ارزیابی مقایسه‌ای روش‌های مختلف پیش‌تنیدگی بر رفتار افت تنش استاتیکی فنرهای سوپاپ
کد مقاله : 1225-ICME
نویسندگان
حسین جلالی1، مهدی گردویی *2، جواد علی نژاد1
1شرکت فنرلول ایران
2عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده مقاله
فنرهای سوپاپ از اجزای اصلی موتورهای احتراق داخلی هستند که تحت شرایط کاری شدید شامل بارگذاری دینامیکی، دماهای بالا و تنش‌های چرخه‌ای قرار دارند و پدیده افت تنش (stress relaxation) در آنها می‌تواند منجر به کاهش نیروی فنر، نوسان سوپاپ، نشت گاز و افت عملکرد موتور شود. در این پژوهش تجربی، تأثیر سه روش پیش‌تنیدگی (بدون پیش‌تنیدگی، پیش‌تنیدگی سرد در دمای محیط و پیش‌تنیدگی گرم در دمای ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد) بر مقاومت در برابر افت تنش فنرهای سوپاپ موتور XUPاز جنس فولاد کروم-سیلیس، معادل EN 10270-2 بررسی شد. آزمون‌های افت تنش استاتیکی تحت شرایط شبیه‌سازی‌شده سرویس (دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۰ ساعت و بار معادل طول عملکردی) انجام گرفت و تغییرات طول آزاد به‌عنوان شاخص اصلی پایداری ابعادی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که پیش‌تنیدگی گرم با میانگین کاهش طول آزاد 59/0%، بهترین عملکرد را دارد و افت طول را نسبت به حالت پیش‌تنیدگی سرد (72/1%) و بدون پیش‌تنیدگی (25/2%) به‌ترتیب حدود ۶۶% و ۷۴% کاهش می‌دهد. بر پایه تئوری پیچش الاستیک-پلاستیک این بهبود ناشی از ایجاد تنش‌های پسماند فشاری عمیق‌تر و توزیع تنش بهینه‌تر در حالت پیش‌تنیدگی گرم است. یافته‌های پژوهش بر ضرورت کاربرد پیش‌تنیدگی گرم در تولید صنعتی فنرهای سوپاپ برای دستیابی به موتورهای سبک‌تر، کم‌مصرف‌تر و سازگار با استانداردهای آلایندگی سخت‌گیرانه آینده تأکید دارد.
کلیدواژه ها
فنر سوپاپ، کاهش تنش، پیش‌تنیدگی گرم، پیش‌تنیدگی سرد، پایداری ابعادی، فولاد کروم-سیلیس، موتور احتراق داخلی
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی