MOTORBITTI

(1)

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ

KONU

BENZİNLİ MOTOR TASARIMI

HAZIRLAYAN

UĞUR TANRIVERDİ G0701.06046

© Sakarya 2010

(2)

TASARLANAN MOTOR HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Güç : Pe=

Pe = 41 kW

Ortalama efektif basınç :

Pme = 6 – 10 bar

Ortalama piston hızı:

cm = 8 – 16 m/s

Strok hacminin litresi başına güç:

Pe/VH = 25 – 50 kW/lt

Devir sayısı:

n = 5400 dev/dak

Zamanı : 4 zamanlı i=0.5

Silindir sayısı: 4 silindirli z=4 Motor cinsi: Benzinli motor

Strok çap oranı:

ζ

= 0,65 – 1,1

HESAPLAMALAR

Hesaplamalar için tablo oluşturma yönteminden yararlanılmıştır.

Tablo oluşturmak için satır-sütün kısımları teker teker hesaplanmıştır.Bu kısımda bulunan değerler ortalama efektif basınca ve strok çap oranına göre piston çapı D , strok uzunluğu H ve ortalama piston hızı Cm değerleri her aralık için hesaplanmıştır.

1.1 İÇİN; D11= 3 11 11* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₆₅_*₅₄₀₀ _*₆_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.094 m} H11=ξ11 * D11 =0.65*0.094=0.061m Cm11= 30 * 11 n H = 30 5400 * 061 . 0 = 10.98m/s 1.2 İÇİN; D12= 3 12 12 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₇₃_*₅₄₀₀ _*₆_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.091m}

(3)

H12=ξ12 * D12 =0.73*0.091=0.066m Cm12= 30 * 12 n H = 30 5400 * 066 . 0 = 11.88m/s 1.3 İÇİN; D13= 3 13 13* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₈₄_*₅₄₀₀ _*₆_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.086m} H13=ξ13 * D13 =0.84*0.086=0.072m Cm13= 30 * 13 n H = 30 5400 * 072 . 0 = 12.96m/s 1.4 İÇİN; D14= 3 14 14* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₉₃_*₅₄₀₀ _*₆_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.084m} H14=ξ14 * D14 =0.93*0.084=0.078m Cm14= 30 * 14 n H = 30 5400 * 078 . 0 =14.06m/s 1.5 İÇİN; D15= 3 15 15 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₀₄_*₅₄₀₀ _*₆_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.081m} H15=ξ15 * D15 =1.04*0.081=0.84m Cm15= 30 * 15 n H = 30 5400 * 84 . 0 = 15.07m/s 1.6 İÇİN; D16= 3 16 16* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₁_*₅₄₀₀ _*₆_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.079m}

(4)

H16=ξ16 * D16 =1.1*0.079=0.087m Cm16= 30 * 16 n H = 30 5400 * 087 . 0 = 15.64m/s 2.1 İÇİN; D21= 3 21 21* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₆₅_*₅₄₀₀ _*₇_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.089m} H21=ξ21 * D21 =0.65*0.089=0.058m Cm21= 30 * 21 n H = 30 5400 * 058 . 0 = 10.46m/s 2.2 İÇİN; D22= 3 22 22 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₇₃_*₅₄₀₀ _*₇_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.086m} H22=ξ22 * D22 =0.73*0.089=0.063m Cm22= 30 * 22 n H = 30 5400 * 063 . 0 = 11.31m/s 2.3 İÇİN; D23= 3 23 23* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₈₄_*₅₄₀₀ _*₇_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.082m} H23=ξ23 * D23 =0.84*0.082=0.069m Cm23= 30 * 23 n H = 30 5400 * 069 . 0 = 12.42m/s 2.4 İÇİN; D24= 3 24 24 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₉₃_*₅₄₀₀ _*₇_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.079m}

(5)

