Dört silindirli dört zamanlı bir dizel motorunun dinamik modeli ve titreşimlerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: HAMİT SOLMAZ

Danışman: HALİT KARABULUT

Özet:

Taşıtlarda sürüş güvenliği ve konforu olumsuz yönde etkileyen unsurlardan birisi titreşimlerdir. Taşıt titreşimlerinin temel kaynakları yol pürüzlülüğü ve motor titreşimleridir. İçten yanmalı motorda meydana gelen titreşimler, motorun çalışma prensibinin gereği olarak tamamen yok edilememektedir. Ancak hareketli parçaların kütlelerinde yapılacak optimizasyonlarla bu titreşimler azaltılabilir. Ayrıca uygun motor takozlarının kullanılmasıyla meydana gelen titreşimlerin karoseriye iletimi de minimize edilebilmektedir. Bu çalışmada dört silindirli dört zamanlı bir dizel motorunun dinamik modeli geliştirilmiş ve motor titreşimleri incelenmiştir. Geliştirilen model motor bloğunun üç eksendeki öteleme hareketlerini, bu eksenler etrafındaki dönme hareketlerini ve krank milinde meydana gelen hız dalgalanmalarını ihtiva eden yedi serbestlik derecesine sahip bir modeldir. Modelde silindir gaz basınç kuvvetleri, hareketli parçaların atalet kuvvetleri, hidrodinamik ve kuru sürtünme kuvvetleri, harici yük momenti ve marş momenti dikkate alınmıştır. Motor bloğunun sabit bir zemine önden iki ve arkadan bir takoz ile bağlandığı kabul edilmiştir. Analizin daha gerçekçi olması için tek silindirli bir dizel motorundan deneysel olarak elde edilen silindir içi basınç verileri kullanılmıştır. Modelin sayısal çözümü için Taylor seri metodu kullanılmış ve FORTRAN dilinde bir program hazırlanmıştır. Geliştirilen simülasyon programı kullanılarak farklı motor yüklerinin, silindir basıncında meydana gelen çevrimsel farklılıkların, biyellerin atalet kuvvetlerinin, birleştirilmiş krank ve volan atalet momentlerinin, pistonların atalet kuvvetlerinin, karşı ağırlıkların atalet kuvvetlerinin etkileri incelenmiştir. Uygun takoz parametrelerinin belirlenebilmesi için öncelikle her eksendeki optimum eşdeğer takoz parametreleri belirlenmiş daha sonra tork dönme ekseni dikkate alınarak üç takoz için ayrıklaştırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen modelin içten yanmalı motorların titreşim kaynaklarının belirlenmesinde, bu titreşimleri azaltma çalışmalarında ve uygun takoz parametrelerinin belirlenmesinde kullanılabileceği belirlenmiştir.