تخمین مقاومت حرارتی تماسی در محل دریچه دود و نشیمنگاه یک موتور احتراق داخلی هوا‌خنک

نویسندگان

چکیده

در موتورهای احتراق داخلی، با خروج گازهای بسیار گرم از روی دریچه دود، دریچه و نشیمنگاه آن به دماهای قابل توجهی می رسند. برای اجتناب از آسیب رسیدن به دریچه، مطالعه روی نرخ انتقال حرارت تماسی و تأثیر متغیرهای مهم روی آن لازم و ضروری است. در این پژوهش، به تعیین مقاومت حرارتی تماسی بین دریچه دود و نشیمنگاه پرداخته شده است. بدین منظور یک دستگاه آزمون شامل بستار یک موتور احتراق داخلی هوا خنک مطابق با نیاز طراحی و ساخته شده است. آزمون های تجربی انجام شده و با استفاده از دماهای اندازه‌گیری شده و روش برون‌یابی خطی، دماهای سطوح در نقطه تماس و سپس مقاومت حرارت تماسی در حالت تماس تناوبی بین دریچه دود و نشیمنگاه محاسبه گردید و اثر برخی از متغیرها از قبیل بسامد تماسی و فشار تماسی بر مقاومت حرارتی تماسی مورد مطالعه قرار گرفت. طبق نتایج بدست آمده، با افزایش فشار تماسی مقاومت حرارتی تماسی کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش بسامد یا کاهش زمان تماس، مقدار مقاومت حرارتی تماسی افزایش می‌یابد. میانگین خطای محاسبه‌شده برابر با 12.96% است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Thermal Contact Resistance between Exhaust Valve and Its Seat of an Air-Cooled Internal Combustion Engine

چکیده [English]

In internal combustion engines, exhaust valve and its seat gain considerable temperature as the hot gases exit through the exhaust valves. To avoid damage to the valve, the rate of heat transfer should be under control. Because the main part of heat during the contact of the valve and seat transfers through conduction, study on thermal contact conductance and the effect of important parameters on TCR is necessary. In this study, the thermal contact resistance between exhaust valve and seat has been estimated. To accomplish this, a test device including an Air-Cooled internal combustion engine cylinder head was designed and built. This analysis is based on the measured temperatures of sensors located in specific locations of the exhaust valve and the seat. Using the measured temperatures and the method of linear extrapolation, the surface contact temperatures and periodic thermal contact resistance were calculated and the effects of some parameters such as contact frequency and contact pressure on TCR were examined. According to the results, increasing the contact pressure decreases TCR. Also, increasing the contact frequency, TCR increases. The average calculated error is 12.96%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Contact heat transfer
  • Experimental setup
  • Exhaust valve
  • Internal combustion engine