Cm24= 30 * 24 n H = 30 5400 * 074 . 0 = 13.79m/s 2.5 İÇİN; D25= 3 25 25 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₀₄_*₅₄₀₀ _*₇_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.077m} H25=ξ25 * D25 =1.04*0.077=0.080m Cm25= 30 * 25 n H = 30 5400 * 080 . 0 = 14.32m/s 2.6 İÇİN; D26= 3 26 26* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₁_*₅₄₀₀ _*₇_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.075m} H26=ξ26 * D26 =1.1*0.075=0.082m Cm26= 30 * 26 n H = 30 5400 * 082 . 0 = 14.86m/s 3.1 İÇİN; D31= 3 31 31* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₆₅_*₅₄₀₀ _*₈_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.086m} H31=ξ31* D31 =0.65*0.086=0.056m Cm31= 30 * 31 n H = 30 5400 * 056 . 0 = 10.06m/s 3.2 İÇİN; D32= 3 32 32* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₇₃_*₅₄₀₀ _*₈_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.082m} H32=ξ32 * D32 =0.73*0.082=0.060m

(6)

Cm32= 30 * 32 n H = 30 5400 * 060 . 0 = 10.8m/s 3.3 İÇİN; D33= 3 33 33 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₈₄_*₅₄₀₀ _*₈_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.079m} H33=ξ33 * D33 =0.84*0.079=0.066m Cm33= 30 * 33 n H = 30 5400 * 066 . 0 = 11.88m/s 3.4 İÇİN; D34= 3 34 34* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₉₃_*₅₄₀₀ _*₈_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.076m} H34=ξ34 * D34 =0.93*0.076=0.071m Cm34= 30 * 34 n H = 30 5400 * 071 . 0 = 12.78 m/s 3.5 İÇİN; D35= 3 35 35* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₀₄_*₅₄₀₀ _*₈_*₁₀5 _*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.073m} H35=ξ35 * D35 =1.04*0.073=0.76m Cm35= 30 * 35 n H = 30 5400 * 076 . 0 =13.68m/s 3.6 İÇİN; D36= 3 36 36 * * * ) ( 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₁_*₅₄₀₀ _*₈_*₁₀5 _*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.072m} H36=ξ36 * D36 =1.1*0.072=0.079m *n H 0.079 *5400

(7)

4.1 İÇİN; D41= 3 41 41* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₍₀_.₆₅_*₅₄₀₀ _*₉_*₁₀5 _*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.082m} H41=ξ41 * D41 =0.65*0.082=0.054m Cm41= 30 * 41 n H = 30 5400 * 054 . 0 = 9.72m/s 4.2 İÇİN; D42= 3 42 42 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₍₀_.₇₃_*₅₄₀₀ _*₉_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.079m} H42=ξ42 * D42 =0.73*0.079=0.058m Cm42= 30 * 42 n H = 30 5400 * 058 . 0 = 10,38m/s 4.3 İÇİN; D43= 3 43 43* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₈₄_*₅₄₀₀ _*₉_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.076m} H43=ξ43 * D43 =0.85*0.076=0.064m Cm43= 30 * 43 n H = 30 5400 * 064 . 0 = 11.52 m/s 4.4 İÇİN; D44= 3 44 44 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₉₃_*₅₄₀₀ _*₉_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.073m} H44=ξ44 * D44 =0.93*0.073=0.068m Cm44= 30 * 44 n H = 30 5400 * 068 . 0 = 12.22m/s

(8)

4.5 İÇİN; D45= 3 45 45 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₀₄_*₅₄₀₀ _*₉_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.070m} H45=ξ45 * D45 =1.04*0.070=0.073m Cm45= 30 * 45 n H = 30 5400 * 073 . 0 = 13.17m/s 4.6 İÇİN; D46= 3 46 46* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₁_*₅₄₀₀ _*₉_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.069m} H46=ξ46 * D46 =1.1*0.069=0.076m Cm46= 30 * 46 n H = 30 5400 * 076 . 0 = 13,67m/s 5.1 İÇİN; D51= 3 51 51* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₆₅_*₅₄₀₀ _*₁₀_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.079m} H51=ξ51* D51 =0.65*0.079=0.051m Cm51= 30 * 51 n H = 30 5400 * 051 . 0 = 9.24m/s 5.2 İÇİN; D52= 3 52 52* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₇₃_*₅₄₀₀ _*₁₀_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _=0.076m H52=ξ52 * D52 =0.73*0.076=0.056m Cm52= 30 * 52 n H = 30 5400 * 056 . 0 = 10.04m/s 5.3 İÇİN;

