Year 2020, Volume 35 , Issue 2, Pages 595 - 606 2019-12-25

Thermodynamic comparison of crank-drive and rhombic-drive mechanisms for a single cylinder spark ignition engine
Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması

Emre YILMAZ [1] , Seyfi POLAT [2] , Hamit SOLMAZ [3] , Fatih AKSOY [4] , Can ÇINAR [5]


In internal combustion engines, power is taken from a shaft and motor movement is defined by the angular motion of this shaft. This movement refers to the angle of the gear in rhombic drive mechanism engines while taking the name of the crank angle in crankshaft engines. In this study, thermodynamic comparison was performed in a single cylinder, four-stroke spark ignition engine with crank-drive and alternative rhombic drive mechanisms. Maximum cylinder pressure was obtained at 371º for both rhombic drive and crank mechanism. The maximum cylinder pressure of the crank mechanism is 63.1 bar while the maximum cylinder pressure of the rhombic drive mechanism is 64.5 bar. While in the rhombic drive mechanism engine, the amount of heat lost from the cylinder wall is 15.27 J in one cycle, this value is calculated as 13.68 J with a crank mechanism for a cycle.

İçten yanmalı motorlarda güç bir milden alınmakta ve motor hareketi bu milin açısal hareketi ile tanımlanmaktadır. Bu hareket krank mekanizmalı motorlarda krank açısı adını alırken rhombic mekanizmalı motorlarda dişli açışını ifade etmektedir. Bu çalışmada, buji ile ateşlemeli dört zamanlı tek silindirli bir motor için krank hareket mekanizması ile buna alternatif olabilecek rhombic hareket mekanizmasının termodinamik olarak karşılaştırılması yapılmıştır. Hem rhombic hem de krank mekanizmasında maksimum silindir basıncı 371o’de elde edilmiştir. Krank mekanizmalı motorda maksimum silindir basıncı 63,1 bar iken rhombic mekanizmalı motorda maksimum silindir basıncının 64,5 bar olduğu görülmektedir. Rhombic mekanizmalı motorda bir çevrimde silindir duvarından kaybedilen ısı miktarı 15,27 J iken bu değer krank mekanizmalı motorda bir çevrim için 13,68 J olarak hesaplanmıştır.

  • Solmaz H., Dört Silindirli Dört Zamanlı Bir Dizel Motorunun Dinamik Modeli Ve Titreşimlerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2014.
  • Öztürk E., İçten Yanmalı Motorlarda Titreşimlerin İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 51-55, 2011.
  • Arabacı, Emre., A Novel Extended Expansion Engine Mechanism. International Journal of Automotive Science and Technology 2 (2): 16-23.
  • Boysal A., and Rahnejat, H. Torsional vibration analysis of a multi-body single cylinder internal combustion engine model. Applied Mathematical Modelling, 21: 481-493, 1997.
  • Rahnejat H., Multi-body dynamics: vehicles, machines and mechanisms. Professional Engineering Publishing, SAE, London, 1998.
  • Wang R., A Study of Vibration Isolation of Engine Mount System. M.Sc Thesis, Concordia University, 25-74, 2005.
  • Heisler H., Advanced engine technology. Arnold Press, London, 79-135, 1985.
  • Hartog J.P.D., Mechanical Vibrations 3rd edition. McGraw-Hill, USA, 100-165, 1947.
  • Song Z., A Dynamics model for automotive diesel engines. Ph.D. Thesis, University of Wisconsin, Madison, 5-68, 1991.
  • Kim M., Friction force measurement and analysis of rotating liner engine. Ph.D. Thesis, The University of Texas, Austin, 2005.
  • Taylor C., Engine Tribology. Elsevier Science Publishers, B.V.J., 1993.
  • Drew, S. J., Hesterman, D. C., & Stone, B. J. (1999). The torsional excitation of variable intertia effects in a reciprocating engine. Mechanical systems and signal processing, 13(1), 125-144.
  • Shendage D.J., Kedare S.B., Bapat S.L., An Analysis of Beta Type Stirling Engine With Rhombic Drive Mechanism, Renewable Energy, 36: 289–297, 2011.
  • Finkelstein T., Allan J. O., Air Engines, The American Society of Mechanical engineers, New York, 2004.
  • Walker G., Stirling Engines, United States by Oxford University Press, 1980.
  • Erol D., Düşük Sıcaklık Farkıyla Çalışan Bir Stirling Motorunun Tasarımı ve İmalatı, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2009.
  • Çınar C., Gama Tipi Bir Stirling Motorunun Tasarımı, İmali ve Performans Analizi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2001.
  • Çınar C., Aksoy F., Okur M., Rhombic Hareket Mekanizmalı Bir Stirling Motorunun Tasarımı, İmalatı Ve Performans Testleri. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 28(4): 795-801, 2013.
  • Yang, HS., Chin C., Shang H. A complete model for dynamic simulation of a 1-kW class beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism. Energy 161: 892-906, 2018.
  • Kongtragool B, Wongwises S. A review of solar-powered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 7: 131–54, 2003.
  • Chin-Hsiang C., Ying-Ju Y., Combining dynamic and thermodynamic models for dynamic simulation of a beta-type Stirling engine with rhombic-drive mechanism, Renewable Energy, 37: 161-173, 2012.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Makaleler
Authors

