17190

17190

بررسي تجربي انتقال حرارت درب سوپاپ در يك موتور اشتعال جرقه اي كوچك

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اسفند ماه 1395

دكتر محمد حسن شجاعي فرد

مكانيك

چكيده امروزه انتقال حرارت در موتورهاي احتراق داخلي و خنك كاري آن ها از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين ميان بررسي انتقال حرارت درب سوپاپ، با محيط اطراف در موتورهاي هواخنك حائز اهميت است. در فاصله ي بين درب سوپاپ و سرسيلندر موتور، اسبك ها، فنر سوپاپ ها و سوپاپ ها قرار دارند. تنش هاي حرارتي در اجزاي مذكور بايد زير سطحي كه موجب ترك هاي خستگي مي شوند، نگه داشته شوند. بنابراين بررسي انتقال حرارت و شار حرارتي درب سوپاپ به محيط اطراف در دستور كار قرار داده شد. لذا جهت انجام كار تجربي، يك موتور تك سيلندر اشتعال جرقه اي چهارزمانه ي هوندا 125 سي سي به همراه گيربكس آن تهيه شد و برروي شاسي مناسب نصب گرديد. در ادامه، اندازه گيري دما در نقاط مختلف درب سوپاپ بررسي گرديد. بنابراين ترموكوپل هايي در نقاط مختلف درب سوپاپ، نزديك سوپاپ هوا و دود قرار داده شد و دماي آن ها در دور موتورهاي مختلف به كمك ترمومتر اندازه گيري شد. آزمايش ها تا جايي انجام شدند كه دماها در نقاط مختلف درب سوپاپ، پايا گردند. جهت شبيه سازي با شرايط كاركرد واقعي، بار ترمزي مناسب بر روي موتور اعمال شد و گشتاور ترمزي آن با توجه به روابط چرخ دنده ها در گيربكس محاسبه گرديد. سپس شارحرارتي درب سوپاپ در نزديكي سوپاپ هوا و دود مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه با افزايش دور موتور و گشتاور ترمزي دماي نقاط مختلف آن افزايش مي يابد. در ادامه رگرسيون چند جمله اي نتايج، جهت پيش بيني روند ساير حالت ها انجام گرفت كه با كمك شيب نمودارها، روند تغييرات مشخص شد. همچنين بررسي آلياژهاي ديگر آلومينيوم، جهت انتقال حرارت بهتر درب سوپاپ به محيط در دستور كار قرار گرفته شد. با توجه به متغيرها و وسايل اندازه گيري، كاليبراسيون و آناليز خطا نيز انجام شد. با بررسي نمودارهاي شار حرارتي درب سوپاپ در حالت پايا مشخص شد كه در حالت بار ترمزي ثابت، تغييرات در دور موتورهاي بالاتر شيب بيش تري نسبت به تغييرات در دور موتورهاي پايين تر دارند. واژه هاي كليدي: انتقال حرارت، درب سوپاپ، موتورسيكلت هوندا، ترموكوپل و ترمومتر،گشتاور ترمزي

1396/02/04

4/17/2018 12:00:00 AM

Abstract: Nowadays, heat transfer an​d cooling of internal combustion engines are important topics. The study of valve cover heat transfer with surroundings is important in air-cooled engines. Rocker arms, valve springs an​d valves are located between valve cover an​d cylinder head of the engine. Heat stresses should not exceed the specific level which will lead to fatigue cracks. Thus heat transfer an​d valve cover heat flux are investigated in this study. For this research, an air-cooled single cylinder spark ignition engine with gearbox is used. This engine is manufactured by HONDA company an​d its volume is 125cc. In order to do experiments, the engine is installed on a designed chassis an​d temperature measurement is conducted in different spots of cylinder head cover. Thermocouples were installed on valve cover near intake valve an​d exhaust valve. Then temperatures were measured by a thermometer in different RPMs. Temperature measurement progressed until the valve cover temperature reached the steady state. In order to simulate a real operation condition, different braking loads were applied. Afterwards the braking torque is calculated with gear equations of the gearbox. In the next step, heat flux of the valve cover around the intake valve an​d exhaust valve is calculated an​d results indicate that increase of the engine RPM an​d braking torque will cause higher temperature in different spots. Also polynomial regression of results is done to predict other states by means of diagrams slope. In addition, in order to improve the heat transfer of the valve cover, assessment of other alloys of aluminum is considered.Error analysis an​d calibration of measuring instruments is also conducted. Investigating heat flux figures in steady state shows that, in fixed braking load, changes of heat flux in higher RPMs are more than changes in lower RPMS. Keywords: Heat Transfer, Valve Cover, Honda Motorcycle, Thermocouple an​d Thermometer, Braking Torque