(9)

D53= 3 53 53 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₈₄_*₅₄₀₀ _*₁₀_*₁₀5 _*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.073m} H53=ξ53 * D53 =0.84*0.073=0.061m Cm53= 30 * 53 n H = 30 5400 * 061 . 0 = 11.02m/s 5.4 İÇİN; D54= 3 54 54* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₀_.₉₃_*₅₄₀₀ _*₁₀_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.071m} H54=ξ54 * D54 =0.93*0.071=0.066m Cm54= 30 * 54 n H = 30 5400 * 066 . 0 = 11,79m/s 5.5 İÇİN; D55= 3 55 55* * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₀₄_*₅₄₀₀ _*₁₀_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.068m} H55= ξ55 * D55 =1.04*0.068=0.071m Cm55= 30 * 55 n H = 30 5400 * 071 . 0 = 12,78m/s 5.6 İÇİN; D56= 3 56 56 * * * ) ( * 47 . 53 z Pme n Pe ξ = 3 ₁_.₁_*₅₄₀₀ _*₁₀_*₁₀5_*₄₎ 46 * 47 . 53 _{= 0.067m} H56= ξ55 * D55 =1.1*0.067=0.074m Cm56= 30 * 55 n H = 30 5400 * 074 . 0 = 13.27m/s

(10)

TABLO

Elde edilen değerlere göre tablo şöyle olmaktadır:

1

ξ

=0.65 ξ2=0.73 ξ3=0.84 ξ4=0.93 ξ5=1.04 Pme1=6 bar D11 =0.094 D12 =0.091 D13 =0.086 D14 =0.084 D15 =0.081 H11 =0.061 H12 =0.066 H13 =0.072 H14 =0.078 H15 =.0.084 Cm11 =10.98 Cm12=11.88 Cm13 =12.96 Cm14 =14.06 Cm15 =15.07 Pme2=7 bar D21 =0.089 D22 =0.086 D23 =0.082 D24 =0.079 D25 =0.077 H21 =0.058 H22 =0.063 H23 =0.069 H24 =0.074 H25 =0.080 Cm21 =10.46 Cm22 =11.31 Cm23 =12.42 Cm24 =13.79 Cm25 =14.32 Pme3=8 bar D31 =0.086 D32 =0.082 D33 =0.079 D34 =0.076 D35 =0.073 H31 =0.056 H32 =0.60 H33 =0.066 H34 =0.071 H35 =0.076 Cm31 =10.06 Cm32 =10.8 Cm33 =11.88 Cm34 =12.78 Cm35 =13.68 Pme4=9 bar D41 =0.082 D42 =0.079 D43 =0.076 D44 =0.073 D45 =0.070 H41 =0.054 H42 =0.058 H43 =0.064 H44 =0.068 H45 =0.073 Cm41=9.72 Cm42 =10.38 Cm43 =11.52 Cm44 =12.22 Cm45 =13.17 Pme5=10 bar D51 =0.079 D52 =0.076 D53 =0.073 D54 =0.071 D55 =0.068 H51 =0.051 H52 =0.056 H53 =0.061 H54 =0.066 H55 =0.071 Cm51 =9.24 Cm52 =10.04 Cm53 =11.02 Cm54 =11.79 Cm55 =12.78 KONTROLLER

Bulunan değerler en başta verilen değer aralıklarına göre kontrol edildi.(Ort. piston hızı , strok hacminin litresi başına güç ve güç kontrolleri yapılmıştır.)

1-)Cm (Ortalama piston hızına göre kontrol):

Ortalama piston hızı 8-16 m/sn arasında olmalıdır bundan dolayı elenen aralık yoktur.

