تحلیل ریشه‌های خرابی شکست محافظ حرارتی پایینی چندراهه دود

نویسندگان

چکیده

محافظ حرارتی چندراهه دود، یکی از قطعات مهم موتور خودروهای سواری است. در اکثر موتورها ‏یک یا دو محافظ حرارتی بر روی چندراهه دود نصب می‌شود تا از انتقال حرارت به قطعات فوقانی ‏موتور جلوگیری شود. از آنجا که این قطعه تحت بارهای حرارتی و ارتعاشی ناشی از کارکرد موتور ‏است، احتمال شکست آن تحت این بارها زیاد است. شکست این قطعه موجب اغتشاش، سروصدا و ‏خرابی‌های دیگر در موتور می‌گردد. عوامل مؤثر در این خرابی بر اساس نمودار استخوان ماهی ‏مشخص گردید و محتمل‌ترین دلایل آن بررسی شدند. در این تحقیق، شکست محافظ حرارتی ‏پایینی یک موتور بنزینی به روش تحلیل خرابی (ابعادی، ساختی، موادی، ‏CAE‏ و ...) بررسی شد. ‏سپس از طریق شبیه‌سازی اجزاء محدود روش‌های اصلاح آن پیشنهاد شد. با توجه به نمودار ‏استخوان ماهی و بررسی اثرات شکست دلیل اصلی خرابی محافظ حرارتی پایینی عدم ساخت دقیق ‏و همبندی کامل این قطعه بوده است. این قطعه به لحاظ ابعادی دقیق نبود و باید با دقت بیشتری ‏ساخته شود و همبندی گردد. همچنین نتیجه‌گیری شد محافظ حرارتی به لحاظ موادی و روش ‏ساخت مشکل خاصی ندارد. بنابراین برای جلوگیری از شکست این قطعه علاوه بر رفع کلیه ‏مغایرت‌ها ساخت و با توجه به نتایج این تحلیل ‏CAE‏ از جمله ایجاد پخ، خمکاری لبه به سمت بالا ‏یا پایین و ادامه دادن امتداد فرورفتگی برای افزایش استحکام این قطعه ارایه می‌شود.‏

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Root causes failure analysis of exhaust manifold heat shield failure

نویسندگان [English]

  • M. Kazemi
  • M. Roozban
  • A. Mafi
  • H. Navabi
  • M. Rezaei
چکیده [English]

Many internal combustion engines have one or two heat shields that have been ‎installed on the exhaust manifold to avoid the heat transfer to upper parts of the ‎engine, such as the valve cover. In some engines, this part fails due to the ‎fracture and then causes the engine noise and other failures in the engine. In ‎this analysis, root causes of the failure were determined based on the fish bone ‎diagram. In this research, the failure of a heat shield of the spark engine has ‎been investigated and the finite element method (FEM) simulation was used ‎for its design improvement. The analysis of the studied heat shield with the ‎RCA method showed that the malfunction and the assembly problem were both ‎root causes of this failure. Therefore, this part has been produced by ‎dimensional and geometrical approaches. In addition, the heat shield was not a ‎significant problem in the material. Therefore, to prevent this failure, in ‎addition to removing all odds of the production according to CAE results, have ‎any suggestion for increasing the strength of this part includes the fillet ‎creation, edge bending up or down and the rib creation.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • heat shield
  • Material analysis
  • Stress and vibration analysis
  • finite element analysis