تحلیل خرابی دریچه هوای ورودی در موتوری بنزینی

نویسندگان

چکیده

در این مقاله، تحلیل خرابی یک دریچه هوای ورودی در یک موتور بنزینی بررسی شده است. در طول یک آزمون دوام، یکی از دریچه‌های ورودی، شکسته شده و باعث ایجاد خرابی روی سمبه موتور گردیده است. بررسی‌های موادی (با استفاده از میکروسکوپ‌های معمولی و الکترونی روبشی) روی سطح شکست دریچه هوای ورودی انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که هیچ‌گونه حفره انقباضی و یا نقص مادی در سطح شکست مشاهده نشد و نوع ریزساختار و مقدار سختی ماده دریچه، مطابق با استاندارد قطعه مورد نظر بودند. اما یک عامل مکانیکی همچون یک هم‌ترازی غیرمجاز که باعث ایجاد یک نیروی خمشی کاملاً معکوس‌شونده بوده، سبب رخ دادن شکست در دریچه بوده است. این عدم هم‌ترازی به دلیل تغییرشکل‌های حرارتی رخ داده است؛ چراکه کارکرد موتور در شرایط فوق گرمی بوده است. همچنین, نوع شرایط کاملاً معکوس‌شونده (تنش میانگین صفر)، به دلیل چرخش دریچه در حین کارکرد موتور می‌باشد. تحلیل شکست خستگی نشان داد که خطوط ساحلی در اثر بارهای خستگی روی سطح شکست ایجاد شده‌اند. ترک‌ها از سطح خارجی ساق دریچه ایجاد شده و سپس به سمت داخل سطح مقطع شکست، رشد کرده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Failure analysis of an intake valve in a gasoline engine

نویسندگان [English]

  • M. Azadi
  • M. Roozban
  • A. Mafi
چکیده [English]

This paper presents a failure analysis on a failed intake valve in a gasoline engine. During an endurance test, an intake valve was broken and caused some damages on the piston. Material examinations (by a light microscope and also a scanning electron microscope) were conducted on the fracture surface of the intake valve shaft. Results showed that no pores or defects could be observed and the microstructure and the hardness of the material were conformed to the specification (the standard map extracted by the manufacture). But a mechanical factor caused the damage which consisted of a reversal bending load due to the misalignment of the valve shaft. The misalignment was caused by the thermal deformation in the valve shaft. The engine was working in a hot condition. Also, it was a reversal condition (with zero mean stress) due to the rotation of the valve shaft during engine working. Also, the fracture surface demonstrated beach marks due to cyclic loadings. In this case study, it was found that cracks initiated from the outer surface of the valve shaft and propagated through the inside of the fracture surface.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Intake valve
  • misalignment
  • Failure Analysis
  • Fatigue fracture
  • Reversal bending