2-) Vh

Pe

(Strok hacminin litresi başına güçe göre kontrol):

11       Vh Pe = 11 11 11 * 4 * H Cm Pme = 061 . 0 * 4 98 . 10 * 6 . 0 = 27 kw/l

(11)

12       Vh Pe = 12 12 12 * 4 * H Cm Pme = 066 . 0 * 4 88 . 11 * 6 . 0 = 27 kw/l 13       Vh Pe = 13 13 13 * 4 * H Cm Pme = 072 . 0 * 4 96 . 12 * 6 . 0 = 27.01kw/l 14       Vh Pe = 14 14 14 * 4 * H Cm Pme = 078 . 0 * 4 06 . 14 * 6 . 0 = 27.04 kw/l 15       Vh Pe = 15 15 15 * 4 * H Cm Pme = 084 . 0 * 4 07 . 15 * 6 . 0 = 26.91 kw/l 21       Vh Pe = 21 21 21 * 4 * H Cm Pme = 058 . 0 * 4 46 . 10 * 7 . 0 = 31.56 kw/l 22       Vh Pe = 22 22 22 * 4 * H Cm Pme = 063 . 0 * 4 31 . 11 * 7 . 0 = 31.42 kw/l 23       Vh Pe = 23 23 23 * 4 * H Cm Pme = 069 . 0 * 4 42 . 12 * 7 . 0 =31.5 kw/l 24       Vh Pe = 24 24 24 * 4 * H Cm Pme = 074 . 0 * 4 79 . 13 * 7 . 0 = 32.61kw/l 25       Vh Pe = 25 25 25 * 4 * H Cm Pme = 080 . 0 * 4 32 . 14 * 7 . 0 = 31.33 kw/l 31       Vh Pe = 31 31 31 * 4 * H Cm Pme = 056 . 0 * 4 06 . 10 * 8 . 0 = 35.93 kw/l 32       Vh Pe = 32 32 32 * 4 * H Cm Pme = 060 . 0 * 4 8 . 10 * 8 . 0 = 36 kw/l 33       Vh Pe = 33 33 33 * 4 * H Cm Pme = 066 . 0 * 4 88 . 11 * 8 . 0 = 36 kw/l 34       Vh Pe = 34 34 34 * 4 * H Cm Pme = 071 . 0 * 4 78 . 12 * 8 . 0 = 36.01 kw/l 35       Vh Pe = 35 35 35 * 4 * H Cm Pme = 076 . 0 * 4 76 . 13 * 8 . 0 = 36.21 kw/l 41       Vh Pe = 41 41 41 * 4 * H Cm Pme = 054 . 0 * 4 72 . 9 * 9 . 0 = 40.05 kw/l

(12)

42       Vh Pe = 42 42 42 * 4 * H Cm Pme = 058 . 0 * 4 38 . 10 * 9 . 0 = 40.27 kw/l 43       Vh Pe = 43 43 43 * 4 * H Cm Pme = 064 . 0 * 4 52 . 11 * 9 . 0 = 40.05 kw/l 44       Vh Pe = 44 44 44 * 4 * H Cm Pme = 068 . 0 * 4 22 . 12 * 9 . 0 = 40.43 kw/l 45       Vh Pe = 45 45 45 * 4 * H Cm Pme = 073 . 0 * 4 17 . 13 * 9 . 0 = 40.59 kw/l 51       Vh Pe = 51 * 4 * 51 51 H Cm Pme = 051 . 0 * 4 24 . 9 * 1 = 45.29 kw/l 52       Vh Pe = 52 52 52 * 4 * H Cm Pme = 056 . 0 * 4 04 . 10 * 1 = 44.82 kw/l 53       Vh Pe = 53 53 53 * 4 * H Cm Pme = 061 . 0 * 4 02 . 11 * 1 = 45.16 kw/l 54       Vh Pe = 54 54 54 * 4 * H Cm Pme = 066 . 0 * 4 79 . 11 * 1 = 44.66 kw/l 55       Vh Pe = 55 55 55 * 4 * H Cm Pme = 071 . 0 * 4 78 . 12 * 1 = 45 kw/l       Vh Pe

25 ile 50 arasında olduğundan ELEME YOKTUR.

