Kaplama Yapılmış Enjektör Gövde Millerinin Fiziksel Özelliklerinin Araştırılması

Günümüz içten yanmalı motorlar içerisinde dizel motorları önemli bir yer tutmaktadır. Her ne kadar egzoz emisyonları nedeniyle kullanımları azalmış olsa da deniz araçları, jeneratörler, raylı sistem araçları, su motorları gibi farklı alanlarda kullanımları devam etmektedir. Dizel motorlarının en önemli donanımlarından birisi de yakıt sistemi olup, Common Rail başta olmak üzere çok çeşitli yakıt sistemleri kullanılmaktadır. Dizel yakıt sistemlerinde yüksek basınç pompası ve enjektör parçaları çok hassas imal edilmektedirler. Common Rail enjektörler çok yüksek basınç (1400-2000 bar) altında çalışmaktadırlar. Bu durum enjektörün nozzle, iğne, mil ve valf gibi parçalarında kolay hasara neden olabilmektedir. Bu çalışmada, Common Rail enjektör gövde mili kaplanmasının etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, yapılan çalışmada ticari taşıt motorlarında kullanılan 3 adet dizel enjektör, farklı kaplamalar yapılarak standart enjektör ile yakıt püskürtme değerleri ve çalışma sonrası mil yüzeyindeki aşınmalar kıyaslanmıştır. Üç adet enjektör gövde mili sırası ile Cr(Krom), TiN(Titanyum Nitrür), ALTiN (Alüminyum Titanyum Nitrür) kaplanarak standart enjektör ile çalışma testleri yapılmıştır. ALTiN ve TiN kaplama yapılmış gövde milleri PVD ark yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Cr kaplı mil ise sıvı daldırma yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Kaplama sonrası mil pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Enjektörler 90 saat boyunca sürekli çevrim oluşturularak çalışma testleri yapılmıştır. Testler sonucunda kaplama yapılan millerin standart enjektör katalog değerlerini sağladığı, püskürtme miktarlarının ± toleransı aralığında olduğu ve kaplamanın enjektörlerde kullanılmasına uygun olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Yüzey kaplama, Comman rail, Enjektör, Pürüzlülük, PVD Kaplama

Investigation of Physical Properties of Injector Body Shafts with Plated

Diesel engines have an important place in today's internal combustion engines. Although use of the engines has decreased due to exhaust emissions, the engines continue to be used in different fields such as marine vehicles, generators, rail system and water vehicles. One of the most important equipment of diesel engines is the fuel system, especially such as common rail system with wide usage area. High pressure pump and injectors parts are manufactured very precisely in diesel fuel systems. Common-Rail injectors operate under very high pressure (1400-2000bar). This can cause easy damage injector parts such as nozzle, needle, shaft and valve. In this study, the effects of coating the common rail injector were investigated. For this purpose, different coatings were made on 3 diesel injectors which used in commercial vehicle engines and then fuel injection values and wear on the shaft surface after operation were compared with the standard injector. Body shafts covered with ALTiN and TiN are coated using the PVD arc method. Three injector body shafts were coated with Cr, TiN, ALTiN, respectively and working tests were performed with standard injectors. Cr coated shaft is coated using liquid immersion method. After the coating, the shaft roughness values were measured. The injectors were continuously tested by creating a cycle for 90 hours. As a result, it was determined that the coated shafts provided the original injector catalogue values, the spray quantities were within the ± tolerance range and the coating was suitable for use in injectors.

Keywords:

Surface Coating, Common Rail, Injector, Roughness, PVD Coating,

PDF

___

Beake B.D., EndrinoJ.L., KimptonC., Fox-RabinovichG.S., VeldhuisS.C. ( 2017), Elevated temperature repetitive micro-scratch testing of AlCrN, TiAlN and AlTiN PVD coatings, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Volume 69, December 2017, 215-226
Chim Y.C., DingX.Z., ZengX.T., ZhangS., (2009), Oxidation resistance of TiN, CrN, TiALN and CrALN coatings deposited by lateral rotating cathode arc, Thin Solid Films, Volume 517, Issue 17, 1 July 2009, 4845-4849
Guffie R.K. (1989), Hard Chromium Plating, products Finishing, 70-78
James H., Lındsay J., (2003), Decorative Hard Chromium Plating, Plating and Surface Finishing. Volume 90, May 2003, 22-24
Krella A.K., (2013), Cavitation erosion resistance of Ti/TiN multilayer coatings, Surface and Coatings Technology , Volume 228, 15 August 2013, 115-123
LinKB., Zhou, J. GuoQ. Y., LiuW., Wang J. (2018), Influence of grinding parameters on surface temperature and burn behaviors of grinding rail, Tribology International, Volume 122, June 2018, 151-162
Mattox D.M., (2018), Chapter 8 - Condensation, Nucleation, Interface Formation, and Film Growth, The Foundations of Vacuum Coating Technology (Second Edition).23rd August 2018, 221-240
Mukhtar F, Qayyum F, Anjum Z, Shah M.,(2018), Effect of chrome plating and varying hardness on the fretting fatigue life of AISI D2 components, Wear,Available online 3 December 2018
Nam K.S., Lee K.H., Kwon S.C., Lee D.Y., Song Y.S., (2004), Improved wear and corrosion resistance of chromium(III) plating by oxy nitro carburizing and steam oxidation, Materials Letters, Volume 58, Issues 27–28, November 2004, 3540-3544
Nguyen D.T., Yin S, Tang Q, Son P. X, Duc L. A., (2018), Online monitoring of surface roughness and grinding wheel wear when grinding Ti-6Al-4V titanium alloy using ANFIS-GPR hybrid algorithm and Taguchi analysis. Precision Engineering, In press, accepted manuscript, Available online 3 October 2018
Su J. (2018). Measurement and validation of hole-to-hole fuel injection rate from a diesel injector. Flow Measurement and Instrumentation. Volume 61, June 2018, pp 66-78
Tong L, Jiang S, Moro A, Wang C, Zhou L., Luo F., (2018), Measurement and validation of hole-to-hole fuel injection rate from a diesel injector. Flow Measurement and Instrumentation. Volume 61, June 2018, 66-78
Xiao B. J.,Chen Y, Dai W, Kwork K.Y., Teng-ZhangT.F., (2017), Microstructure, mechanical properties and cutting performance of AlTiN coatings prepared via arc ion plating using the arc splitting technique, Surface and Coatings Technology, Volume 311, 15 February 2017, 98-103
(Int Kyn. 1) https://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/krom