تحليل خرابي شكست فنر و نشيمنگاه دريچه هاي هواي يك موتور احتراق داخلي با سوخت گاز طبيعي

Intake valve spring and seat fracture failure analysis of an internal combustion engine using natural gas fuel

طي آزمون 500 ساعت دوام يك موتور احتراق داخلي چهار استوانه با سوخت گاز، به دليل شكستن نشيمنگاه دريچه هوا و فنر دريچه هوا، آزمون با موفقيت به پايان نرسيد و در نهايت بعد از 450 ساعت از آزمون دوام به دليل خرابي موتور كه ناشي از شكست نشيمنگاه دريچه و دريچه بود، موتور خاموش شد و آزمون متوقف گرديد. لذا با توجه به اهميت موضوع، سناريو هاي مختلف خرابي قطعات و ارتباط ميان عوامل گوناگون و خرابي هاي مختلف بررسي گرديد. با توجه به اينكه در اين مساله سه قطعه دريچه ها، نشمينگاه دريچه ها و فنر دريچه ها آسيب ديده بود، هريك از سناريوها به صورت جداگانه بررسي گرديد. در نهايت چنين نتيجه گيري شد كه بستار از نظر ابعادي در برخي موارد (از جمله هم محوري راهنماي دريچه ها و نشيمنگاه دريچه ها و...) تفاوت فاحشي با نقشه دارد. اين موضوع سبب وارد شدن نيروهاي نامتقارن و بيش از حد خستگي به فنرهاي دريچه ها شده است و باعث خستگي كم چرخه و شكست چندين باره فنرهاي دريچه ها در طول آزمون شده است. در اين پژوهش، با استفاده از روش TEAP سناريوهاي مختلف بررسي شده اند و براساس درجه اهميت و درجه سختي، اولويت بندي شده اند.

During of 500-hr durability test of a 4-cylinder internal combustion engine with CNG fuel, the test did not finished successfully, because of intake valve seat & spring fracture. After 450 hour of durability test, engine was stopped. So due to the importance of subject, different scenarios of components failure and relations between several factors was investigated. According to the fact that in this matter, valves, valve spring and valve seat have damaged, each scenario were studied separately. Finally it has been concluded that cylinder head had exorbitant difference with drawing dimensionally (including valves guide alignment, valve seat and …). This subject is caused asymmetric force and fatigue exerted to the valve spring. Low cycle fatigue is the main reason of several valves spring fracture during of the test. In this project, scenarios have been investigated by using TEAP method in which scenarios have been prioritized according to the both importance and difficulty degree.