3-) Pe(Güç) hesabı: Pe11=Pme11* D *H *z*n*i 4 * 11 2 11 π _{= 600 *} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 061 . 0 * 4 094 . 0 * 2 π _=45.72kw Pe12=Pme12* D *H *z*n*i 4 * 12 2 12 π _{= 600*} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 066 . 0 * 4 091 . 0 * 2 π _{=46.34 kw}

(13)

Pe13=Pme13* D *H *z*n*i 4 * 13 2 13 π _{= 600*} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 072 . 0 * 4 086 . 0 * 2 π _{=45.17 kw} Pe14=Pme14* D *H *z*n*i 4 * 14 2 14 π _{= 600*} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 078 . 0 * 4 084 . 0 * 2 π _=46.68kw Pe15=Pme15* D *H *z*n*i 4 * 15 2 15 π _{= 600*} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 084 . 0 * 4 081 . 0 * 2 π _=46.69kw Pe21=Pme21* D *H *z*n*i 4 * 21 2 21 π _{= 700 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 058 . 0 * 4 089 . 0 * 2 π _=45.46kw Pe22=Pme22* D *H *z*n*i 4 * 22 2 22 π = 700 * *0.5 60 5400 * 4 * 063 . 0 * 4 086 . 0 * 2 π _=46.11kw Pe23=Pme23* D *H *z*n*i 4 * 23 2 23 π _{= 700 *} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 069 . 0 * 4 082 . 0 * 2 π _=45.91kw Pe24=Pme24* D *H *z*n*i 4 * 24 2 24 π _{= 700 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 074 . 0 * 4 079 . 0 * 2 π _=45.70kw Pe25=Pme25* D *H *z*n*i 4 * 25 2 25 π _{= 700 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 080 . 0 * 4 077 . 0 * 2 π _=46.94kw Pe31=Pme31* D *H *z*n*i 4 * 31 2 31 π _{= 800 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 056 . 0 * 4 086 . 0 * 2 π _=46.84kw Pe32=Pme32* D *H *z*n*i 4 * 32 2 32 π _{= 800 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 060 . 0 * 4 082 . 0 * 2 π _=45.63kw Pe33=Pme33* D *H *z*n*i 4 * 33 2 33 π _{= 800 *} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 066 . 0 * 4 079 . 0 * 2 π _=46.59kw Pe34=Pme34* D *H *z*n*i 4 * 34 2 34 π _{= 800 *} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 071 . 0 * 4 076 . 0 * 2 π _=46.38w Pe35=Pme35* D *H *z*n*i 4 * 35 2 35 π _{= 800 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 076 . 0 * 4 073 . 0 * 2 π _=45.80kw Pe41=Pme41* D *H *z*n*i 4 * 41 2 41 π _{= 900 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 054 . 0 * 4 082 . 0 * 2 π _=46.19kw Pe42=Pme42* D *H *z*n*i 4 * 42 2 42 π _{= 900 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 058 . 0 * 4 079 . 0 * 2 π _=46.06kw

(14)

Pe43=Pme43* D *H *z*n*i 4 * 43 2 43 π _{= 900 *} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 064 . 0 * 4 076 . 0 * 2 π _=47.03kw Pe44=Pme44* D *H *z*n*i 4 * 44 2 44 π _{= 900 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 068 . 0 * 4 073 . 0 * 2 π _=46.11kw Pe45=Pme45* D *H *z*n*i 4 * 45 2 45 π _{= 900 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 073 . 0 * 4 070 . 0 * 2 π _=45.51kw Pe51=Pme51* D *H *z*n*i 4 * 51 2 51 π _{= 1000*} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 051 . 0 * 4 079 . 0 * 2 π _=44.99kw Pe52=Pme52* D *H *z*n*i 4 * 52 2 52 π = 1000* *0.5 60 5400 * 4 * 056 . 0 * 4 076 . 0 * 2 π _=45.73kw Pe53=Pme53* D *H *z*n*i 4 * 53 2 53 π _{= 1000 *} 5 . 0 * 60 5400 * 4 * 061 . 0 * 4 073 . 0 * 2 π _=45.96kw Pe54=Pme54* D *H *z*n*i 4 * 54 2 54 π _{= 1000 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 066 . 0 * 4 071 . 0 * 2 π _=47.03kw Pe55=Pme55* D *H *z*n*i 4 * 55 2 55 π _{= 1000 *} _*₀_.₅ 60 5400 * 4 * 071 . 0 * 4 068 . 0 * 2 π _=46.41kw

Olarak bulunur. 46 kw’a en yakın değer olan 53 aralığı seçilmiştir

Pe23= 45.96 kw

Tasarımını yapacağım motorun ana boyutları ve karakteristik değerleri şunlardır; D =0.073m= 73 mm (Silindir çapı) H = 0.061m=61mm (Strok uzunluğu) = = D H

ξ 0.84(Strok – çap oranı)

Cm =11.02m/s(Ortalama piston hızı )

Pme =1000000Pa= 10bar (Ortalama efektif basınç ) n = 5400dev/dak(Devir sayısı)

(15)

z =4(Silindir sayısı)       Vh Pe

=44.66 kw/l(Strok hacminin litresi başına güç) 4 zamanlı dizel motor (i=0.5)

Güç=45.96 kw

MOTOR ANA PARÇALARININ BOYUTLANDIRILMASI

(16)

L D2 d a d i L p a S 1 h D1 S 2 c L s Piston Dp = Piston Çapı D=Silindir Çapı = 0.073m Dp, üst = Pistonun üst kısmının çapı Dp, alt = Pistonun alt kısmının çapı

gömlek

a _{= Gömlek malzemesinin genleşme katsayısı = 0.000011 = 11*10}–6

piston

a

_{=Piston malzemesinin genleşme katsayısı = 0.0000238 = 238*10}–7

gömlek

T _{=Silindir gömleğinin sıcaklığı = 130}o_C

üst piston

T _, _{=Pistonun üst yüzeyinin sıcaklığı = 300}o_C

etek piston

T

_, _{=Pistonun etek sıcaklığı = 150}o_C

x

(17)

Piston Üst Çapı Hesabı ( D1 ) Dp, üst = [1₁ (₍ 15₁₅)]₎ , − + ∆ − − + üst piston piston gömlek gömlek T a x T a D = 0.073[1₁+₊0₀._.000011_0000238(130₍₃₀₀−15₋₁₅)]₎−0.003 = 0.069m = 69mm

Piston Etek Çapı Hesabı ( D2 )

Dp, alt = ) 15 ( 1 )] 15 ( 1 [ , − + ∆ − − + etek piston piston gömlek gömlek T a x T a D = ) 15 150 ( 0000238 . 0 1 003 . 0 )] 15 130 ( 000011 . 0 1 [ 073 . 0 − + − − + =0.070m = 70 mm Piston Boyu ( L ) L=(0,8-1,2)*Dp arasındaır. L=69*1,2⇒ L=82.8 mm

Piston Etek Uzunluğu Hesabı ( Ls )

Ls=1,3*Dp-45

Ls=1,3*69-45 ⇒ Ls=44.7 mm

Piston yüzeyi et kalınlığı (h) h=(0.07 – 0.08)*D

h=0.07*69=4.83 Kontrol;

(18)

σ

=Al-Si için 250MPa r = 2 Di = 2 60

=30 mm (r piston tablası yarıçapı)

h = r* σ max * 5 . 0 P _{= 30*} 250 10 * 5 . 0 _{= 4.24mm}

4.24<4.83 olduğundan et kalınlığı emniyetlidir. Pistonun Soğutulup Soğutulmaması Durumu

3 , 0 z * ) A ( P top p e _< olması gerekir. 2 2 0.274 / 4 * 4 3 . 7 * 96 . 45 * ) (A z kW cm P top p e _⇒ ₌ π

Piston Malzemesinin Özellikleri Ve İmal Yöntemleri Piston malzemesinin sahip olması istenen özellikler:

• Düşük ağırlık

• Yüksek mukavemet

• Düşük ısıl genleşme katsayısı

• İyi kayma özelliği

• Yüksek aşınma direnci

• Düşük maliyet

Günümüzde piston malzemesi olarak en yaygın al-si alaşımları kullanılmaktadır . Piston imalatı 2 yöntemle yapılmaktadır :

1)Normal döküm 2)Pres döküm

PERNONUN BOYUTLANDIRILMASI

Perno , piston ile biyel arasında kuvvet ileten oynak bağlantı parçasıdır . Buna aynı zamanda piston pimide denir . Çeşitli yüklemelere maruz kalan perno, pisyon ve biyele

(19)

değişik konumlarda takılır . Küçük tip benzin motorlarında kullanılan ; perno , piston yuvalarında serbest , biyelde sabit olarak takılır .

Pernonun iç ve dış çaplarının piston çapına bağlı olarak belirlenmesi ;

d a d i Lp Perno da = Perno dış çapı

di = Perno iç çapı

Lp = Perno boyu

Perno Dış Çapı Hesabı ( da )

da=0,28*D

da=0,28*73 ⇒ da=20.44 mm

Perno İç Çapı Hesabı ( di )

di=0,21*D-2,7

di=0,21*73-2.7⇒ di=12.63 mm

Perno Boyu Hesabı ( Lp )

Lp=0,8*Dp

(20)

Perno Yuvaları Arası Mesafe Hesabı ( a ) a=0,4*Dp

a=0,4*70 ⇒ a=28 mm

Perno İle Biyel Arasındaki Yağ Filminin Yırtılmamasına Göre Kontrol b = Biyel küçük başının eni = (0.4 – 0.5)*Dp = 0.5*70= 35mm

Fgaz = (Perno yatağına gelen toplam kuvvet) = Pmax*

4 *_Dp2 π _{= 50*10}5_* 4 0.070 * 2 π = 19242 N = 19.242 kN b d Fgaz a * <50MPa ⇒ 20.44 *35 19242

<50 ⇒ 26.89MPa < 50MPa olduğundan yüzey basıncı açısından emniyetlidir.

Perno yuvası genişliği:

2 a l c₌ p − = 14 . 2 28 56 mm c= ⇒ −

Pernonun dış çapının gaz kuvvetine göre mukavemet kontrolü:

=

σt Perno yuvasına gelen yüzey basıncı ( 40-60 MPa )

t a c Fgaz d σ * * 2 = ₌ d_a 13.74mm 50 * 14 * 2 19242 _⇒ ₌

13.74 < 20.44 olduğu için gaz kuvveti açısından emniyetlidir.

Eğilme zorlamasına göre mukavemet kontrolü:

Di=4 4 8 , 0 _em a a d Fgaz d σ × × − =4 4 750 * 8 , 0 44 . 20 * 19242 44 . 20 − =20.42 mm

(21)

Perno Malzemesi

Perno yüklemesi gaz basıncı ve kütle kuvvetlerinden dolayı eğilme yönündedir . Silindirik yüzeyi bu kuvvetlerden dolayı aşınmaya uğrar . Bu nedenle perno malzemesinde değişik yöntemler aranır .

Pernonun çekirdek kısmının çok sert yüzeyinin ise aşanmaya karşı dayanıklı yapılması gerekir .Bu özellikler en ekonomik olarak perno malzemesi için çelik katkısı ile sağlanır .Pernonun yüzey sertliği sementasyon veya nitrürleme yolu ile sağlanır .

SEGMAN BOYUTLANDIRILMASI D h a m Segman parçası

Segmanın görevi , piston ve silindirlerle birlikte yanma odasındaki gazların kartere , karterdeki yağında yanma odasına sızmasını önlemek , silindir çeperlerinin yağlanmasını sağlamak ve piston ısısını silindir çeperlerine iletmektir .

