Diesel enjektör memesinin sıcaklık değişiminin incelenmesi

Abstract

Ortak hat diesel yakıt püskürtme sistemi (CRI), modern diesel araçlarda kullanılan temel yakıt enjeksiyon sistemine verilen addır. Bu sistemler, tankta bulunan yakıtı, yüksek basınçlı pompa vasıtasıyla ortak hatta aktarmakta, 2000-2500 bar değerlere kadar basınçlandırılan yakıt, ortak hattan enjektörlere oradan da motor yanma odasına püskürtülmektedir. CRI sisteminden beklenen, doğru zamanda, doğru miktarda ve doğru basınçtaki yakıtı yanma odasına püskürtmesidir. Günümüzde yakıt tüketimi ve zorlaşan emisyon değerleri göz önüne alındığında, motorun (dolayısıyla aracın) performans ve emisyon değerlerini tutturmasında en önemli pay enjeksiyon sisteminindir. Enjeksiyon sistemindeyse enjektör memesi bahsi geçen performans ve emisyon değerlerinin tutturulmasında büyük pay sahibidir. Diesel enjektörlerde püskürtmeyi gerçekleştiren eleman, enjektörün yanma odasında kalan meme kısmıdır. Enjektör memesi motor içerisindeki her bir yanma odasında yüksek sıcaklıklara maruz kalmaktadır. Bu nedenle memenin bulunduğu dinamik ortam koşulları, hem memenin tasarımında hem de meme malzeme seçiminde büyük rol oynamaktadır. Memenin çalışacağı motor koşulları değerlendirilerek meme malzemesinin seçimi, malzeme üzerine yapılacak ısıl işlem veya kaplama işlemlerine karar verilmektedir. Enjektörlerde yer alan memelerin imal edileceği malzemenin seçimi, memenin motor içerisinde maruz kaldığı sıcaklıklara bakılarak gerçekleştirilmektedir. Müşteriden gelen bilgiler başta öngörü olarak değerlendirilerek meme tasarımları yapılmakta, meme malzemesinin uygunluğu ise enjektör prototiplerinin müşteri tarafında saha testlerine tabi tutulması ile görülebilmektedir. Müşteri istekleri doğrultusunda geliştirilen memeler saha testleri için müşteriye gönderilmekte ve memenin maruz kaldığı sıcaklıklar ile meme malzemesinde meydana gelen sertlik düşüşleri incelenerek malzeme seçimi doğrulanmaktadır. Dinamik koşullarda malzeme karakteristiği, sıcaklık ve sertlik düşüşü arasındaki ilişki tam olarak hesaplanması, bu parametrelerin birbirleri üzerine etkisinin net olarak bilinmesi gerekmektedir. Son yıllarda yeni nesil enjektörlerin çalıştığı motor koşulları sürekli olarak ağırlaşmakta (Eu5, Eu6…) ve meme malzemesinin maruz kaldığı sıcaklıklar değişmektedir. Bu durum malzemenin sertliği üzerine etkisi olan parametreleri daha iyi tanıma ve etki derecelerini tanımlama gereksinimi doğurmaktadır. Bu çalışmada, motorda yüksek sıcaklıklara yol açabilecek farklı test çevrimleri denenerek, meme malzemesinin sertliğinde meydana gelen düşüşler incelenmiştir. Farklı test çevrimleri ve süreleriyle motor testlerine tabi tutulan memelerde yapılan araştırmalar neticesinde, en ağır koşulların ne olduğu tanımlanmış, çalışma sırasında sertlik üzerine etkisi olan motor parametrelerine yoğunlaşılmıştır. Doğru malzeme seçimi için optimum koşulların ne olduğunun daha iyi anlaşılmasıyla beraber güvenilir tasarımlar yapılması sağlanmaktadır.