مطالعه تجربي تعيين نيروي اصطكاك بين حلقه و استوانه‏ با سنجش حركت سمبه

سازوكار رفت و برگشتي استوانه‏-سمبه‏ يكي از غالب‌ ترين طرح‌ها از آغاز اختراع موتور‌‌هاي احتراق داخلي تا به حال بوده است. با كاهش اصطكاك بين استوانه‏ و سمبه‏ مي‌ توان حركت رفت و برگشتي سمبه‏ را براحتي ميسر ساخت. فشار داخل استوانه‏ در مراحل تراكم و انبساط مقادير خيلي قويتري نسبت به محفظه ميل‌ لنگ دارد و به دليل حركت سمبه‏ در داخل استوانه‏ و تغيير دماي آن در طول كاركرد موتور، وجود لقي بين آن ‌دو ضروري است. اين لقي، شكاف‌هايي را بين محفظه استوانه‏ و محفظه ميل‌لنگ بوجود مي‌آورد. با استقرار حلقه الاستيك دهان ‌باز در شيار مخصوص آن روي سمبه‏ مانع جدي براي عبور جريان ايجاد مي‌ شود. با اين وجود اصصكاك بين حلقه و استوانه‏ علاوه بر اتلاف كار مي‌ تواند سبب حركت نسبي حلقه در شيار خود طي رفت و برگشت سمبه‏ شود و هندسه نشتي را تغيير دهد، لذا نيروي اصطكاك حلقه حائز اهميت است. در كار حاضر براي اندازه‌گيري اين اصطكاك يك روش دقيق تجربي بكمك دستگاه جرم-قرقره-ريسمان مجهز به حسگر اندازه‌گيري جابجايي پيشنهاد و استفاده شده است. پس از برآورد تجربي-تحليلي گشتاور مقام قرقره‌ ها، نيروي اصطكاك در دو حالت سمبه‏ بدون حلقه و سمبه‏ با حلقه اندازه‌ گيري و محاسبه شد تا از روي آنها نيروي اصطكاك حلقه را برآورد كرد. نتايج حاصله نشان داد كه نيروي اصطكاك يك حلقه فشاري 2.87 نيوتن بود و اگرچه سمبه‏ تحت حركت قائم، بار جانبي ملموسي نداشت اما ملاحظه شد كه نيروي اصطكاك آن حدود 77% اصطكاك حلقه فشاري بود.