Segman Kalınlığı ( a ) a=0,035*D

(22)

a=0,035*73⇒ a=2.56mm Segman Genişliği ( h ) h=0,03*D

h=0,03*73⇒ h=2.19 mm

Segman Ağzı Açıklığı ( m ) m=0,1*D

m=0,1*73⇒m=7.3 mm

Birinci Segman Mesafesi ( S1 )

S1=0,078*Dp+1

S1=0,078*70+1 ⇒ S1=6.46 mm

Segman Yuvası Yüksekliği ( S2 )

S2=0,05*D (Benzinli motorlar için)

S2=0,05*73 ⇒ S2=3.65 mm

Segman Sayısı

D< 85 mm olduğu için; 2 kompresyon segmanı + 1 yağ segmanı kullanılır. Segman Malzemeleri

Segmenlar tek tek dökümle veya merkezkaç dökümle elde edilen silindirlerden kesilerek imal edilirler . Segman malzemesi olarak menevişlenmiş dökme demir , sfero dökme demir ve çeliğin yanı sıra özel kır dökme demirde kullanılır .Segmanların aşınmasını önlemek için en üstteki sızdırmazlık segmanı ve yağ segmanlarının bir kısmının sürtünme

(23)

BİYEL KOLUNUN BOYUTLANDIRILMASI d a d k l lk 2 r 2 R 0 Biyel Kolu

Biyel , pistonu krank muylusu vasıtasıyla krank miline birleştiren önemli bir elemandır . Biyelin görevi pistonun ileri geri hareketinin krank muylusu üzerinden dönme hareketine dönüştürülmesini sağlamaktır . Biyel genel olarak küçük biyel başı , biyel kolu , biyel büyük başı , cıvatalar , yatak zarfları , emniyet pimi ve tespit elemanlarından oluşur

Biyel Boyunun Hesabı(l)

⇒ = λ l * 2 H

(krank mili yarı çapının biyel boyuna oranıdır.)

5 1 3

1_↔

=

λ değerleri arasında değişir.

245 , 0 = λ alınır. mm l H l 124.5 245 , 0 * 2 61 * 2 ⇒ ⇒ = = λ

(24)

Biyel Küçük Başı Hesabı R0=1,25*r

R0=Biyel küçük başı dış yarı çapı.

r = Biyel küçük başı iç yarı çapı (aynı zamanda pernonun dış yarı çapıdır.) r = da/2 dir. Buradan r = 10.22mm olur.

R0=1,25*10.22 ⇒ R0=12.78 mm olarak hesaplanır.

2*R0=25.6 mm bulunur.

Biyel Büyük Başı Hesabı(dk)

Biyel büyük başının dizaynında aşağıdaki koşulları yerine getirmelidir ;

 Boyutlarının mümkün olduğunca küçük olması

 Eğik biyel büyük başının silindir içinden çıkabilecek boyutta olması  Büyük biyel başından biyel koluna geçişlerin düzgün olması

 Sağlam olması gerekmektedir .

dk=Biyel büyük başı iç çapı. (Aynı zamanda krank muylusu çapına eşittir.)

dk=0,65*D

dk=0,65*73 ⇒ dk=47.45mm

lk=Biyel büyük başı uzunluğu.(Aynı zamanda krank muylusu uzunluğuna eşittir)

lk=0,5*D

lk=0,5*73⇒ lk=36.5 mm

Biyel Boyutları Kontrolü

mr = Biyel kütlesinin %75’inden biyelin büyük başının eksen çizgisi üzerinde kalan kısmının

çıkarılmasıdır.

mh = Biyel kütlesinin %25’i ile perno, piston ve segmanların toplam kütleleridir.

(25)

Biyel kolu genellikle gaz ve kütle kuvvetleri ile basma ve çekmeye zorlanır. Fgaz=Yanma sonucu oluşan gaz kuvvetleri

Fkb=Kütle kuvveti Fgaz=Pmax*A kN F F_gaz _gaz 19.242 4 070 , 0 * * 10 . 50 2 5 _⇒ ₌ = π w = n w 565.5rad /sn 30 5400 * 30 * _⇒π _⇒ ₌ π Fkb = mr*r*w2*(1+λ) Fkb = 0,3046*0,01022*565.52*(1+0,245) ⇒ Fkb = 1239.41 N

Piston üst ölü noktada (ÜÖN) iken biyele maksimum kuvvet gelir. Fb = Pistona gelen maksimum kuvvet.

Fb = