Üç boyutlu egzoz titreşim modeli
3 D exhaust vibration model
- Tez No: 104129
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ GÜVENÇ GÖKTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 202
Özet
ÖZET Bu çalışmada, egzoz sisteminin karakteristik özelliklerini belirlemek amacıyla üç boyutlu egzoz titreşim modeli tanıtılmıştır. Modele ait hareket denklemlerinin nasıl çıkarıldığı hakkında bilgi verilmeden önce yol pürüzlülüğü hakkında bilgi verilmiştir. Yol pürüzlülüğü taşıt titreşimleri için çok önemli bir kavramdır. Yol profillerini bilinmeden test yollarındaki ortam laboratuvarda simule edilemez. Ayrıca yol pürüzlülüğünün taşıtlar üzerindeki etkisi tam kavranamaz. Dolayısıyla yol pürüzlülüğünün nasıl ölçüldüğü ve yol pürüzlülük ölçüm sistemleri önemlidir. Bu nedenle yol pürüzlülüğünü ölçen sistemler hakkında bilgi verilmiştir. Test yollarındaki yük bilgisinin kaydedilmesi bu bilgilerin laboratuvar ortamında tekrar elde edilmesi için gereklidir. Yük bilgisi genel olarak strain-gage, kuvvet kaptörü ve data sınıflandırma sistemleri kullanılarak kaydedilir. Bu ölçüm aletleri hakkında da bazı bilgiler verilmiştir. Bugün yaygın olarak kullanılan test yöntemlerinde yük dataları test yollarında kaydedilmektedir. Bu datalar özellikle egzoz sisteminin gövdeye bağlantı noktalarında ve ayrıca çeşitli kritik salınım bölgelerinde bulunan çok yönlü ivmelendiricilerden ve özellikle kritik gerilme bölgelerine yerleştirilen strain gage'lerden sağlanmaktadır. Daha sonra laboratuvar şartları altında çok akslı test donanımlarında aynı zorlama şartlan sağlanmaya çalışılmaktadır. Bu amaçla test yollarında egzoz elemanları ve motor üzerine kaydedilmiş cevabı elde etmek üzere iteratif prosesler uygulanmaktadır. Simülasyonun başarısı iterasyon prosesine bağlı olup.sisteminin nonlineer elemanlarının etkisi arttıkça zorlaşmaktadır. Laboratuvar ve test yollarında yapılan testler zaman alıcı ve çok masraflıdır. Üç boyutlu egzoz titreşim modelinin amacı laboratuvarda ve test yollarında yapılan testlere olan ihtiyacı azaltmaktır. Matematik sel olarak yol profilinin bilinmesi ile laboratuvar ve test yollarında elde edilen aracın çeşitli kısımlarına ait transfer fonksiyonları ve güç spektrum yoğunlukları üç boyutlu egzoz titreşim modeli kullanılarak elde edilebilir. Üç boyutlu model, motor, dört tane aks, üç tane egzoz parçası ve taşıt gövdesini içermektedir. Modelde lastikler yay elemanlarıyla temsil edilmiştir. Yay ve egzoz parçaları taşıt gövdesine yay ve sönüm elemanlarıyla bağlanmıştır. Motoru ve egzoz parçalarını gövdeye bağlayan yay ve sönüm elemanlarının sayısı; a) Motor için üç tane yay ve sönüm elemanı b) Egzoz parçaları için iki tane yay ve sönüm elemanı Yukarıda bahsedilen modele ait parçaları gövdeye bağlayan yayların yanında, bu parçaları birbirine bağlayan yay ve sönüm elemanları vardır. Motor ve egzoz parçalarını birbirine bağlayan yay ve sönüm elemanlarının sayısı; a) Motoru birinci egzoz parçasına bağlayan yay ve sönüm elemanı b) Birinci egzoz parçasını ikinci egzoz parçasına bağlayan yay ve sönüm elemanı c) İkinci egzoz parçasını üçüncü egzoz parçasına bağlayan yay ve sönüm elemanı XVIIIModel kurulduktan sonra, modele ait her bir parçaya ait hareket ve moment denklemleri çözülmüştür. Bu denklemler, a) Yalpa moment denklemi b) Kafa vurma moment denklemi c) Düşey yöndeki hareket denklemi Bu denklemler yazıldıktan sonra bu denklemlerin terimlerinden kütle, yay ve sönüm matrisleri modele ait denklemleri MatLab ortamında çözmek için oluşturulmuştur. MatLab programının kullanımının kolay olması ve matris işlemlerini temel alması yüzünden bu çalışmada modele ait denklemlerin çözümü için MatLab programı tercih edilmiştir. Modelin doğru çalışıp çalışmadığını anlamak için bazı karşılaştırmalar yapılmıştır. Bu karşılaştırmalar, a) Üç boyutlu modelin literatürdeki modelle karşılaştırılması b) Üç boyutlu modelin iki boyutlu modelle karşılaştırılması Bu karşılaştırmalardan sonra taşıta ait motorun ve egzoz parçalarının atalet momenti gibi bazı değerlerin bilinmemesinden dolayı parametrik etütler yapılarak laboratuvarda yapılan ölçümlerden elde edilen sonuçlara yaklaşılmaya çalışılmıştır. Laboratuvar ortamında uyarı taşıta düşey yönde verilmesi rağmen taşıtın bu uyarıya cevabı sadece düşey yönde değil aynı zamanda yatay yöndedir. Bu sebeple motorun ve egzoz parçalarının birbirine yatay ve düşey yönde bağlandığı bir model daha iyi sonuçlar elde etmek için daha kullanışlı olacaktır. XIX
Özet (Çeviri)
