Yıl 2020, Cilt 12 , Sayı 1, Sayfalar 125 - 133 2020-01-31

Analysis of the Forces Causing Vertical Vibration of a Four-Cylinder Internal Combustion Engıne
Dört Silindirli İçten Yanmalı Bir Motorun Düşey Titreşimine Sebep Olan Kuvvetlerin Analizi

Fatih CELLEK [1] , Hakan ARSLAN [2]


On the engine block, vibrations occur in three axes during the operation. The highest vibration amplitude is measured in the vertical axis because of the motion of the piston. In this study, forces causing vibration in the vertical axis of the four-cylinder gasoline engine were investigated. For this purpose, firstly mass reduction has been done for piston, crankshaft and connection rod. Position, velocity and acceleration of piston and piston rod have been defined as the function of the angle of the crankshaft. By the obtained these data, inertia and friction forces that occur on the system has been determined. For the piston, crankshaft and connecting rod, free body diagrams were drawn respectively and dynamic forces analysis were carried out. The determined forces as a result of the analysis were investigated for the effects on engine block vibrations.

Motor bloğunda, motorun çalışması esnasında üç eksende de titreşimler oluşmaktadır. En yüksek titreşim genlikleri, pistonun hareketinden dolayı düşey eksende ölçülmektedir. Bu çalışmada, 4 silindirli benzinli bir motorun düşey eksendeki titreşimine sebep olan kuvvetler incelenmiştir. Bu amaçla öncelikle; piston, krank ve biyel için kütle indirgemeleri yapılmıştır. Pistonun ve krank milinin; konum, hız ve ivmeleri krank açısının fonksiyonu olacak şekilde tanımlanmışlardır. Elde edilen bu verilerle sistem üzerinde oluşan atalet ve sürtünme kuvvetleri belirlenmiştir. Piston, krank ve biyel için ayrı ayrı serbest cisim diyagramları çizilmiş ve dinamik kuvvet analizleri yapılmıştır. Analiz sonucu belirlenen kuvvetlerin, motor bloğu titreşimine etkileri incelenmiştir.
  • Barelli, L., Bidini, G., Buratti, C., & Mariani, R. (2009). Diagnosis of internal combustion engine through vibration and acoustic pressure non-intrusive measurements. Applied Thermal Engineering, 29(8-9), 1707-1713.
  • Çetinkaya, S. (1999). Motor Dinamiği. Ankara - Türkiye: Nobel Yayın Dağıtım.
  • Erkaya, S., Su, Ş., & Uzmay, I. (2007). Dynamic analysis of a slider–crank mechanism with eccentric connector and planetary gears. Mechanism and machine theory, 42(4), 393-408.
  • Guzzomi, A. L., Hesterman, D. C., & Stone, B. J. (2007). The effect of piston friction on engine block dynamics. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics, 221(2), 277-289.
  • Karabulut, H., Öztürk, E., & Çınar, C. (2011). TEK SİLİNDİRLİ DÖRT ZAMANLI BİR DİZEL MOTORUNUN DİNAMİK MODELİ VE TİTREŞİMLERİNİN İNCELENMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 26(1).
  • Manieniyan, V., & Sivaprakasam, S. (2013). Vibration Analysis in DI Diesel Engine Using Diesel and Biodiesel. International Journal of Engineering Trends and Technology, 1(4), 3586-3589.
  • Metallidis, P., & Natsiavas, S. (2003). Linear and nonlinear dynamics of reciprocating engines. International Journal of Non-Linear Mechanics, 38(5), 723-738.
  • Öztürk, E., & Karabulut, H. (2012). TEK SİLİNDİRLİ BİR DİZEL MOTORUNUN DİNAMİK VE TİTREŞİM ANALİZLERİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27(3).
  • Pasricha, M. S., & Hashim, F. M. (2006). Effect of the reciprocating mass of slider-crank mechanism on torsional vibrations of diesel engine systems. Asean Journal on Science and Technology for Development, 23(1&2), 71-81.
  • Pulkrabek, W. (2001). Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. New York - ABD: John Wiley&Sons.
  • Söylemez, E. (2017). Makine Teorisi-II Makina Dinamiği. İstanbul - Türkiye: Birsen Yayınevi.
  • Uicker, J. J., Pennock, G. R., & Shigley, J. E. (2003). Theory of Machines and Mechanisms. New York-ABD: Oxford University Press.
  • Zweiri, Y. H., Whidborne, J. F., & Seneviratne, L. D. (2001). Detailed analytical model of a single-cylinder diesel engine in the crank angle domain. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 215(11), 1197-1216.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik, Ortak Disiplinler
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-9652-9931
Yazar: Fatih CELLEK (Sorumlu Yazar)
Kurum: KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-2019-1882
Yazar: Hakan ARSLAN
Kurum: KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Ocak 2020

APA CELLEK, F , ARSLAN, H . (2020). Dört Silindirli İçten Yanmalı Bir Motorun Düşey Titreşimine Sebep Olan Kuvvetlerin Analizi. International Journal of Engineering Research and Development , 12 (1) , 125-133 . DOI: 10.29137/umagd.585341