Silindir Yaslanmasız Yeni Krank-Biyel-Piston Hareket İletim Mekanizmasının Tasarımı ve Analizi

Çetin Ö., Okur M.

INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON AUTOMOTIVE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Ankara, Türkiye, 7 - 08 Eylül 2023, cilt.3, ss.314-327

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 3
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.314-327
  • Gazi Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Günümüzde doğrusal hareketin dairesel harekete çevrildiği içten yanmalı motorlar, kompresörler, pompalar vb. sistemlerde, üretim kolaylığı ve küçük motor boyutları için uygun olduğundan krank-biyel-piston hareket iletim mekanizmaları yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat krank-biyel-piston hareket mekanizmalarının, motor boyutunun artmasıyla önemli ağırlık artışlarına sebep olması ve balans problemleri gibi dezavantajları bulunmaktadır. Bunun yanında piston grubunun en büyük dezavantajı güç pistonunun silindir içerisindeki eksenel yönde ileri geri öteleme hareketinin yanı sıra, yanal yönde de hareket etmesi ve bunun da piston dayanma yüzeyine etki eden kuvvetin artmasına neden olmasıdır. Piston dayanma yüzeyine etkiyen bu kuvvet piston ile silindir arasında mekanik sürtünmelerin oluşmasına neden olmaktadır. Oluşan bu sürtünme kuvvetleri nedeniyle sistemlerin sıcaklığı artmakta, aşınmalar meydana gelmekte, sistem verimi düşmekte ve sistem çalışma ömrü azalmaktadır. Bu sorunu çözmek için birçok tasarım çalışması yapılmış (Rhombic, Scotch Yoke, Eğik Plaka vb.) ve bu alanda çalışmalar yapılmaya devam etmektedir. Fakat bu mekanizmalarda her ne kadar silindir yaslanmaları azaltılsa da bazı olumsuz yönlerinden dolayı kullanımı sınırlı kalmıştır. Bu çalışmada geleneksel krank-biyel-piston mekanizmasında pistonun yapmış olduğu ikincil hareketten dolayı piston ile silindir arasındaki etkileşimi en aza indirmek amacıyla tasarlanan yeni krank biyel mekanizması tanıtılmıştır. Yapılan yeni tasarımın, geleneksel krank-biyel-piston mekanizmasına göre piston yanal hareketini hangi oranda değiştirdiğini tespit etmek için her iki sistem farklı krank mili açıları (15,30,45,60) için Solidwork programı vasıtayla modellenmiş ve Ansys Workbench programı yardımıyla pistonların eksenel yöndeki deformasyonları incelenmiş. Geleneksel sisteme göre yeni tasarımın ortalama %64’lere varan iyileşme sağladığı tespit edilmiştir.