İçten yanmalı dizel motor pistonu tasarım, analiz ve imalatı
Design, analysis, and manufacturing of an internal combustion diesel engine piston
- Tez No: 946562
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT CİNİVİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Bu tez çalışmasında, içten yanmalı dizel motorlarda kullanılan pistonların mühendislik temelli olarak tasarımı, yapısal ve termal analizi ile üretilebilirliği incelenmiştir. Dizel motorlarda pistonlar, yüksek sıcaklık ve basınca doğrudan maruz kalan kritik elemanlar olduğundan, bu bileşenlerin hem mekanik hem de ısıl yükler altındaki davranışlarının doğru şekilde değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu kapsamda, öncelikle pistonun geometrik boyutları teorik hesaplamalarla belirlenmiş, ardından SolidWorks yazılımı kullanılarak 3 boyutlu modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan model, ANSYS ortamında sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilerek mekanik gerilme dağılımı, sıcaklık alanı ve deformasyon değerleri değerlendirilmiştir. Mekanik analiz sonuçlarına göre, piston tepe yüzeyine uygulanan 5,884 MPa büyüklüğündeki iç basınç altında oluşan maksimum gerilme değeri 51,6 MPa olarak hesaplanmış ve kullanılan E-145 alüminyum alaşımının izin verdiği sınırların oldukça altında kalmıştır. Termal analizlerde ise, maksimum sıcaklık değeri 410,36 °C ile piston tepe bölgesinde yoğunlaşmakta olup, bu sıcaklık değerinin yapının bütünlüğünü olumsuz etkilemediği gözlemlenmiştir. Ayrıca, toplam deformasyon değeri 0,019 mm olarak bulunmuş ve piston ile silindir arasındaki izin verilen boşluktan düşük olduğu için tasarımın güvenli aralıkta kaldığı görülmüştür. Elde edilen tüm bu sonuçlar, tasarlanan pistonun hem mekanik hem de termal yükler altında güvenle çalışabileceğini ve uzun süreli kullanım için uygun bir yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Çalışma, dizel motor pistonlarının mühendislik hesaplarıyla optimize edilmesi ve bilgisayar destekli analiz yöntemleriyle doğrulanması açısından literatüre ve endüstriyel uygulamalara katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the engineering-based design, structural and thermal analysis, and manufacturability of pistons used in internal combustion diesel engines have been investigated. As pistons are critical components directly exposed to high temperatures and pressures in diesel engines, it is of great importance to accurately evaluate their behavior under both mechanical and thermal loads. Within this scope, the geometric dimensions of the piston were initially determined through theoretical calculations, and subsequently, a three-dimensional model was created using SolidWorks software. The developed model was analyzed in the ANSYS environment through the finite element method, and the distributions of mechanical stress, temperature field, and deformation values were evaluated. According to the results of the structural analysis, the maximum stress value under the internal pressure of 5.884 MPa applied to the piston crown was calculated as 51.6 MPa, which remains significantly below the allowable limit of the selected E-145 aluminum alloy. In the thermal analysis, the maximum temperature was observed to concentrate at the piston crown region, reaching 410.36 °C, and this level of heat exposure was found not to compromise the structural integrity of the component. Additionally, the total deformation was calculated as 0.019 mm, which is well within the allowable clearance between the piston and cylinder liner, indicating that the design is within a safe operational range. All these findings demonstrate that the designed piston can operate safely under combined mechanical and thermal loads and possesses a suitable structure for long-term service conditions. This study contributes to the literature and industrial applications by providing an optimized engineering design of diesel engine pistons, validated through computer-aided analysis methods.
Benzer Tezler
- İçten yanmalı dizel motor konsept tasarımında parametrik tasarım yönteminin kullanımı
Parametric design method in concept design of diesel internal combustion engines
AHMET YAYLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- CODAG ile tahrik edilen askeri bir geminin sevk sistemi eksenel ve burulma titreşim analizi
Axial and torsional vibration analysis of a naval vesel propulsion system driven by CODAG
ABDULLAH GÖKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL
- Kompresör çark tasarımına etki eden parametrelerin incelenmesi
Investigation of compressor impeller design parameters
EDA BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Dizel motor pistonlarında yağ galerisi etkilerinin termal ve yapısal olarak incelenmesi
Investigation of thermal and structural effects of cooling oil gallery in diesel engine pistons
ORHAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
DOÇ. HASAN KÖTEN
- Comparative study of combustion modes in internal combustion engines using CFD simulations
İçten yanmalı motorlarda farklı yanma modlarının SAD yaklaşımı kullanarak karşılaştırılması
MOBIN MAJIDI DOLAT ABADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM SORUŞBAY