Geri Dön

Alüminyum alaşımlı motor silindir gömleğinin dökme demire göre motor silindir aşınmasına etkisinin tribolojik olarak incelenmesi

Tribological investigation of the effect of aluminum alloy in accordance with cast iron liner on engine wear

PDF İndir

  1. Tez No: 911477
  2. Yazar: BAYCAN OCAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EMRULLAH HAKAN KALELİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Enerji tüketimini ve hava kirliliğini azaltmak için fazla yakıt tüketen araçlara yönelik artan talep, otomotiv endüstrisini gittikçe zorlamaktadır. Son yıllarda çevrenin ve kaynakların korunması için otomobillerde CO₂ emisyonlarının azaltılması ve yakıt tüketiminin daha verimli hale gelmesi otomotiv endüstrisi açısından önemlidir. Bu sebeple binek otomobillerde motor bloklarında kullanılan geleneksel gri dökme malzemenin yerine hafifliği ve yüksek enerjisi sayesinde tamamen alüminyum alaşımlı malzemenin kullanımı motor ağırlığının azaltılması açısından giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Alüminyum, farklı kullanım şartlarına bağlı istenen özelliklere uygun olacak şekilde farklı elementler ile zenginleştirilerek alaşım halinde kullanılmaktadır. Bu alaşım elementleri silisyum, magnezyum, bakır, titanyum, mangan, çinko, demir, nikel, kalay, kurşun, krom gibi elementlerdir. Alüminyum alaşımlı malzemeler, yüksek mukavemet sertliğinin ağırlığa oranın iyi olması, kolay şekillendirilebilirlik, iyi korozyon direnci ve geri dönüşüm potansiyeli gibi özelliklere sahiptir. Otomotiv endüstrisinde alüminyum kullanımı, dünyada en çok bulunan üçüncü element olmasının yanında, çeliğe göre yoğunluğu düşük olmasıyla binek otomobillerinde ağırlık azaltmak için otomotiv endüstrisinde en çok tercih edilen malzemelerden birisi haline gelmiştir. Bununla birlikte, alüminyum alaşımlı silindir gömlekleri, güçlü sürtünme ve aşınma gibi son derece zorlu çalışma koşullarına dayanmakta güçlük çeker ve bu da motorun hasar görmesini son derece kolaylaştırması alüminyum alaşımlı malzemenin negatif özelliklerinden gösterilebilir. Bu çalışmada, 7075 alüminyum alaşımlı motor silindir gömleği ile geleneksel dökme demir silindir gömleğinin tribolojik etkisi, sürtünme, yağlama ve aşınma dirençleri karşılaştırılmıştır. Tribolojik performanslarını, sınır yağlama rejimindeki aşınma ve sürtünme davranışlarını araştırmak için alüminyum alaşımlı ve dökme demirli malzemeden silindir gömlekleri üretilerek 5W40 motor yağı ile beraber silindir gömleği numune parçaları üzerinde çelik bilye (100 CR6) kullanılarak tribometre testine tabi tutularak değerlendirilmiştir. Silindir gömleklerine aynı honlama açılarıyla işlem uygulanmıştır. Tribometre testi yapılan alüminyum alaşımlı ve dökme demir silindir gömleklerine ait datalar analiz programında işlendikten sonra çıkan sonuçların doğrulanması için sürtünme testleri tekrarlı olarak yapılmıştır. Tez kapsamında belirlenen bir sonraki adımda aynı boyutlarda üretilen alüminyum alaşımlı silindir gömleği ve dökme demir silindir gömleği tek silindirli Diesel motora yerleştirilerek 5W40 motor yağı kullanılarak performans, ve 50 saatlik ömür testine tabi tutulmuş, karşılaştırılmıştır. Motor testleri tamamlanan silindir gömlekleri kesilerek yüzeyleri Dijital Optik Mikroskop/Yüzey Pürüzlülüğü, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) veya Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskopi (FESEM), Enerji dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDX) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) vasıtasıyla analiz edilmiştir. Böylece alüminyum alaşımlı silindir gömleği ile dökme demir silindir gömleği üzerinde hem tribometre hem de gerçek motor testlerinin gerçekleştirilmesiyle beraber şimdiye kadar desteklenen literatür çalışmaları gerçek motor testleri ile doğrulanmıştır.

