Research Article
BibTex RIS Cite

Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi

Year 2020, Issue: 8, 20 - 27, 31.12.2020

Abstract

Bu çalışmada buji ateşlemeli tek silindirli bir motorun standart kam mekanizması yerine elektromekanik supap mekanizması kullanılmasının silindir içi akış parametrelerine etkisi Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı ile incelenmiştir. Klasik kam mekanizması ile farklı devirlerde silindir içi basınç ve manifold üzerinden silindire giren havanın debisi deneysel olarak ölçülmüştür. Deneysel ölçümlerden sonra Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Yazılımı olan Ansys FORTE yazılımı kullanılarak silindir içi akış simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Standart Kam Mekanizması ile yapılan deneysel ölçümler ile standart kam mekanizması ile yapılan analizler doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Elektromekanik supap mekanizmasının motorun standart supap açılma zamanlarına göre kullanılması durumu incelenmiştir. Bu ölçülen değerlerde analiz sonuçları ile doğrulaması yapıldıktan sonra deneysel olarak ölçülemeyen ve yanma verimliliğine etkisi olan yatay girdap, dikey girdap gibi değerlere devirin etkisi analiz sonuçları ile ortaya konmuştur. Analiz çalışmasında elektromekanik supap profili için literatür araştırması yapılmış ve en ideal supap açılma süresi belirlenmiş ve bu süreye göre elektromekanik supap profilleri farklı devirler için oluşturulmuştur. Elektromekanik supap mekanizması kullanılması durumunda motorun volumetrik veriminde iyileşmeler olduğu görülmüştür. Volumetrik verimin artması dolaylı yoldan yanma verimliliğine olumlu etkilerin olduğu bu çalışmayla ortaya konmuştur.

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

114R058

References

  • [1] Gould, L., Richeson, W., and Erickson, F., (1991) Performance Evaluation of a Camless Engine Using Valve Actuation with Programmable Timing, SAE Paper No.910450.
  • [2] Taylor, C.F., (1997) The Internal Combustion Engine in Theory and Practice, Mit press, Volume 2, USA, 157-161.
  • [3] Krauter P., Heuser P., and Schebitz M., (1992) Strategies to Improve SI-Engine Performance by Means of Variable Intake Lift, Timing and Duration, SAE Paper No. 920449.
  • [4] Pischinger, M., Salber, W., Staay, F.V.D., Baumgarten, H. ve Kemper, H. (2000) Benefits of the electromechanical valve train in vehicle operation, Variable Valve Actuation", 43-53.
  • [5] Park, S.H., Lee, J., Yoo, J. and Kim, D., (2003) A study on the design of electromagnetic valve actuator for VVT engine", KSME International Journal, 17, 357-369.
  • [6]Park, S.H., Lee, J., Yoo, J., Kim, D. ve Park, K., (2003b) Effects of design and operating parameters on the static and dynamic performance of an electromagnetic valve actuator, Journal of Automobile Engineering, 217, 193-201.
  • [7]Park, S.H., Lee, J., Yoo, J., Kim, D., Park, K. and Cho, Y., (2001) A developing process of newly developed electromagnetic valve actuator - effect of design and operating parameters, SAE, 02FFL-93.
  • [8]Nitu, C., Gramescu, B. and Nitu, S., (2005) Application of electromagnetic actuators to a variable distribution system for automobile engines, Journal of Materials Processing Technology, 161, 253-257.
  • [9]Wang, Y., Stefanopoulou, A., Haghgooie, M., Kolmanovsky, I. and Hammoud, M. (2000) Modeling of an electromechanical valve actuator for a camless engine", Proceedings AVEC, 5 th Int. Symposium on Advanced Vehicle Control, 93.
  • [10]Giglio, V., Iorio, B., Police, G. and Gaeta, A. (2002) Analysis of advantages and of problems of electromechanical valve actuators, Variable Valve Actuation", SAE 2002-01-1105.
  • [11] C Schernus and others, ‘Modeling of Exhaust Valve Opening in a Camless Engine’, Papers\SAE Papers\SI 1990-2002, 2002.
  • [12] Alex Gibson and Ilya Kolmanovsky, ‘Modeling Positive Intake Value Overlap Air Charge Response in Camless Engines’, American Control Conference, 2003. …, 2003, 755–60.
  • [13]F M Mahrous and others, ‘Computational Fluid Dynamics Simulation of in-Cylinder Flows in a Motored Homogeneous Charge Compression Ignition Engine Cylinder with Variable Negative Valve Overlapping’, Proceedings of the Institution

Investigation of the Effect of Using Electromechanical Valve Mechanism on Air Flow Parameters in Spark Ignition Single Cylinder Engine with CFD Method

Year 2020, Issue: 8, 20 - 27, 31.12.2020

Abstract

In this study, the effect of using electromechanical valve mechanism instead of standard cam mechanism of a spark ignition single cylinder engine on the in-cylinder flow parameters was investigated with Computational Fluid Dynamics (HAD) software. With the classical cam mechanism, the pressure inside the cylinder at different speeds and the flow rate of the air entering the cylinder through the manifold were measured experimentally. After experimental measurements, in-cylinder flow simulations were performed using Ansys FORTE software, which is Computational Fluid Dynamics Software. The experimental measurements made with the standard cam mechanism and the analyzes made with the standard cam mechanism were verified. The use of the electromechanical valve mechanism according to the standard valve opening times of the engine was examined. After verifying these measured values ​​with the analysis results, the effect of rotation on values ​​such as horizontal vortex and vertical vortex, which cannot be measured experimentally and have an effect on the combustion efficiency, has been revealed with the analysis results. In the analysis study, a literature search was made for the electromechanical valve profile and the most ideal valve opening time was determined and according to this time, electromechanical valve profiles were created for different speeds. It has been observed that there are improvements in the volumetric efficiency of the engine when the electromechanical valve mechanism is used. This study revealed that the increase in volumetric efficiency has positive effects on the combustion efficiency indirectly.

Project Number

114R058

References

  • [1] Gould, L., Richeson, W., and Erickson, F., (1991) Performance Evaluation of a Camless Engine Using Valve Actuation with Programmable Timing, SAE Paper No.910450.
  • [2] Taylor, C.F., (1997) The Internal Combustion Engine in Theory and Practice, Mit press, Volume 2, USA, 157-161.
  • [3] Krauter P., Heuser P., and Schebitz M., (1992) Strategies to Improve SI-Engine Performance by Means of Variable Intake Lift, Timing and Duration, SAE Paper No. 920449.
  • [4] Pischinger, M., Salber, W., Staay, F.V.D., Baumgarten, H. ve Kemper, H. (2000) Benefits of the electromechanical valve train in vehicle operation, Variable Valve Actuation", 43-53.
  • [5] Park, S.H., Lee, J., Yoo, J. and Kim, D., (2003) A study on the design of electromagnetic valve actuator for VVT engine", KSME International Journal, 17, 357-369.
  • [6]Park, S.H., Lee, J., Yoo, J., Kim, D. ve Park, K., (2003b) Effects of design and operating parameters on the static and dynamic performance of an electromagnetic valve actuator, Journal of Automobile Engineering, 217, 193-201.
  • [7]Park, S.H., Lee, J., Yoo, J., Kim, D., Park, K. and Cho, Y., (2001) A developing process of newly developed electromagnetic valve actuator - effect of design and operating parameters, SAE, 02FFL-93.
  • [8]Nitu, C., Gramescu, B. and Nitu, S., (2005) Application of electromagnetic actuators to a variable distribution system for automobile engines, Journal of Materials Processing Technology, 161, 253-257.
  • [9]Wang, Y., Stefanopoulou, A., Haghgooie, M., Kolmanovsky, I. and Hammoud, M. (2000) Modeling of an electromechanical valve actuator for a camless engine", Proceedings AVEC, 5 th Int. Symposium on Advanced Vehicle Control, 93.
  • [10]Giglio, V., Iorio, B., Police, G. and Gaeta, A. (2002) Analysis of advantages and of problems of electromechanical valve actuators, Variable Valve Actuation", SAE 2002-01-1105.
  • [11] C Schernus and others, ‘Modeling of Exhaust Valve Opening in a Camless Engine’, Papers\SAE Papers\SI 1990-2002, 2002.
  • [12] Alex Gibson and Ilya Kolmanovsky, ‘Modeling Positive Intake Value Overlap Air Charge Response in Camless Engines’, American Control Conference, 2003. …, 2003, 755–60.
  • [13]F M Mahrous and others, ‘Computational Fluid Dynamics Simulation of in-Cylinder Flows in a Motored Homogeneous Charge Compression Ignition Engine Cylinder with Variable Negative Valve Overlapping’, Proceedings of the Institution
There are 13 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Mechanical Engineering
Journal Section Articles
Authors

Üsame Demir

Gökhan Coşkun

Hakan Serhad Soyhan

Volkan Aygül

Ali Türkcan

Ertan Alptekin

Mustafa Canakcı

Project Number 114R058
Publication Date December 31, 2020
Published in Issue Year 2020 Issue: 8

Cite

APA Demir, Ü., Coşkun, G., Soyhan, H. S., Aygül, V., et al. (2020). Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi(8), 20-27.
AMA Demir Ü, Coşkun G, Soyhan HS, Aygül V, Türkcan A, Alptekin E, Canakcı M. Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi. FCE Journal. December 2020;(8):20-27.
Chicago Demir, Üsame, Gökhan Coşkun, Hakan Serhad Soyhan, Volkan Aygül, Ali Türkcan, Ertan Alptekin, and Mustafa Canakcı. “Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi”. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi, no. 8 (December 2020): 20-27.
EndNote Demir Ü, Coşkun G, Soyhan HS, Aygül V, Türkcan A, Alptekin E, Canakcı M (December 1, 2020) Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi 8 20–27.
IEEE Ü. Demir, “Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi”, FCE Journal, no. 8, pp. 20–27, December 2020.
ISNAD Demir, Üsame et al. “Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi”. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi 8 (December 2020), 20-27.
JAMA Demir Ü, Coşkun G, Soyhan HS, Aygül V, Türkcan A, Alptekin E, Canakcı M. Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi. FCE Journal. 2020;:20–27.
MLA Demir, Üsame et al. “Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi”. Uluslararası Yakıtlar Yanma Ve Yangın Dergisi, no. 8, 2020, pp. 20-27.
Vancouver Demir Ü, Coşkun G, Soyhan HS, Aygül V, Türkcan A, Alptekin E, Canakcı M. Buji Ateşlemeli Tek Silindirli Motorda Elektromekanik Supap Mekanizmasının Kullanılmasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin HAD Yöntemi İle İncelenmesi. FCE Journal. 2020(8):20-7.