Two-dimensional modeling of thermal-stresses of a new material design engine valve

Joint Authors

al-Khafaji, Dirgham
Saad, Najm Abd al-Amir

Source

Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences

Issue

Vol. 17, Issue 3 (31 Dec. 2009)7 p.

Publisher

University of Babylon

Publication Date

2009-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

7

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

أن تعرض صمام العادم في محركات الاحتراق الداخلي إلى مدى واسع من الاجهادات الحرارية الداخلية يؤدي إلى حصول البلى بين قدم الصمام و قاعدته.

و قد تم في البحث الحالي بناء نموذج رياضي ثنائي الأبعاد باستخدام طريقة العناصر المحددة (FEM) للتنبؤ بتأثير الاجهادات الحرارية و توزيعها خلال دورة تشغيل واحده.

تم تنفيذ هذا النموذج باستخدام نظام تحليل العددي (ANSYSS.4).

و اعتمدت خصائص مكائن الديزل خلال النموذج, حيث تتغير الحرارة من (42-600°C), أما الضغط فيتغير من (2.85-180bar), و تم اقتراح تصميم حديث يعتمد على طلاء مناطق محددة من الصمام باستخدام الطلاء السيراميكي بالزر كونيا لتقليل تأثير الحرارة و الاجهادات خلال منطقة التماس.

بينت النتائج توزيع الحرارة و الاجهادات خلال قدم و قاعدة الصمام كذلك بينت إن تركيز الاجهادات يزداد مع زيادة الضغط و الفيض الحراري.

كما إن عملية الطلاء أدت إلى تقليل انتقال الحرارة و بالتالي أدت إلى تقليل اجهادات الحرارة.

Abstract EN

High range of thermal-stresses in the engine exhaust valve is very important parameter to determine the wear occurs between the valve seat and valve head.

In present work two dimension (FE) (Thermal – Stresses) model is created and solved by using ANSYS 5.4 software to predict the temperature and thermal stresses distribution during the engine exhaust valve cycle from the intake stroke (LPP) to high peak pressure (HPP).

Heavy-duty diesel engine specifications are used through the simulation.

The temperature was assumed to be varying from 42C to 600C, while the pressure was assumed to be varying between 2.85 bars to 180 bars at peak pressure.

A new material is proposed to reduce the effect of temperature rising and the induced stresses in critical contact area of the valve by material coating the valve with new ceramic material.

The results show the temperature and the stresses distribution through the valve and valve seat.

Stresses concentration increasing with the increasing of pressure and heat flux.

The coating material leads to decrease the heat transfer to the valve material and leads to decrease the thermal stresses induced in such material.

American Psychological Association (APA)

al-Khafaji, Dirgham& Saad, Najm Abd al-Amir. 2009. Two-dimensional modeling of thermal-stresses of a new material design engine valve. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences،Vol. 17, no. 3.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-244447

Modern Language Association (MLA)

al-Khafaji, Dirgham& Saad, Najm Abd al-Amir. Two-dimensional modeling of thermal-stresses of a new material design engine valve. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences Vol. 17, no. 3 (2009).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-244447

American Medical Association (AMA)

al-Khafaji, Dirgham& Saad, Najm Abd al-Amir. Two-dimensional modeling of thermal-stresses of a new material design engine valve. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences. 2009. Vol. 17, no. 3.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-244447

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references

Record ID

BIM-244447