Homojen Dolgulu Sıkıştırma İle Ateşlemeli Bir Benzin Motoru İçin Kam Tasarımı Ve İmalatı

Year 2014, Volume: 29 Issue: 1, 0 - , 25.03.2014

Can Çınar Ahmet Uyumaz

https://doi.org/10.17341/gummfd.42043

Cited By: 2

Abstract

Bu çalışmada, homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) bir benzin motoru için kam tasarımı ve imalatı
yapılmıştır. 38 mm temel daire çapı ve 124° supap açık kalma süresi için, HCCI yanma karakteristiğine uygun 3,5, 5,5 ve 7,5 mm düşük supap kalkma miktarına sahip kamlar tasarlanmıştır. Dairesel yay eğrisi kullanılarak kam profillerinin genel geometrik modelleri elde edilmiş ve elde edilen kam profili modelleri fourier serisi ile ekstrapole edilerek daire yay eğrisine karşılık gelen eşitlikler türetilmiştir. Tasarlanan kam profilleri için iticinin hız, ivme ve sıçrama etkileri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar 5. dereceden klasik spline yöntemi ile elde edilen kamlar ile mukayese edilmiştir. Klasik spline fonksiyonları ile elde edilen kam profillerinde supap kalkma
miktarı arttıkça kamın iticiye tek noktadan temas özelliğinin kaybolduğu, iticilerin ivme ve sıçrama değerlerinin çok fazla arttığı görülmüştür. Geometrik modeli elde edilen kam profillerinin fourier serileri ile ekstrapole edilmesiyle, yüksek supap kalkma miktarlarında bile kamın iticiye tek noktadan temas etme özelliğinin kaybolmadığı, düşük hız ve ivme ile çalışması sonucu sürtünme ve atalet kuvvetlerinin azaldığı görülmüştür.

Keywords

HCCI yanma, kam tasarımı, üç dairesel yay eğrisi, fourier serisi, spline metodu

References

• Zhao, H., HCCI and CAI Engines for the
• Automotive Industry, Woodhead Publishing
• Limited, England, 2007.
• Xingcai, L., Yuchun, H., Linlin, Z. ve Zhen H.,
• “Experimental Study on the Auto-ignition and
• Combustion Characteristics in the Homogeneous
• Charge Compression Ignition HCCI Combustion
• Operation with Ethanol/n-heptane Blend Fuels by
• Port Injection”, Fuel, Cilt 85, 2622–2631, 2006.
• Arcoumanis, C., Bae, C., Crookes R. ve
• Kinoshita, E., “The Potential of Di-metyhlether
• (DME) as an Alternative Fuel for Compression-
• Ignition Engines”, A review, Fuel, Cilt 87, 1014-
• , 2008.
• Megaritis, A., Yap, D. ve Wyszynski, M.L.,
• “Effect of Water Blending on Bioethanol HCCI
• Combustion with Forced Induction and Residual
• Gas Trapping”, Energy, Cilt 32, 2396-2400,
• -
• Yap, D., Karlovsky, J., Megaritis, A., Wyszynski,
• M.L. ve Xu, H., “An Investigation into Propane
• Homogeneous Charge Compression Ignition
• (HCCI) Engine Operation with Residual Gas
• Trapping”, Fuel, Cilt 84, 2372–2379, 2005.
• Yoon, B.O., Dynamic Analysis and Optimal
• Design of Over-Head Cam Systems, Ph.D.
• Thesis, Mechanical Engineering, The University
• of Michigan, Michigan, 1993.
• Tsay, D.M. ve Huey, C.O., “Cam Motion
• Synthesis Using Spline Functions”, Journal of
• Mechanisms Transmissions and Automation
• in Design, Cilt 110, 161-165, 1988.
• Tsay, D.M. ve Huey, C.O., “Spline Functions
• Applied to the Synthesis and Analysis of
• Nonrigid Cam-Follower Systems”, Journal of
• Mechanisms Transmissions and Automation
• in Design, Cilt 111, 561-569, 1989.
• Mandal, M. ve Naskar, T.K., “Introduction of
• Control Points in Splines for Synthesis of
• Optimized Cam Motion Program”, Mechanism
• and Machine Theory, Cilt 44, 255-271, 2009.
• Karabulut, H. ve Sarıdemir, S., “Farklı Supap
• Açık Kalma Süreleri ve Kursları İçin Klasik
• Spline Yöntemi İle Elde Edilen Kam Profillerinin
• Karşılaştırılması”, Journal of the Faculty of
• Engineering and Architecture of Gazi
• University, Cilt 24, 509-515, 2009.
• Lanni, C., Ceccarelli, M. ve Figliolini, G., “An
• Analytical Design for Three Circular-Arc Cams”,
• Mechanism and Machine Theory, Cilt 37, 915-
• , 2002.
• Hsieh, J.F., “Design and Analysis of Cams with
• Three Circular-Arc Profiles”, Mechanism and
• Machine Theory, Cilt 45, 955-965, 2010.
• Qiu, H., Lin, J.C., Li, Z.Y., Hiroaki, O., Wang, J.
• ve Yong, Y., “A Universal Optimal Approach to
• Cam Curve Design and Its Applications”,
• Mechanism and Machine Theory, Cilt 40, 669-
• , 2005.
• Mills, J.K., Notash, L. ve Fenton, R.G., “Optimal
• Design and Sensitivity Analysis of Flexible cam
• Mechanisms”, Mechanism and Machine
• Theory, Cilt 28, 563-583, 1993.
• Lampinen, J., “Cam Shape Optimisation by
• Genetic Algorithm”, Computer Aided Design,
• Cilt 35, 727-737, 2003.
• Liang, Z. ve Quinn, C.J., “Accurate Design of a
• Cam Profile on the CAD System”, Journal of
• Manufacturing Systems, Cilt 10, 501-508,
• -
• Erlandsonn, O., “Thermodynamic Simulation
• of HCCI Engine Systems”, Ph.D. Thesis, Lund
• Institute of Technology, 2002.
• He, B.Q., Xie, H., Zhang, Y., Qin, J. ve Zhao, H.,
• “An Experimental Study on HCCI Combustion in
• a Four Stroke Gasoline Engine with Reduced
• Valve Lift Operations”, SAE Paper, 2005-01-
• , 2006.
• Jang, J. ve Bae, C., “Effects of Valve Events on
• the Engine Efficiency in a Homogeneous Charge
• Compression Ignition Engine Fueled by
• Dimethyl Ether”, Fuel, Cilt 88, 1228–1234,
• -
• Zhang, Y., Zhao, H., He, B.Q. ve Xie, H.,
• “Variable-Valve-Actuation-Enabled High-
• Efficiency Gasoline Engine”, Journal of
• Automobile Engineering, Cilt 224, 1081-1095,
• -
• Yeom, K., Jang, J. ve Bae, C., “Homogeneous
• Charge Compression Ignition of LPG and
• Gasoline Using Variable Valve Timing in an
• Engine”, Fuel, Cilt 86, 494-503, 2007.
• Grohe, H., Otto ve Dizel Motorları, Bilim
• Teknik Yayınevi, İstanbul, 180-205, 1999.