Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması

AKSOY, Fatih; Cinar, Can; Yılmaz, Emre; Solmaz, Hamit; Polat, Seyfi

doi:10.17341/gazimmfd.492003

Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması

Emre YILMAZ, (Hakkari Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Hakkari, Türkiye)

Seyfi POLAT, (Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği Bölümü, Çorum, Türkiye)

Hamit SOLMAZ, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Fatih AKSOY, (Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Afyonkarahisar, Türkiye)

Can ÇINAR (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

15 5

Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 595 - 606 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.492003 İndeks Tarihi: 10-01-2021

Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması

Öz:

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

Anahtar Kelime:

Thermodynamic comparison of crank-drive and rhombic-drive mechanisms for a single cylinder spark ignition engine

Öz:

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.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Solmaz H., Dört Silindirli Dört Zamanlı Bir Dizel Motorunun Dinamik Modeli Ve Titreşimlerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2014.
2. Öztürk E., İçten Yanmalı Motorlarda Titreşimlerin İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 51-55, 2011.
3. Arabacı, Emre., A Novel Extended Expansion Engine Mechanism. International Journal of Automotive Science and Technology 2 (2): 16-23, 2018.
4. 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.
5. Rahnejat H., Multi-body dynamics: vehicles, machines and mechanisms. Professional Engineering Publishing, SAE, London, 1998.
6. Wang R., A Study of Vibration Isolation of Engine Mount System. M.Sc Thesis, Concordia University, 25- 74, 2005.
7. Heisler H., Advanced engine technology. Arnold Press, London, 79-135, 1985.
8. Hartog J.P.D., Mechanical Vibrations 3rd edition. McGraw-Hill, USA, 100-165, 1947.
9. Song Z., A Dynamics model for automotive diesel engines. Ph.D. Thesis, University of Wisconsin, Madison, 5-68, 1991.
10. Kim M., Friction force measurement and analysis of rotating liner engine. Ph.D. Thesis, The University of Texas, Austin, 2005.
11. Taylor C., Engine Tribology. Elsevier Science Publishers, B.V.J., 1993.
12. Drew, S. J., Hesterman, D. C., & Stone, B. J.. The torsional excitation of variable intertia effects in a reciprocating engine. Mechanical systems and signal processing, 13(1), 125-144, 1999.
13. 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.
14. Finkelstein T., Allan J. O., Air Engines, The American Society of Mechanical engineers, New York, 2004. 15. Walker G., Stirling Engines, United States by Oxford University Press, 1980.
16. Erol D., Düşük Sıcaklık Farkıyla Çalışan Bir Stirling Motorunun Tasarımı ve İmalatı, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2009.
17. Çınar C., Gama Tipi Bir Stirling Motorunun Tasarımı, İmali ve Performans Analizi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2001.
18. Çınar C., Aksoy F., Okur M., Rhombic Hareket Mekanizmalı Bir Stirling Motorunun Tasarımı, İmalatı Ve Performans Testleri. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 28(4): 795-801, 2013.
19. 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.
20. Kongtragool B, Wongwises S. A review of solarpowered Stirling engines and low temperature differential Stirling engines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 7: 131–54, 2003.
21. 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.
22. Verma S., Das LM., Spark advance modeling of hydrogen-fuelled spark ignition engines using combustion descriptors. Journal of engineering for gas türbine and power, 140 (8), 081501, 2018.
23. Yontar AA., Doğu Y., Flame radius effects on a sequential ignition engine characteristics. International journal of automotive engineering and Technologies, 7 (1) 29-37, 2018.
24. Yontar AA., Doğu Y., Investigation of ignition advance effects for CNG usage in a sequential dual ignition gasoline engine by using in-cylinder combustion cfd analysis, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34(2), 1087-1100, 2019, https://doi.or./10.17341/gazimmfd.460506
25. Winterbone DE., Turan A., Advanced thermodynamics for engineers, Butterworth-Heinemann, 711-720, 2015.
26. Burcat A., Ruscic B., Third millenium ideal gas and condensed phase thermochemical database for combustion (with update from active thermochemical tables). Chemistry&Technion-Israel Inst. Of Tech., United States, doi:10.2172/925269.
27. Assael MJ., Trusler JPM., Tsolakis TF., Thermophysical properties of fluids. Imperial college press, London, 314-330, 1998.
28. Çengel YA., Boles MA., Termodinamik mühendislik yaklaşımıyla. (Çeviri editörü: Ali Pınarbaşı), Palme yayıncılık, Ankara, 150-400, 2015.
29. Ferguson CR., Kirkpatrick AT., Internal combustion engine applied thermosciences. John Wiley&Sons, London, 2014.
30. Challen B., Baranescu R., Diesel engine reference book second edition. Buterworth-Heinemann, Oxford, 22-24, 1999.
31. Ipci D., Karabulut H., Thermodynamic and dynamic modeling of a single cylinder four stroke diesel engine, ,applied Mathematical Modelling, 40 (5-6), 3925-3937, 2016.
32. Quintero HF., Romero CA., Vanegas Useche LV., Thermodynamic and dynamic analysis of an internal combustion engine with a noncircular-gear based modified crank-slider mechanism, 12th IFToMM World Congress, Besançon France, 1-6, 2007.
33. Spitsov O., Heat transfer inside internal combustion engine: modelling and comparison with experimental data. Msc Thesis, Laappeenranta University of Technology, 10-80, 2013.
34. Heywood JB., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill Book Company, New York, 1988.
35. Loganathan S., MartinMLJ., Nagalingam B., Prabhu L., Heat release rate and performance simulation of DME fuelled diesel engine using oxygenate correction factor and load correction factor in double Wiebe function. Energy, 150, 77-91, 2018.
36. Hu S., Wang H., Yang C., Wang Y., Burnt fraction sensitivity analysis and 0-D modelling of common rail diesel engine using Wiebe function. Applied thermal engineering, 115, 170-177, 2017.
37. Yıldız M., Çeper BA., Zero dimensional single zone engine modelling of an SI engine fuelled with methane and methane-hydrogen blend using single and double Wiebe function: A comparative study. International journal of hydrogen energy, 42 (40), 25756-25765, 2017.
38. Yaşar H., Soyhan HS., Walmsley H., Head B., Soruşbay C., Double Wiebe function: An approach for singlezone HCCI engine modelling. Applied thermal engineering, 28 (11-12), 1284-1290, 2008.
39. Polat S., Dört zamanlı tek silindirli değişken sıkıştırma oranlı bir dizel motorunun bilgisayar yardımı ile teorik olarak simülasyonu ve performans analizi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, 20-80, 2010.
40. Şahin Z., Benzin motoru çevrimlerinin bilgisayar modellemesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, 10-70, 1996.