SUMMARY In this study, to examine the characteristic vibration properties of exhaust system three dimension exhaust model was introduced. Before giving information about how the equation of motion of model was established, some information about road roughness was given. Road roughness is very important term for vehicle vibration. Without knowing road profiles, the conditions in proving grounds cannot be simulated in laboratories. And the effects of road roughness on vehicles cannot be understood. Therefore, it also important to know how to measure road roughness and the road roughness measurement systems generally used in worldwide. For that reason, information about road roughness measurement systems was given. The recording of load data in proving grounds is necessary for reproducing these data in laboratory. Recording of data on proving grounds made by gages called strain-gages, wheel force transducer, and data classification systems. Some information about these gages also was given. In today's most common used test methods, load data are recorded in proving grounds. These data are obtained from accelerators mounted to the points connecting exhaust system to vehicle body and from strain gages mounted on various critical tension regions. After recording data in proving grounds, in laboratory conditions on the multi rig test system, the same loads exposed to vehicle as on the proving grounds can be tried to obtain. For that reason, iterative procedure is applied in order to obtain the same response recorded on the exhaust components and motor on the proving grounds. Success of the simulation depends on iterative procedure. When the effect of the nonlinear elements of system increase, to attain successful simulation is difficult. The tests performed in laboratory and proving grounds are very expensive and time consuming. The purpose of the three dimension exhaust vibration model is to reduce the need for tests done in laboratory and proving grounds. With the knowledge of road profile by means of mathematical terms and the vehicle parameters, three dimension exhaust vibration model can be used to obtain the same transfer function and power spectral density function of vehicle's components as in laboratory and on proving grounds. Three dimension exhaust vibration model consists of motor, four axles, three exhaust components. In the model, tires were represented by springs. Motor, and exhaust components were connected to body with springs and dampers. The number of the springs and dampers connecting motor and exhaust components to body are; a) Three springs and dampers for motor. b) Two springs and dampers for each exhaust components. Besides the springs and dampers connecting the components mentioned above to body, there are springs and dampers connecting each components to each other. The number of the springs and dampers connecting motor and exhaust components to each other are; a) One spring and damper connecting motor to first exhaust component b) One spring and damper connecting first exhaust component to second exhaust component c) One spring and damper connecting second exhaust component to third exhaust component. xxAfter representing the model, equation of motion of each part of model was solved. These equations are; a) Equation of roll moment b) Equation of pitch moment c) Equation of vertical movement After establishing these equations, mass, spring, and damper matrices were created so as to solve this equation in MatLab environment. The main reason for the selection of MatLab for solving these equations is that Matlab is easy to use and takes matrix form as basis. To understand whether model worked correctly or not, some verifications were made. These were, a) Verification of 3D model against the model in literature b) Verification of 3D model against the 2D model After these verifications, because of the lack of information about some parameters such as motor's and exhaust components' inertial moments, parameter estimation was made to converge to the results obtained by measurements made in laboratory, In laboratory conditions, although excitation is given in vertical direction, the response of the vehicle components such as motor and exhaust systems is not only in vertical direction but also in horizontal direction. For that reason, the model in which motor and exhaust components connected to each other by springs and dampers in vertical and horizontal directions will be more useful to obtain much closer results. XXI
Benzer Tezler
- Traktör dikey egzoz sistemindeki hasarların titreşim analizi ile tespiti
Detection of damages in tractor vertical exhaust system by vibration analysis
HALİL ŞAMLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYLA TEKİN
- Ağır ticari aracın dizel motoruna ait egzoz manifoldunun ısıl olarak incelenmesi
Thermal investigation of exhaust manifold for a heavy commercial vehicle diesel engine
BURAK YALÇINDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- Wankel motoru ve çevrim atlatma sisteminin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the Wankel engine and skip cycle system
ÖMER CİHAN
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Eliptik motor tasarımı ve prototipinin imalatı
Elliptic engine design and manufacturing of prototype
NADİR AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAKUP İÇİNGÜR
- Influence of rib stiffener design parameters on the noise radiation of an engine block
Kaburga tasarım parametrelerinin motor bloğundan yayılan gürültü üzerine etkileri
ENDER BALCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN