İmalat prosesi kaynaklı boru içi tıkanıklığının giderilmesine yönelik hava jeti uygulamasının nümerik incelenmesi

Abstract

Dünya genelinde önemli bir yeri olan dizel yakıt tüketimli araçlarda dizel yakıt enjektörleri motor performansını, silindir içindeki yanma verimliliğinin ve emisyon değerlerini etkilemektedir. Enjektörlerin tasarım ve imalat süreçleri çok daha detaylı olarak ele alınır bir noktaya taşınmıştır. Dizel enjektör gövdelerinde yakıt delikleri klasik delik delme (drilling) prosesi ile açılmaktadır. Bu imalat süreci sonrasında delik yüzeyinde kalan çapak ve olası pürüzlülüklerin giderilmesi amacıyla Aşındırıcı Akış ile işleme (Abrasive Flow Machining- AFM) prosesi uygulanmaktadır. Bahsi geçen AFM prosesi yüzey işlenmesi zor olan parçaların, içeriğinde aşındırıcı özelliğe sahip tanecikler bulunduran bir macun ile basınçlı olarak yüzeylerin işlenmesidir. Bu çalışmada, dizel enjektör yakıt deliğindeki yüzey işleme sonrasında delik iç yüzeyinde bulunan AFM macun kalıntılarının hava jeti uygulamasıyla temizlenmesi üzerine nümerik analizler gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmada benzer sorunlar için dünyadaki ve ülkemizdeki yapılan çalışmalar derlenmiş ve temizlik değerlendirme kriterleri araştırılmıştır. Literatür çalışmaları kapsamında farklı parametrelere sahip nozul tasarımları CAD programı yardımıyla oluşturulmuştur. Oluşturulan her bir model üzerinde ANSYS Fluent programında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan nümerik analizler sonucunda dizel enjektör yakıt deliğindeki AFM prosesi sonrasında yeterli temizlik oranının sağlanabilmesi için gerekli optimum temizlik parametreler belirlenmiştir.

In vehicles that consume diesel fuel, which is an important place worldwide, diesel fuel injectors affect engine performance, combustion range covering the cylinder and emission values. Therefore, the design and manufacturing processes of injectors have been moved to a point where they are handled in much more detail. Fuel holes in diesel injector bodies are opened with the classical drilling process. After this manufacturing process, the Abrasive Flow Machining (AFM) process is applied in order to remove the burrs and possible roughness on the hole surface. The aforementioned AFM process is the pressure treatment of the parts that are difficult to surface treatment with a paste containing particles with abrasive properties. In this study, numerical analyzes were carried out on the cleaning of AFM paste residues on the inner surface of the diesel injector fuel hole by air jet application after surface treatment. In the study carried out, studies conducted in the world and in our country for similar problems were compiled and cleaning evaluation criteria were investigated. Nozzle designs with different parameters were created with the help of CAD program within the scope of literature studies. Computational Fluid Dynamics (CFD) analyzes were performed on each model created in ANSYS Fluent program. As a result of the numerical analyzes made, the optimum cleaning parameters required to ensure sufficient cleaning rate after the AFM process in the diesel injector fuel hole were determined.