Üç boyut teknolojisi kullanarak nanokaplı motor segmanlarının sürtünme ve aşınma yönünden incelenmesi
Experimental investigation of piston rings in terms of wear and coefficient of friction by using 3d technology
Yazar: ZEYNEP BURCU ACUNAŞ KARAGÖZ
Danışman: PROF. DR. EMRULLAH HAKAN KALELİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
İçten yanmalı motorlarda toplam sürtünme kaybının yaklaşık %50 ila %65'inin tek başına piston/segman sisteminden kaynaklandığı bilinmektedir. En uygun nano kaplamanın tespit edilerek içten yanmalı motorlarda kullanılmasıyla, sürtünme kayıplarında meydana gelen iyileşme ile regülasyon emisyonları (CO, CO2, HC, NOx ve is) ila yakıt tüketiminde önemli ölçüde iyileşme sağlanayacağı öngörülmektedir.
İçten yanmalı motorlarda termik verimin iyileşmesi de oldukça önemlidir. Tribolojinin bu alanındaki en büyük zorluk, altında yatan mekanizma anlaşılarak sürtünme ve aşınmayı iyileştirici teknikler geliştirmektir. Uygulanan yük altında temas halinde iken birbirine göre bağıl hareket eden iki katı vücudun deneysel olarak incelenmesinde, yüzeyler arasındaki aşınmanın abrazyon, adhezyon, korozyon ve yüzey yorulması gibi çeşitli mekanizmalardan kaynaklandığı tespit edilmiştir. Özellikle segmanlarda görülen aşınma türleri abrazyon, adhezyon, kazıma ve korozyon aşınması olarak sıralanabilir. 
Bu tezin amacı, Honda GX270 motoruna ait (nano kaplamalı ve kaplamasız) segmanlar ile yapılan testlerde meydana gelen aşınma mekanizmalarının tespit edilmesi ve nano kaplamalı ve kaplamasız segmanların sürtünme katsayılarının mukayese edilmesidir.  Bu tez çalışmasında nano kaplama olarak DLC, grafen, BN, TiO2, CNT seçilmiştir. 
Nano kaplamalı motor segmanlarının optik mikroskop, S.E.M., EDX ve A.F.M. analizleri literatür araştırma sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma neticesinde meydana gelen aşınma türleri belirlenip, nano kaplamalı segmanın aşınmayı önlemedeki rolü irdelenmiştir.

Abstract:
It is known that about 50% to 65% of the total friction loss in internal combustion engines is due to the piston / piston ring system alone. By using the most suitable nano coating in internal combustion engines, improvement in friction losses is expected to provide significant improvement in fuel consumption through regulation emissions (CO, CO2, HC, NOx and heat).
Improvement of thermal efficiency is also very important in internal combustion engines. The biggest challenge in this area of tribology is to develop techniques to improve friction and wear, by understanding the underlying mechanism. In the experimental examination of two rigid bodies in contact, which move relative to each other under applied load; wear between surfaces have been found to be caused by different mechanisms like abrasion, adhesion, corrosion and surface fatigue. Wear observed especially in piston rings can be listed as abrasion, adhesion, scuffing and corrosion wear.
The aim of this thesis is to determine the wear mechanisms of the Honda GX270 (nano coated and uncoated) piston rings during tests and to compare the friction coefficients of the nano coated and uncoated piston rings. In this thesis, DLC, graphene, BN, TiO2, CNT were chosen as nano coating.
The optical microscope, S.E.M., EDX and A.F.M. analysis of the nano-coated piston rings are compared with literature results. As a result of this comparison, the types of occurring wear and the role of the nano-coated piston ring in preventing wear are examined.