees was on average equal to 32, 62 and 53 degrees of Celsius, respectively. For the areas between the combustion chambers for the temperatures of 90, 100 and 110 degrees, this amount of reduction reached 4, 8 and 8 degrees of Celsius respectively. The results indicate the desirable effectiveness of the cross-head cylinder-drilling method in the temperature of the critical areas between the cylinders, which can effectively be used in the development of new engines.

کلیدواژه‌ها English

3-Cylinder Engine
Temperature
Cross-head Cylinder Drilling Method
Engine Test
Experimental Investigation
[1] Heywood JB. Internal combustion engine fundamentals. New York: McGraw Hill; 1988.
[2] Chang J, Güralp O, Filipi Z, Assanis D, Kuo TW, Najt P, Rask R. New heat transfer correlation for an HCCI engine derived from measurements of instantaneous surface heat flux. SAE transactions. 2004 Jan 1:1576-93. doi: 10.4271/2004-01-2996
[3] Han Z, Reitz RD. A temperature wall function formulation for variable-density turbulent flows with application to engine convective heat transfer modeling. International journal of heat and mass transfer. 1997 Feb 1;40(3):613-25. doi: 10.1016/0017-9310(96)00117-2
[4] Carvajal-Trujillo E, Jiménez-Espadafor FJ, Villanueva JA, García MT. Methodology for the estimation of head inner surface temperature in an air-cooled engine. Applied Thermal Engineering. 2012 Mar 1;35:202-11. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2011.10.032
[5] Marr MA, Wallace JS, Chandra S, Pershin L, Mostaghimi J. A fast response thermocouple for internal combustion engine surface temperature measurements. Experimental thermal and fluid science. 2010 Feb 1;34(2):183-9. doi: 10.1016/j.expthermflusci.2009.10.008
[6] Fuhrmann N, Litterscheid C, Ding CP, Brübach J, Albert B, Dreizler A. Cylinder head temperature determination using high-speed phosphor thermometry in a fired internal combustion engine. Applied Physics B. 2014 Aug;116:293-303. doi: 10.1007/s00340-013-5690-0
[7] Rahmani R, Rahnejat H, Fitzsimons B, Dowson D. The effect of cylinder liner operating temperature on frictional loss and engine emissions in piston ring conjunction. Applied energy. 2017 Apr 1;191:568-81. doi: 10.1016/j.apenergy.2017.01.098
[8] Obert P, Müller T, Füßer HJ, Bartel D. The influence of oil supply and cylinder liner temperature on friction, wear and scuffing behavior of piston ring cylinder liner contacts–A new model test. Tribology International. 2016 Feb 1;94:306-14. doi: 10.1016/j.triboint.2015.08.026
[9] Biberger J, Füßer HJ. Development of a test method for a realistic, single parameter-dependent analysis of piston ring versus cylinder liner contacts with a rotational tribometer. Tribology International. 2017 Sep 1;113:111-24. doi: 10.1016/j.triboint.2016.10.043
[10] Lu Y, Li J, Liang R, Zhang Y, Luo M, Guo C. Investigation on the effect of honing parameters on cylindricity of engine cylinder liner. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020 Dec;111:3111-22. doi: 10.1007/s00170-020-06321-7
[11] Rakopoulos CD, Rakopoulos DC, Mavropoulos GC, Giakoumis EG. Experimental and theoretical study of the short term response temperature transients in the cylinder walls of a diesel engine at various operating conditions. Applied Thermal Engineering. 2004 Apr 1;24(5-6):679-702. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2003.11.002
[12] Guardiola C, Olmeda P, Pla B, Bares P. In-cylinder pressure based model for exhaust temperature estimation in internal combustion engines. Applied Thermal Engineering. 2017 Mar 25;115:212-20. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2016.12.092
[13] Chaitanya PS, Rani BS, Kumar KV. Thermal analysis of engine cylinder fin by varying its geometry and material. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE). 2014 Nov;11(6):37-44.