بهبود كاركرد پيستون هاي موتورهاي بنزيني توربوشارژ با تزريق سوخت مستقيم

Improve the function of turbocharged gasoline engine pistons with direct fuel injection

در اين مقاله سعي شده با تحليل خواص انتقال حرارت و تنش هاي سازهاي به عملكرد موثر پيستون هاي موتور بنزيني توربوشارژ با تزريق مستقيم كمك شود. براي تحليل خواص انتقال حرارت پيستون و تنش هاي سازه اي از نرم افزار انسيس15 استفاده شده است و همچنين براي كاهش وزن پيستون از روش ساخت گداخت ليزري منتخب بهره گرفته شده است. روش گداخت ليزري منتخب1 مي تواند به خواص انتقال حرارت و كاهش وزن پيستون در فرآيند ساخت پيستون موتور هاي بنزيني كمكي شايان به ذكر داشته باشد. در قسمت تحليل انتقال حرارت به علت كمبود منابع اطلاعاتي به دليل عدم استفاده ي گسترده از پيستون خنك كاري شده مجهز به دالان خنك كاري در موتورهاي بنزيني با توربوشارژ از اطلاعات انتقال حرارت پيستون موتور ديزل به جاي بنزيني استفاده شده است كه تطابق قابل قبولي مشاهده مي شود. در بخش تحليل تنش ها، كانتور تنش در نزديكي دالان خنك كاري پيستون ترسيم شده است و در سه ناحيه پيستون تيوري ون-مايسز مورد بررسي قرار گرفته است. علاوه بر آن پارامتر مهم ضريب اطمينان نيز به صورت كانتور براي پيستون كشيده شده است كه مقدار ضريب اطمينان در سرتاسر پيستون به طور متوسط نزديك عدد 2 مي باشد كه از نقطه نظر طراحي براي پيستون موتورهاي بنزيني قابل قبول است. در قسمت كاهش وزن سعي شده با پيكره بندي جديد رينگ هاي پيستون و استفاده از روش ساخت گداخت ليزري منتخب (براي ساخت قسمتي از پيستون)، مقدار وزن پيستون و اصطكاك كاهش يابد و انتشار آلايندگي هيدروكربن هاي سوخته نشده را تا 10 درصدكاهش داشته باشد.

In this paper, we tried to analyze the properties of heat transfer and structural stresses to the effective operation of turbocharged gasoline engine pistons with direct fuel injection. For analysis of piston heat transfer properties and structural stresses, ANSYS11 software has been used and also, to reduce the weight of the piston, the method of making the laser melting has been selected. The selective laser melting method can be useful for the properties of heat transfer and piston weight reduction in the process of making piston auxiliary gasoline engines. In the heat transfer analysis section due to the lack of information resources due to the lack of extensive use of cooled pistons in turbocharged gasoline engines the piston heat transfer data from the diesel engine has been used instead of gasoline, which is an acceptable adaptation. In the stress analysis section, the tension contour is drawn near the piston cooling gallery and in the three areas of the pounding the theory of von-mises has been studied. In addition, the important parameter of the safety factor is also drawn as a contour for the piston that the value of the safety factor across the piston is close to 2 that which is acceptable from the design point of view for gasoline piston engines. In the weight loss section, we tried to make new piston rings and use the selective laser melting method, the amount of piston weight and friction is reduced and the emission of non-burnt hydrocarbons will decrease by 10%.