Ağır hizmet dizel motoru silindir gömleğine uygulanan farklı kaplamaların aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of wear behavior of different coatings applied to heavy duty diesel engine cylinder liner
Yazar: ONUR BIYIKLIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ERTUNÇ TAT
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Raylı Sistemler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Yüzey aşınması = Surface wear ; Yüzey kaplama = Surface coating

Özet:
Dizel elektrikli lokomotiflerde işin yapılmasını ve sonuçlanmasını sağlayan enerjinin temel kaynağı ağır hizmet dizel motorlarıdır. Dolayısıyla dizel motorların verimini arttırmak, bakım ve onarım maliyetlerini en aza indirmek büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada Raylı Sistemlerde kullanılan bir ağır hizmet dizel motorunun silindir gömleği aşınma davranışı kaplamalı ve kaplamasız olarak incelenmiştir. 

Motor içi sürtünme ve aşınma kayıplarının önemli bir bölümünü oluşturan silindir gömleği aşınma mekanizması irdelenerek, farklı kaplama malzemeleri kullanılarak silindir gömleği aşınma davranışlarının iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, silindir gömleğinden numuneler alınarak üç farklı kaplama malzemesi (Cr3C2-NiCr, NiCr, Al2O3- TiO2) ile termal sprey kaplama yöntemiyle kaplanmıştır.  

Aşınma testine tabi tutulan kaplanmış numunelerin sürtünme katsayıları ve aşınma oranlarının hesaplanması ve aşınma yüzeylerinin metalografik olarak incelenmesi neticesinde bütün kaplanmış malzemelerin aşınma dayanımlarının kaplanmamış malzemeye oranla daha yüksek olduğu saptanmıştır.  

Aşınma deneyleri neticesinde, Al2O3-TiO2 kaplanmış numunenin aşınma oranı 0,03 (mm3/Nm)x10-3 Cr3C2-NiCr kaplanmış numunenin aşınma oranı 0,04 (mm3/Nm)x10-3, NiCr kaplanmış numunenin aşınma oranı 0,06(mm3/Nm)x10-3 ve kaplamasız numunenin aşınma oranı ise 0,09 (mm3/Nm)x10-3 olarak hesaplanmıştır. Aşınma oranları hesaplamaları sonucunda, Al2O3- TiO2 ve Cr3C2-NiCr kaplanmış silindir gömleği numunelerinin en iyi aşınma direncini gösterdiğini, NiCr kaplanmış numunenin ise diğer iki kaplanmış numuneye göre daha düşük bir aşınma direnci göstermesine rağmen kaplamasız numuneden daha iyi bir aşınma direnci gösterdiği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
The main source of energy that enables the work to be performed and resulted in diesel electricity locomotives is heavy duty diesel engines. Therefore, to increase the efficiency and to minimize the maintenance and repair cost of diesel engines are very important. In this study, the wear behavior of coated and uncoated cylinder liner of heavy duty diesel engine that is used in Railway Systems is examined. 

It is aimed to improve the wear behaviors of cylinder liners by using various coating materials and examining wearing mechanism of cylinder liner that constitutes big part of friction and wear losses in the engine. In this scope, samples were taken from cylinder liner and they were coated with three different coating materials (Cr3C2-NiCr, NiCr, Al2O3- TiO2) by using thermal spray coating process. 

Following the calculation of the friction coefficient and the wear rate, and the metallographic examination on wearing surfaces of the samples that were subject to wear test, it is detected that wear resistance of all coated materials are higher than uncoated materials. 

Following the wear tests, the wear rate of the sample coated with Al2O3-TiO2 has been calculated as 0,03 (mm3/Nm)x10-3, and the wear rate of the sample coated with Cr3C2-NiCr has been calculated as 0,04 (mm3/Nm)x10-3, and the wear rate of the sample coated with NiCr has been calculated as 0,06 (mm3/Nm)x10-3, and the wear rate of the uncoated sample has been calculated as 0,09 (mm3/Nm)x10-3. The wear test calculations indicate that samples coated with Al2O3-TiO2 and Cr3C2-NiCr have the highest wear resistance and the sample coated with NiCr has lower wear resistance compared to other two coated samples, which is still higher than the wear resistance of uncoated sample.