مطالعه تجربی تعیین نیروی اصطکاک بین حلقه و استوانه‏ با سنجش حرکت سمبه

سازوکار رفت و برگشتی استوانه‏-سمبه‏ یکی از غالب ترین طرح ها از آغاز اختراع موتور های احتراق داخلی تا به حال بوده است. با کاهش اصطکاک بین استوانه‏ و سمبه‏ می توان حرکت رفت و برگشتی سمبه‏ را براحتی میسر ساخت. فشار داخل استوانه‏ در مراحل تراکم و انبساط مقادیر خیلی قویتری نسبت به محفظه میل لنگ دارد و به دلیل حرکت سمبه‏ در داخل استوانه‏ و تغییر دمای آن در طول کارکرد موتور، وجود لقی بین آن دو ضروری است. این لقی، شکاف هایی را بین محفظه استوانه‏ و محفظه میل لنگ بوجود می آورد. با استقرار حلقه الاستیک دهان باز در شیار مخصوص آن روی سمبه‏ مانع جدی برای عبور جریان ایجاد می شود. با این وجود اصصکاک بین حلقه و استوانه‏ علاوه بر اتلاف کار می تواند سبب حرکت نسبی حلقه در شیار خود طی رفت و برگشت سمبه‏ شود و هندسه نشتی را تغییر دهد، لذا نیروی اصطکاک حلقه حائز اهمیت است. در کار حاضر برای اندازه گیری این اصطکاک یک روش دقیق تجربی بکمک دستگاه جرم-قرقره-ریسمان مجهز به حسگر اندازه گیری جابجایی پیشنهاد و استفاده شده است. پس از برآورد تجربی-تحلیلی گشتاور مقام قرقره ها، نیروی اصطکاک در دو حالت سمبه‏ بدون حلقه و سمبه‏ با حلقه اندازه گیری و محاسبه شد تا از روی آنها نیروی اصطکاک حلقه را برآورد کرد. نتایج حاصله نشان داد که نیروی اصطکاک یک حلقه فشاری 2.87 نیوتن بود و اگرچه سمبه‏ تحت حرکت قائم، بار جانبی ملموسی نداشت اما ملاحظه شد که نیروی اصطکاک آن حدود 77% اصطکاک حلقه فشاری بود.