Meme oturma bölgesi aşınması ve deformasyonunun dizel enjektör fonksiyonu üzerindeki etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Common rail piezo enjektörler günümüzün dizel motor uygulamalarında kullanılan ileri teknoloji bir yakıt püskürtme sistemidir ve her geçen gün azalan emisyon regülasyonlarını yakalamak için sürekli geliştirilmektedir. Özellikle püskürtme basıncı, yakıtın yanma odasına doğru zamanda, doğru kalitede ve doğru pozisyonda getirilmesi gibi bazı parametreler gittikçe önem kazanmaktadır. Bu noktada yeni motorlarda kullanılmak üzere Bosch içerisinde yeni bir enjektör tasarımı ortaya çıkmaktadır. Yeni tasarımın en kritik noktalarından birisi ise motorun çalışması ile beraber meme oturma yüzeyi bölgesinde hem iğnede hem de gövdede meydana gelen değişimlerdir. Püskürtülen yakıt miktarlarının dolayısıyla yayılan emisyonların motorun ömrü boyunca tutarlı olmasını sağlamak için oturma yüzeyinde oluşan bu değişimleri olabildiğince azaltmak gerekmektedir. Bu tez çalışmasında yanmalı motor testleri ile beraber meme oturma bölgesinde meydana gelen değişimlerin zamanla ilerlemesi ve çözüm olarak geliştirilen şartlandırma işlemi deneysel olarak incelenmektedir. Deney çalışması toplam 2 adet 400 saatlik yanmalı motor testinden oluşmaktadır. 0, 20, 200 ve 400 saatte iğne ve gövde oturma bölgesi yüzey profilleri alınarak meme analizleri ve enjektör fonksiyon ölçümleri yapılmıştır. Test sonuçları değerlendirildiğinde şartlandırmasız memelerde gövde oturma yüzeyi değişimi nedeni ile püskürtme miktarı 20 saatten itibaren artmaktayken, şartlandırmalı memelerde gövde oturma yüzeyinde bir değişim olamamasına rağmen iğnedeki aşınma nedeni ile püskürtme miktarı 20 saatten itibaren azalmaktadır. Püskürtme miktarının artması ile beraber birbirine yakın iki püskürtme birleşebilmekte ve bu püskürtme düzeni için risk oluşturmaktadır. Bu nedenle şartlandırma işleminin daha avantajlı olduğu görülmüştür ve şartlandırma işlemine sahip alternatif ile devam edilmesine karar verilmiştir.

Common rail piezo injectors are an advanced fuel injection system used in today's diesel engine applications and are constantly being developed to meet decreasing emission regulations. Particularly, some parameters such as injection pressure, bringing the fuel into the combustion chamber at the right time, in the right quality and in the right position are becoming increasingly important. At this point, a new injector design emerges in Bosch for use in new engines. One of the most critical points of the new design is the changes that occur in both nozzle needle and body seat area with the operation of the engine. In order to ensure that the amounts of fuel injected and thus the emissions emitted are consistent throughout the life of the engine, it is necessary to reduce these changes as much as possible. In this thesis, the progression of the changes that occur in nozzle seat area and the optimized process developed as a solution are investigated experimentally using the engine tests with combustion. The experiment consists of two engine tests with 400 hours duration. At 0, 20, 200 and 400 hours, the nozzle analyzes by taking the surface profiles of the needle and body seat area and injector function measurements were performed. According to the test results, the injection quantity of un- optimized nozzles increases starting from 20 hours due to the change of nozzle body seat surface, while the injection quantity of optimized nozzles decreases starting from 20 hours due to wear on the needle although there is no change in the nozzle body seat surface. With the increase in the injection quantity, two injections close to each other can be combined and this creates a risk for the injection pattern. Therefore, it has been found that optimization is more advantageous and it was decided to continue with the alternative having optimized process.