Publicação
New processing technologies for improved compression piston ring performance
| Resumo: | Nos motores de combustão interna um dos pares tribológicos mais estudados é representado pelo contacto entre o segmento e o cylindro do motor. O seu funcionamento sob altas temepaturas e exposto a cargas elevadas torna a superfície do segmento mais susceptível a apresentar um elevado desgaste, podendo afectar a sua principal função que é a vedação da câmara de combustão. Uma vedação pouco eficaz pode estar associada ao aumento de emissão de gases, ao aumento do consumo de combustível e ainda a um acréscimo dos custos de manutenção. Como tal, e tendo em conta a elevada competitiividade desta indústria, o seu desempenho deverá ser otimizado. A solução mais convencional é a aplicação de revestimentos na superfície radial dos segmentos de compressão. Esta camada é habitualmente depositada através de uma técnica de deposição física de em fase de vapor, o arco catódico. No presente trabalho de doutoramento será desenvolvida, produzida e testada uma nova solução para a superfície do segmento utilizando novas tecnologias de processamento que permitam uma melhoria do seu desempenho. De forma a utilizar o mesmo equipamento de avaliação tribológica ao longo de todo o projecto for desenvolvido um novo tribómetro adaptado para o contacto entre as amostras do segmento e do cilindro e capaz de reproduzir condições de teste semelhantes às do motor. Numa abordagem inicial foi estudada a influência dos parâmetros de deposição (utilizando a técnica de deposição convencional) no desempenho tribológico do contacto entre o segmento e o cilindro. Posteriormente foi ainda investigada a influência de técnicas de acabamento de superfíce na resistência ao desgaste dos dois componentes. A introdução de novas tecnologias passaram pela utilização da ténica de texturização a laser para produzir cavidades ao longo da superfície radial do segmento, eficazes na redução do atrito e do desgaste. A tecnologia laser associada à tecnica de metalurgia dos pós hot pressing foram duas das novas tecnologias de manufactura utilizadas no desenvolvimento de um segmento com superficie multifunctional. |
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| Autores principais: | Ferreira, Ana Rita Machado |
| Assunto: | Segmento Desgaste Atrito Texturiação de superfícies Metalurgia dos pós Piston ring Wear Friction Surface texturing Powder metallurgy |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Nos motores de combustão interna um dos pares tribológicos mais estudados é representado pelo contacto entre o segmento e o cylindro do motor. O seu funcionamento sob altas temepaturas e exposto a cargas elevadas torna a superfície do segmento mais susceptível a apresentar um elevado desgaste, podendo afectar a sua principal função que é a vedação da câmara de combustão. Uma vedação pouco eficaz pode estar associada ao aumento de emissão de gases, ao aumento do consumo de combustível e ainda a um acréscimo dos custos de manutenção. Como tal, e tendo em conta a elevada competitiividade desta indústria, o seu desempenho deverá ser otimizado. A solução mais convencional é a aplicação de revestimentos na superfície radial dos segmentos de compressão. Esta camada é habitualmente depositada através de uma técnica de deposição física de em fase de vapor, o arco catódico. No presente trabalho de doutoramento será desenvolvida, produzida e testada uma nova solução para a superfície do segmento utilizando novas tecnologias de processamento que permitam uma melhoria do seu desempenho. De forma a utilizar o mesmo equipamento de avaliação tribológica ao longo de todo o projecto for desenvolvido um novo tribómetro adaptado para o contacto entre as amostras do segmento e do cilindro e capaz de reproduzir condições de teste semelhantes às do motor. Numa abordagem inicial foi estudada a influência dos parâmetros de deposição (utilizando a técnica de deposição convencional) no desempenho tribológico do contacto entre o segmento e o cilindro. Posteriormente foi ainda investigada a influência de técnicas de acabamento de superfíce na resistência ao desgaste dos dois componentes. A introdução de novas tecnologias passaram pela utilização da ténica de texturização a laser para produzir cavidades ao longo da superfície radial do segmento, eficazes na redução do atrito e do desgaste. A tecnologia laser associada à tecnica de metalurgia dos pós hot pressing foram duas das novas tecnologias de manufactura utilizadas no desenvolvimento de um segmento com superficie multifunctional. |
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