Krank mili hız dalgalanmalarının simülasyonu ve validasyonu

Abstract

Bu çalışmada tek silindirli dört zamanlı bir dizel motorunun dinamik modeli oluşturularak krank mili hız dalgalanmalarının simülasyonu ve validasyonu gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan dinamik model, silindir içi gaz basınç kuvvetlerini, hidrodinamik ve kuru sürtünme kuvvetlerini, hareketli parçaların kütle atalet momentlerini, marş momentini ve harici yük momentini içermektedir. Analizde tek silindirli bir dizel motordan alınan basınç verileri kullanılmıştır. Matematiksel modelin çözümünde Taylor seri metodu kullanılmış ve MATLAB programlama dilinde bir simülasyon programı hazırlanmıştır. Oluşturulan simülasyon programından elde edilen sonuçlar ile tek silindirli bir dizel motordan elde edilen deneysel veriler karşılaştırılmıştır. Deneysel veriler ile sayısal çözümün birbirine oldukça benzer oldukları görülmüştür. Ayrıca geliştirilen simülasyon programında farklı motor hızlarının, farklı indike ortalama efektif basınçlarının, dönel parçaların kütle atalet momentlerinin, biyel kütle atalet momentinin, piston kütlesinin ve sürtünmelerin krank mili hız dalgalanmalarına etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak içten yanmalı bir motorun hız dalgalanmalarının önceden tahmin edilmesinde ve bu dalgalanmaları azaltma çalışmalarında kullanılabileceği belirlenmiştir.

In this study, the simulation and validation of crankshaft speed fluctuations were performed by creating a dynamic model of a single cylinder four-stroke diesel engine. The dynamic model created includes internal gas pressure forces, hydrodynamic and dry friction forces, mass inertia moments of moving parts, starting torque and external load moment. Pressure data from a single cylinder diesel engine were used in the analysis. Taylor's serial method was used to solve the mathematical model and a simulation program was prepared in MATLAB programming language. The results obtained from the simulation program created were compared with the experimental data obtained from a single cylinder diesel engine. Experimental data and numerical solution were found to be quite similar. In addition, in the simulation program developed, the effects of different engine speeds, connecting rod mass inertia moment, mass inertia moment of rotating parts, friction, different indicating mean pressures and piston mass on crankshaft speed fluctuations were investigated. As a result, it has been determined that an internal combustion engine can be used to predict speed fluctuations and to reduce these fluctuations.