Orcid: 0000-0002-5653-2079
Author: Emre YILMAZ (Primary Author)
Institution: HAKKARİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-7196-3053
Author: Seyfi POLAT
Institution: HİTİT ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-0689-6824
Author: Hamit SOLMAZ
Institution: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-0877-9373
Author: Fatih AKSOY
Institution: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0001-6944-8864
Author: Can ÇINAR
Institution: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Application Date : December 4, 2018
Acceptance Date : September 12, 2019
Publication Date : December 25, 2019

Bibtex @research article { gazimmfd492003, journal = {Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi}, issn = {1300-1884}, eissn = {1304-4915}, address = {}, publisher = {Gazi University}, year = {2019}, volume = {35}, pages = {595 - 606}, doi = {10.17341/gazimmfd.492003}, title = {Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması}, key = {cite}, author = {Yılmaz, Emre and Polat, Seyfi and Solmaz, Hamit and Aksoy, Fatih and Çınar, Can} }
APA Yılmaz, E , Polat, S , Solmaz, H , Aksoy, F , Çınar, C . (2019). Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması . Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi , 35 (2) , 595-606 . DOI: 10.17341/gazimmfd.492003
MLA Yılmaz, E , Polat, S , Solmaz, H , Aksoy, F , Çınar, C . "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması" . Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 (2019 ): 595-606 <https://dergipark.org.tr/en/pub/gazimmfd/issue/50680/492003>
Chicago Yılmaz, E , Polat, S , Solmaz, H , Aksoy, F , Çınar, C . "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 (2019 ): 595-606
RIS TY - JOUR T1 - Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması AU - Emre Yılmaz , Seyfi Polat , Hamit Solmaz , Fatih Aksoy , Can Çınar Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.17341/gazimmfd.492003 DO - 10.17341/gazimmfd.492003 T2 - Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 595 EP - 606 VL - 35 IS - 2 SN - 1300-1884-1304-4915 M3 - doi: 10.17341/gazimmfd.492003 UR - https://doi.org/10.17341/gazimmfd.492003 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması %A Emre Yılmaz , Seyfi Polat , Hamit Solmaz , Fatih Aksoy , Can Çınar %T Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması %D 2019 %J Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi %P 1300-1884-1304-4915 %V 35 %N 2 %R doi: 10.17341/gazimmfd.492003 %U 10.17341/gazimmfd.492003
ISNAD Yılmaz, Emre , Polat, Seyfi , Solmaz, Hamit , Aksoy, Fatih , Çınar, Can . "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 / 2 (December 2019): 595-606 . https://doi.org/10.17341/gazimmfd.492003
AMA Yılmaz E , Polat S , Solmaz H , Aksoy F , Çınar C . Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 35(2): 595-606.
Vancouver Yılmaz E , Polat S , Solmaz H , Aksoy F , Çınar C . Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 35(2): 595-606.