Özet (Çeviri)

The increasing demand for vehicles with high fuel consumption, aimed at reducing energy consumption and mitigating air pollution, presents an escalating challenge to the automotive industry. In recent years, the imperative to diminish CO₂ emissions and enhance fuel efficiency in automobiles has become paramount for environmental preservation and resource conservation. Consequently, the substitution of traditional gray cast iron in engine blocks with lightweight and energetically efficient aluminum alloy materials is increasingly gaining traction for reducing engine mass. Aluminum is utilized in alloy form, enriched with various elements to confer specific properties tailored to diverse usage conditions. These alloying elements encompass silicon, magnesium, copper, titanium, manganese, zinc, iron, nickel, tin, lead, chromium, among others. Aluminum alloy materials exhibit characteristics such as high strength-to-weight ratio, facile formability, commendable corrosion resistance, and recyclability. The deployment of aluminum in the automotive sector has emerged as a preferred strategy for mitigating weight in passenger vehicles, owing to its lower density relative to steel, alongside its status as the third most abundant element globally. However, aluminum alloy cylinder liners grapple with challenges in enduring highly demanding operating conditions, such as intense friction and wear, which can predispose them to engine damage, thus highlighting the negative attributes of aluminum alloy materials. In this study, the tribological effects, frictional behavior, lubrication, and wear resistances of 7075 aluminum alloy cylinder liners were juxtaposed with those of conventional cast iron cylinder liners. To elucidate their tribological performance, cylinder liners fabricated from aluminum alloy and cast iron were subjected to tribometer tests employing steel balls (100 CR6) and 5W40 engine oil. Uniform honing angles were applied to the cylinder liners. Post-processing of tribometer data via analysis software was followed by friction tests to validate the results. In a subsequent step delineated within the ambit of this thesis, aluminum alloy cylinder liners and cast iron cylinder liners were integrated into a single-cylinder Diesel engine and subjected to performance evaluations, and 50-hour lifespan assessments employing 5W40 engine oil. Upon completion of engine trials, the cylinder liners underwent sectioning, and their surfaces were analyzed using Digital Optical Microscopy/Surface Roughness, Scanning Electron Microscopy (SEM) or Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), and Atomic Force Microscopy (AFM). Consequently, literature-supported findings underpinned by tribometer and real engine tests were corroborated through actual engine trials.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    571551

    AlSi5Cu3Mg alaşımının kokil döküm yöntemi ile üretimi, ısıl işlem sonrası metalurjik ve mekanik karakterizasyonu

    Production of AlSi5Cu3Mg alloy by gravity casting method, and metallurgical and mechanical characterization after heat treatment

    İPEK ERTEM DİVRİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SİMGE İRİZALP

  2. Tez No

    864107

    Alüminyum 7075 alaşımının akışla şekillendirme ve yaşlandırma işlemi sonrası mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the microstructure and mechanical properties of aluminum 7075 alloy after flowforming and ageing process

    ABDULKERİM KELLECİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN

  3. Tez No

    172409

    Hiperötektik bir alüminyum alaşımının dökümünde ultrason uygulaması ve çeşitli özelliklere etkisi

    The ultrasonic wave application to aluminium alloy cast and the effects to mechanical properties and micro structure

    GÜRKAN DÜZTEPE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Makine MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. NARİN ÜNAL

  4. Tez No

    527585

    Rhombic hareket mekanizmalı buji ile ateşlemeli bir motorun tasarımı ve analizleri

    Design and analysis of a spark ignition engine with rhombic drive mechanism

    EMRE YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesi

    Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAN ÇINAR

  5. Tez No

    433100

    İçten yanmalı motorlarda soğutma sisteminde kullanılan antifrizin silindir kapağı korozyonuna etkisi

    Corrosion effect of antifreeze to cylinder head of internal combustion enginees

    MEHMET AKİF YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine MühendisliğiYüzüncü Yıl Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN YUMAK

Geri Dön