APA	Yılmaz E, Polat S, Solmaz H, AKSOY F, Cinar C (2020). Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. , 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
Chicago	Yılmaz Emre,Polat Seyfi,Solmaz Hamit,AKSOY Fatih,Cinar Can Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. (2020): 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
MLA	Yılmaz Emre,Polat Seyfi,Solmaz Hamit,AKSOY Fatih,Cinar Can Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. , 2020, ss.595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
AMA	Yılmaz E,Polat S,Solmaz H,AKSOY F,Cinar C Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. . 2020; 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
Vancouver	Yılmaz E,Polat S,Solmaz H,AKSOY F,Cinar C Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. . 2020; 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
IEEE	Yılmaz E,Polat S,Solmaz H,AKSOY F,Cinar C "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması." , ss.595 - 606, 2020. 10.17341/gazimmfd.492003
ISNAD	Yılmaz, Emre vd. "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması". (2020), 595-606. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.492003

APA	Yılmaz E, Polat S, Solmaz H, AKSOY F, Cinar C (2020). 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. 10.17341/gazimmfd.492003
Chicago	Yılmaz Emre,Polat Seyfi,Solmaz Hamit,AKSOY Fatih,Cinar Can Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.2 (2020): 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
MLA	Yılmaz Emre,Polat Seyfi,Solmaz Hamit,AKSOY Fatih,Cinar Can Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.2, 2020, ss.595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
AMA	Yılmaz E,Polat S,Solmaz H,AKSOY F,Cinar C Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(2): 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
Vancouver	Yılmaz E,Polat S,Solmaz H,AKSOY F,Cinar C Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(2): 595 - 606. 10.17341/gazimmfd.492003
IEEE	Yılmaz E,Polat S,Solmaz H,AKSOY F,Cinar C "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.595 - 606, 2020. 10.17341/gazimmfd.492003
ISNAD	Yılmaz, Emre vd. "Buji ile ateşlemeli tek silindirli bir motorda krank-biyel ve rhombic hareket mekanizmalarının termodinamik olarak karşılaştırılması". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/2 (2020), 595-606. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.492003