Model bir motorun pistonuna ısı geçişinin simülasyonu ve etkilerinin incelenmesi
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 84350
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Eğitim ve Öğretim, Makine Mühendisliği, Education and Training, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
ÖZET Motorlar kullanılan yakıt türü ve işletme şartlarına bağlı olarak çok farklı sıcaklıklara sahiptir. İçten yanmalı motorlarda piston mekanik ve ısıl yönden zorlanan bir elemandır. Pistonun dinamik zorlanması yanında ısıl genleşmesi ve buna bağlı olarak aşınması pistonun ısıl yükü ile yakından ilgilidir. Ortalama ısı yükünün piston yüzeyine farklı olarak dağılması, pistonun kısa süreli olarak yüksek sıcaklıklara maruz kalması ve oluşan yüksek ısının kısa sürede transfer edilme zorunluluğu gibi ısıl etkenler piston tasarımını ve malzeme seçimim etkilemektedir. Piston tepesi eteğine göre daha fazla ısındığından üst çap etek çapından biraz daha küçük yapılmaktadır. Ayrıca perno ekseni yönündeki çap ona dik yöndeki çapa göre biraz daha küçük yapılmaktadır. Pistondaki bu koniklik ve ovallik pistonun silindir içinde daha rahat hareket etmesini sağlayabilmek için verilmektedir. Pistonlar ve silindir gömlekleri imal edilirken piston çapı eksi toleranslarla, silindir gömlek çapı ise artı toleranslarla işlenmektedir. Böylece piston ile silindir gömlekleri arasında bir çalışma boşluğu bırakılmaktadır. Piston üzerine gelen ısı yükünü simüle etmek amacıyla model bir piston seçilmiştir. Pistonun kompresyon bölgesindeki sıcaklıkların incelenmesi için koordinatları birbirinden farklı 8 küçük delik açılmıştır ve açılan deliklere termokupllar yerleştirilmiştir. Bir deney düzeneği kurularak piston bir elektrikli ısıtıcıyla 280 °C ye kadar ısıtılmıştır. Piston bu sıcaklığa ulaştığında termokupllar vasıtasıyla iç bölgelerdeki, hazır bir termometre ile de dış bölgelerdeki sıcaklıklar ölçülmüştür. Ayrıca hassasiyeti 0.001 mm olan bir komparatör vasıtasıyla piston çapındaki genleşme ölçülmüştür. Pistonun ısıl ve yapısal değişimi teorik bir model ile ayrıca ele alınmıştır. Teorik modelde pistonun üstten 48 mm lik (piston pimine kadar olan) kısmı dört eşit dilime ayrılarak beş adet katman elde edilmiştir. Her katman açısal olarak 16 eşit parçaya, radyal olarak 3 eşit parçaya bölünerek toplam 245 adet nokta elde edilmiştir. Bu noktalardan 146 tanesi dış yüzeylerde kalmıştır. Dış yüzeylerde oluşan 146 noktanın yansının sıcaklığı ölçülerek belirlendiğinden diğer yarısının sıcaklığı da tahmin edilerek belirlenmiştir. İç bölgelerde kalan toplam 99 adet sıcaklık bir bilgisayar programı hazırlanarak hesap edilmiştir. Böylece bir pistonun üzerindeki sıcaklık dağılımının nasıl olduğu tespit edilmiştir. Piston çapındaki uzama teorik modelde ayrıca ele alınmıştır. Pistonun ovallik ve konikliği de dikkate alınarak her katmandaki piston çapının ve ortalama sıcaklığının değişimi incelenmiştir. Deneysel ve teorik olarak elde edilen değerler ile pistona ait standart değerler karşılaştırılmıştır. Böylece pistonun çalışma şartlarına göre silindiriçerisindeki genleşme durumu hakkında bilgi edinilmiştir. Piston ve silindirin toleranslı ölçülerine bağlı olarak ne kadar piston boşluğu, ne kadar ısıl genleşme ve ne kadar bir çalışma boşluğunun olduğu incelenmiştir. Neticede rodaj döneminde model piston ile silindir arasında ve perno eksenine dik yönde (+ 0.005 mm) - (+ 0.054 mm) bir boşluk olduğu ve daha sonra bu toleransın aşınma sonucu 0. 187 mm lik bir boşluğa kadar çıktığı görülmüştür. II
Özet (Çeviri)
SUMMARY The engines have very different temperatures in according to fuel types and running condition. In the internal combustion engines piston is an element which is forced mechanically and thermally. Besides dynamic forcing of piston, expansion and wear occuring as result of expansion are related with heating load of piston. Thermal factors such as differently expansion of average thermal load on piston surface, pistons exposure to high temperatures for short time and obligation of transfering high temperatures in a short time determine piston design and material selection. Top diameter is made smaller than skirt diameter because piston crown is heated more than piston skirt. In addition the diameter in direction of piston pin axis is made smaller than the diameter in the perpendicular direction. In order to move freely in the cylinder piston is designed as oval and conical. In manufacturing piston diameter is produced with minus tolerances, cylinder liner diameter is produced with plus tolerances. So a clearance is always left between the piston and cylinder liner. In order to simulate heating load exposed on piston, a model of piston is selected. 8 individual holes having different coordinates are drilled in piston compression area. Thermocouples are placed in the holes. Setting up an experimental components, piston is heated by an electrical heater. In this process, the maximum working heat which is 280 °C is set as a reference. When piston reaches this heat level, interior heats are measured by thermocouples and exterior heats are measured by a special thermometer. Furthermore, extension of the piston diameter is measured by a comparator having 0.001 mm sensitivity. In addition, thermal and constructional variations of piston are took account in a theoretical model. In this model S layers have been obtained dividing piston upper 48 mm section into four equal parts. 245 points have been obtained by means of dividing each layer into 16 equal angular and 3 equal radial parts. Temperatures of half of 146 points occured on external surface have been measured. The rest temperatures have been estimated. Temperatures of 99 points in internal regions have been computed by computer program. So heat distribution on piston has been determined. Extension of the piston diameter is considered in the theoretical model. Conic and oval shape of the piston is examined in each layer. mDimensional values of standard piston have been compared with experimental and theoretical results. Thus expansion of piston in cylinder with respect to working conditions has been examined. Piston clearance, thermal expansion and working clearance according to tolerated diameters of piston and cylinder have been investigated. In conclision, it has been seen that there is a clearance (+ 0.005 mm) - (+ 0.054 mm) between the piston and cylinder in the perpendicular to piston pin axis in rodage period and then this tolerance gradually reduce to zero and then reaches until 0. 187 mm clearance. IV
Benzer Tezler
- Design and development of a two-stroke engine with rhombic drive mechanism
İki zamanlı rombik hareket mekanizmalı bir motorun tasarımı ve geliştirilmesi
EROL GÜLTEKİN
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÇINAR
- TIER IV emisyon seviyesine sahip bir dizel motorun hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile akış ve yanma analizi
Computational fluid dynamics analysis of flow and combustion of a TIER IV emissions standard diesel engine
HAKAN GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SITKI USLU
- Bir dizel motorda hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanarak özgül yakıt tüketimi ve emisyonlar açısından piston çanak geometrisinin optimizasyonu
Optimization of piston bowl geometry in terms of fuelconsumption and emissions using computational fluiddynamics in a diesel engine
CANER AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI USLU
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL
- İçten yanmalı motorlarda farklı yanma odası geometrilerinin performans ve emisyonlara etkisi
The effects of different combustion chamber geometries on the performance and emissions of a internal combustion engine
ABDURRAHMAN DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR