Bir dizel motoru silindir yüzeyinin seramik malzeme ile kaplanarak aşınma davranışının deneysel incelenmesi

ÖZET Doktora Tezi BİR DİZEL MOTORU SİLİNDİR YÜZEYİNİN SERAMİK MALZEME İLE KAPLANARAK AŞINMA DAVRANIŞININ DENEYSEL İNCELENMESİ Hanbey HAZAR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Anabilim Dalı 2004, Sayfa: 110 Bu çalışmada, bir dizel motorunun silindir yüzeyi CrN ile kaplanarak aşınma davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışma için seçilen tek silindirli direkt püskürtmeli bir dizel motorunun silindir yüzeyi, katodik Ark PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme Yöntemi) kullanılarak 1,8 ±0,2 um kalınlığında CrN seramik malzeme ile kaplanmıştır. Deneysel çalışmada kullanılan motor önce kaplanmış olarak belirli yük ve devir sayılarında 200 saat test edilerek, performans değerleri alınmıştır. Daha sonra normal motor aynı yük ve devir sayılarında bu motor da 200 saat test edilmiş ve her iki motora ait performans değerleri karşılaştırmıştır. Silindirin aşınma etkilerini incelemek için kaplanmış ve kaplanmamış parçaların karşılıklı aynı bölgelerinden numuneler alınmıştır. Kaplanmış ve normal yüzeylerdeki mevcut fazlan ve bunların kimyasal bileşenlerini analiz etmek için SEM (Scanning Electron Microscopy), EDS (Energy Dispersive Spectrograph), X- Ray, yüzey pürüzlülüğü ve mikro sertlik analizleri yapılmıştır. Ayrıca özgül yakıt tüketimi, efektif güç, motor momenti, yağ sıcaklığı, egzoz gazı sıcaklığı, egzoz emisyonlarındaki değişmeler kaplanmış ve normal motor için ölçülmüştür. Yapılan analizler sonucunda, CrN kaplamalı silindirlerde, aşınmanın az ve aşınma çizgilerinin derinliğinin dökme demir silindire göre daha düşük olduğu görülmüştür. CrN kaplamalı silindirin yüzeyinde az da olsa mikro çatlakların olduğu tespit edilmiş, buna kaplama işlemi sırasında gelişen yüksek iç gerilmelerin sebep olduğu sonucuna varılmıştır. CrN kaplanmış yüzeyin aşınma direncinin yüksek, sürtünme katsayısının düşük olması, aşınmayı önemli ölçüde azaltmıştır. Yapılan kaplama işleminde, kaplama kalınlığının düşük olması (1,8 ±0,2 um) ısı yalıtımı açısından kayda değer bir fayda getirmediği, bunun Xsonucu olarak motor performansında önemli bir değişimin olmadığı gözlenmiştir. Seramik kaplanmış motorda egzoz gazı sıcaklığının bir miktar yükseldiği ölçülmüştür. Sıcaklık artışının yanmayı olumlu etkilediği, özellikle CO emisyonunu azalttığı sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler : Seramik kaplama, CrN, silindir, aşınma XI