Geri Dön

Hidrolik supap ayarlı motorlardaki itici sistemin modelinin oluşturulması ve simülasyonu

Modelling and simulation of a hydraulie value lifte of a car engine

  1. Tez No: 100825
  2. Yazar: CEMAL BAYKARA
  3. Danışmanlar: PROF.DR. AYBASE ÇAKIR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2000
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 106

Özet

HİDROLİK SUPAP AYARLI MOTORLARDAKİ İTİCİ SİSTEMİNİN MODELİNİN OLUŞTURULMASI VE SİMÜLASYONU ÖZET Günümüzde otomotiv teknolojisinde gerek ekonomik gerekse çevresel kaygılarla, içten yanmalı motorlarda verimin arttırılması amacı ile yeni teknolojilere yönelinmekte ve mevcut sistemlerin de geliştirilmesine çalışmaktadır. Henüz içten yanmalı motorlara rakip olabilecek alternatiflerin teknolojik ve ekonomik açıdan istenilen düzeye erişmemiş olmaları nedeni ile bu tip motorların geliştirilmelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca otomotiv sektöründe yaşanan yoğun rekabet ve müşteri talepleri doğrultusunda daha az bakım gerektiren ve daha uzun ömürlü sorunsuz motorların geliştirilmesi ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu nedenle motorlarda kullanılan klasik supap sistemleri, gerek performans ve ömür gerekse bakım ihtiyaçları nedeni ile yerlerini hidrolik sistemlere bırakmaktadırlar. Hidrolik sistemler zamanlamaya yaptığı olumlu etki ile motor performans ve verimini arttırırken, boşluk oluşumunu engelleyerek de aşınma ve gürültü gibi istenmeyen etkileri de ortadan kaldırarak bakım, ömür, dolayısı ile ekonomi ve konfor konularında ilerleme sağlamaktadırlar. Kompüter teknolojisinde son yıllarda yaşanan hızlı ilerleme ile ortaya çıkan yüksek performanslı makinalar, daha önce yapılan simulasyon programlarında kullanılan parametrelerin geliştirilerek daha hassas ve doğru sonuçların elde edilebilmesine olanak sağlamaktadır. Ülkemizde bu konuda daha önce yapılmış çalışmaların bulunmaması ve gelecekte ülkemizde imal edilecek motorların da bu sistemlerle donatılmış olacakları dikkate alınarak bu çalışmada çeşitli hidrolik supap ayarlı sistemlerde kullanılabilen bir hidrolik supap itici sistemi ele alınarak, bu konuda daha önce yapılmış olan çalışmalardan hareket edilmek sureti ile günümüz teknolojisinin verdiği imkanlar vasıtası ile gerçek yapıya daha uygun sonuçlar elde edilmeye çalışılmıştır. Ele alınan itici sistemi blok içerisine yerleştirilmiş hareketli bir gövde ve bunun içinde yine hareket eden bir pistondan meydana gelmektedir. Blok ile gövde arasındaki yağ sürtünmesinin yanında aynı tip bir sürtünme, piston ile gövde arasında da mevcuttur. Piston ve gövde üzerinde mevcut deliklerden motor bloğunda bulunan yağ kanallarından aktarılan akışkan sistemin içerisine nüfuz edebilmektedir. Piston içerisindeki hazneye dolan yağ, alt kısımda bulunan bir bilyalı çekvalf yardımı ile kontrol edilerek, hazne içerisindeki basınç değişimi ayarlanmakta ve piston ve gövdeyi bağlayan bir yay vasıtası ile de bu iki parçanın birbirlerine göre hareketleri kontrol altında tutulmaktadır. Kam mili tahriği doğrudan gövdeye etki etmekte ve gövde ve pistonun haznelerindeki yağ aralığı ile darbesiz bir hareket elde edilmektedir. Pistonun supap sistemi ile temas ettiği üst bölgesindeki yağ kanalı vasıtası ile bu temas yüzeyinin de yağlanması sağlanmaktadır. Gövdenin blokla ve pistonun gövdeyle temasını sağlayan yüzeyler üstte ve altta belirli bölgelerin temas etmesini sağlayacak şekilde işlenmişlerdir. Sistem, sisteme etkiyen kuvvetler, yağın hazne içerisindeki davranışı, çekvalfin açılma ve kapanma durumlarında hasıl olan değişiklikler ve kam milinin IXtahriği dikkate alınarak modellenmiştir. Yağ hazne içerisinde sıkıştırılabilir kabul edilmiş ve viskozite bir parametre olarak sisteme eklenerek, değişmesinden kaynaklanan etkiler simulasyona katılmıştır. Bu şekilde model gerçek sisteme mümkün olduğunca yaklaştırılmıştır. Yağın içerisine aldığı hava miktarı, yani bulk modülündeki değişim bir parametre olarak modele dahil edilmiştir. Bu değerlerdeki değişikliklerden kaynaklanan sistem cevabındaki farklılıklar tespit edilmiştir. Viskozitenin sistemin davranışına etkisini tespit etmek amacı ile BP Visco- Static 20W-50 ve Esso Uniflo 10W-50 yağlarının 50 ve 100°C'daki viskozite değerleri kullanılarak sistem cevabı elde edilmiştir. Referans alınan sıcaklıklar otomobil motorlarında yağ sıcaklığının değişik ortam ve zamanlarda ulaşabileceği değerlerdir. Bu aşamada simülasyon, sönümün en fazla önem kazandığı, iticinin kama tam olarak oturduğu geçiş bölgesinde yapılarak değişikliğin daha rahat görülebilmesine çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar, çekvalfin açılma ve kapanma bölgelerinde sistem karakteristiğinin nasıl değiştiğini göstermekle birlikte sıkıştırılabilir akışkan kabulünün genel karakteristiği önemli ölçüde değiştirdiğini ve bulk modülünün değişiminin eğrilerde kaydadeğer sapmalara neden olduğunu göstermektedir. Bunun yanında motor sıcaklığının, dolayısı ile yağ sıcaklığı ve viskozitesinde meydana gelen değişikliğin, sistemin cevabındaki sönüme büyük ölçüde etki ettiği tespit edilmiştir. Oluşturulan model, Mathworks Inc. tarafından geliştirilen Matlab programı ile üç ayrı yaklaşım vasıtası ile simüle edilerek sonuçlar karşılaştırılmış ve elde edilen en hassas sonuçlara ait datalar kaydedilerek Microsoft Corporation'ca geliştirilen Excel programı ile tablolar haline getirilerek çalışmada sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

MODELLING AND SIMULATION OF A HYDRAULIC VALVE LIFTER OF A CAR ENGINE SUMMARY Under the influence of economical and enviromental concerns, 1990's automotive industry is moving towards new technologies to increase the efficiency of combustion engines and striving to improve the current systems. Due to the fact that the alternatives to the combustion engines have not yet reached the sufficient technological and economical levels, it is necessary to develop the current systems. Moreover the intense competition and the consumer demand in the automotive industry has made it necessary to develop engines with longer life spans and require less maintainance. Therefore, the classical valve systems used in the engines have been replaced by hydraulic valve systems with longer life, higher performance and lower maintainance requirements. With the better valve timing and increased engine performance and efficiency, and by reducing the valve clutter, hydraulic valves eliminate unwanted effects such as noise and wearing. Therefore hydraulic valves increase the economy and comfort of the car by improving the maintainance and life. The fast pace of development in the computer technology during the last decade resulted in computers with higher performance which allowed parameters used in previous simulations to be improved: therefore produced more accurate and precise results. In this study, by examining hydraulic valve lifter that can be used in different types of valve trains and by building on previous studies on this subject, more accurate results that are closer to the actual system were tried to achieve using current technologies. The follower system studied is made up of a freely moving body placed in a block and a piston that also moves in the body. A similar type of oil friction exists between block-body and plunger-body. Passing from the gallery within the engine block, fluid can flow through the orifices on the plunger and body, and fills the chambers. Oil that fills the pressure chamber in the plunger is checked with a ball checkvalve located in the lower part of the plunger and the pressure change in the chamber can be adjusted. The movement of the plunger through the body is controlled with a spring connecting them. Cam shaft drive directly influences the body and with the oil filled clearence in the body and the plunger chambers, a shockless movement is achieved. Through the orifice located in the upper part of the plunger which touches the valve train, oil can reach the contact surface. Surfaces between body-block and piston-body are designed to produce partial contact surfaces on the top and the bottom. This system is modelled by taking into consideration, forces affecting the system, movement of oil in the chamber, changes occuring during the opening and closing of the checkvalve, and the cam shaft drive. Oil is considered compressible within the chamber and viscosity taken as a system parameter, viscosity changes XIhave been added to the simulation. As a result the model is approximated as close to the real system as possible. Amount of air entrapped by the oil, change in the bulk modulus, has been included in the model as a parameter. Changes in the system response has been recorded as a result of changes in the bulk modulus. In order to assess the influence of viscosity on the system characteristic, viscosity values of BP Visco-Static 20W-50 and Esso Uniflo 10W-50 engine oils at 50 and 100°C are used to obtain system response. The reference temperatures are values an engine can reach during the operation period. In this phase, simulation is run in the transient area where the cam touches the body and the damping effect is of utmost importance, in order to better investigate the changes and observe the results. Results obtained show how the system character changes in the opening and closing areas of the checkvalve, compressible fluid consideration causes considerable changes in the general characteristic, and changes in the bulk modulus results in important deviations in the curves. Moreover, because of the changes in the engine temperature and consequently, in the oil temperature and viscosity has an important effect on the damping of the system response. The model has been simulated by Matlab developed by Matworks Inc. with three different approaches, the data has been saved in ASCII format and Excel developed by Microsoft Corporation has been used in tables and charts. XII

Benzer Tezler

  1. Tez No

    530990

    Elektro hidrolik supap sistemi tasarımı

    Design of an electro hydraulic valve train system

    CİHAT ÇİFTÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHARREM ERDEM BOĞOÇLU

  2. Tez No

    93731

    Değişken supap açılma ve kapanma açılarının motor çalışma şartları üzerindeki etkisi

    The Analysis of the effect of variable valve opening and closing angles on the engine operating conditions

    ŞEVKİ KAPANCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN DENİZ

  3. Tez No

    104329

    İçten yanmalı motorlarda değişebilen supap zamanlamasının yakıt ekonomisine etkileri

    Başlık çevirisi yok

    CİHAN DİNÇEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AHMET KOLİP

  4. Tez No

    292249

    Optimization of timing drive system design parameters for reduced engine power loss

    Motor güç kayıplarının azaltılması için zamanlama sistemi tasarım parametrelerinin optimizasyonu

    UMUT UYSAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN

  5. Tez No

    349833

    İçten yanmalı motorlarda çevrim atlatma mekanizması ve tahrik sisteminin geliştirilmesi

    To devolop skip cycle mechanism and drive system for a internal combustion engine

    FIRAT MEHMET GÜNKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEMAL BAYKARA

Geri Dön