Benzinli genel amaçlı motorların maksimum güçteki performanslarının karşılaştırılması için basit bir yaklaşım
Öz
Bahçe çapa makineleri, zincirli testereleri, jeneratörler, çim biçme makineleri, mini traktörler gibi makinelerde kullanılan tek veya çift silindirli, düşük güç çıkışlı motorlar genel amaçlı motorlar olarak adlandırılmaktadır. Her motor üreticisinin kendine özgü yapısal tasarımlara sahip motorları bulunmaktadır. Bu motorların güçleri genel olarak kurs hacmine bağlı olarak değişmektedir. Ancak motor katalogları incelendiğinde kurs oranı, maksimum güçteki hızı ve sıkıştırma oranı gibi karakteristik özellikleri birbirinden farklıdır. Bu çalışmada kurs hacmi, sıkıştırma oranı ve kurs oranı birbirinden farklı olan benzinli genel amaçlı motorların maksimum güçteki performansları, sürtünme, tersinmezlik, egzoz ve ısı kayıpları da dikkate alınarak karşılaştırılabildiği basit bir termodinamik model sunulmuştur. Sayısal çalışma için 5 farklı üreticiye ait 10 adet genel amaçlı motorun fiziksel özellikleri referans alınarak maksimum güç ürettikleri şartlarda termodinamik modellemeleri yapılarak performansları karşılaştırılmıştır. Motorlara ait kataloglardaki güç değerleri ile termodinamik modele göre hesaplanan güç değerleri birbirine oldukça yakın çıkmıştır ve bu termodinamik modelin kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Oluşturulan termodinamik modele göre motorların maksimum çevrim sıcaklıkları, özgül yakıt tüketimleri ve güç yoğulukları karşılaştırılmıştır. Ayrıca her motora ait ısı balansı oluşturulmuştur. Marka, model ve kurs hacmi ve efektif gücünden bağımsız olarak motor parametreleri kurs oranı ve özgül yakıt tüketimine bağlı olarak incelenmiştir. Yapılan inceleme neticesinde özgül yakıt tüketimi ve kurs oranının artmasıyla birlikte maksimum çevrim sıcaklığı, güç yoğunluğu ve mekanik verimde azalma meydana gelmektedir. Bununla birlikte kurs oranının artması özgül yakıt tüketimini de artırmaktadır. Elde edilen sonuçlara göre motorların karşılaştırılması için yalnızca kurs hacmi ve motor gücü gibi basit özelliklerin yanında kurs oranı, sıkıştırma oranı gibi özelliklerin de karşılaştırma için önemli ve etkili parametreler olduğu görülmüştür. Bu çalışma neticesinde, sunulan termodinamik modelin farklı fiziksel özelliklere sahip benzinli genel amaçlı motorların karşılaştırılabilmesi için kullanılabileceği görülmüştür.
Anahtar Kelimeler
References
- Ansermet, J. P., & Brechet, S. D. (2019). Principles of Thermodynamics. Cambridge University Press.
- Arabaci, E. (2018a). Artık gaz kesri ve kurs oranının tersinmez Otto çevriminin performansına ve entropi üretimine etkileri. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (14), 83-89.
- Arabaci, E. (2018b). A new approach to the determination of heat balance in general purpose gasoline engines. International Conference on Technology and Science. Retrieved January 01, 2019, from http://dergipark.gov.tr/sjmakeu/page/5766
- Chase Jr, M. W. (1998). NIST-JANAF thermochemical tables. J. Phys. Chem. Ref. Data, Monograph, 9.
- Diesel, R. (1898). U.S. Patent No. US608845A. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
- Dobrucali, E. (2016). The effects of the engine design and running parameters on the performance of a Otto–Miller Cycle engine. Energy, 103, 119-126.
- Ebrahimi, R. (2011). Effects of mean piston speed, equivalence ratio and cylinder wall temperature on performance of an Atkinson engine. Mathematical and Computer Modelling, 53(5-6), 1289-1297.
- Ebrahimi, R. (2012). Performance analysis of an irreversible Miller cycle with considerations of relative air–fuel ratio and kurse length. Applied Mathematical Modelling, 36(9), 4073-4079.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Emre Arabacı
*
0000-0002-6219-7246
Türkiye
Publication Date
March 31, 2019
Submission Date
January 15, 2019
Acceptance Date
March 2, 2019
Published in Issue
Year 2019 Number: 15
Cited By
Yakıt olarak benzin ve LPG kullanılan buji ateşlemeli bir motorun simülasyonu ve performans analizi
Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.561583