Riassunto analitico
In questa tesi viene affrontato il problema riscontrato nell’azienda Kohler Engines relativo alla rottura delle valvole motore in alcune applicazioni dei motori Diesel, aspirati e turbocompressi, da loro prodotti. La rottura delle valvole nelle gole di fissaggio dei semiconi provoca il distaccamento del fungo della valvola dal suo stelo, con conseguente discesa del fungo in camera di combustione, causando così danni a cilindro e pistone. Per affrontare il problema è stato analizzato in un primo momento il processo di produzione delle valvole motore presso lo stabilimento del fornitore, con lo scopo di giudicare i macchinari e il controllo qualitativo dopo ogni lavorazione, valutando possibili errori in fase di produzione. Conseguentemente si è valutata l’entità delle sollecitazioni ricevute dalla valvola in fase di apertura e chiusura, indagando con particolare attenzione le possibili cause per la generazione del momento flettente sulle gole. Infine, sono state effettuate prove sperimentali al fine di identificare possibili soluzioni al problema. Le prove effettuate in azienda, durata a fatica, analisi metrologiche e di composizione chimica, cicli motore, hanno coinvolto valvole con differenti finiture superficiali nelle gole fissaggio dei semiconi, in modo da limitare al massimo eventuali cricche dovute a una finitura grossolana. Per effettuare le prove sono stati analizzati nel dettaglio i macchinari utilizzati, i cicli motore più critici e tutte le specifiche tecniche richieste dalla Kohler Engines riguardanti le modalità di prova ed i requisiti prestazionali richiesti per componenti montati sui suoi motori
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Abstract
Focus of the present work is the problem found at Kohler Engines regarding engine valve failure in some applications of their diesel engines, both aspirated and turbocharged.
The breakage of the valves in the half-cones retaining grooves causes the valve fungus to detach from its stem, with consequent descent of the fungus into the combustion chamber, thus causing damage to the cylinder and piston.
In order to address the problem, the production process of the engine valves at the supplier's plant was first analysed, with the aim of judging the machinery and quality control after each processing, evaluating possible errors during production. Consequently, the extent of the stresses received by the valve during opening and closing was evaluated, investigating with particular attention the possible causes for the generation of the bending moment on the throats.
Finally, experimental tests were carried out in order to identify possible solutions to the problem.
The tests carried out in the company, fatigue life, metrological and chemical composition analysis, engine cycles, involved valves with different surface finishes in the grooves fixing the half-cones, in order to limit as much as possible cracks due to a coarse finish.
In order to carry out the tests, the machinery used, the most critical engine cycles were analysed in detail, as well as the technical specifications required by Kohler Engines regarding test methods and performance requirements for components mounted on its engines were analysed in detail.
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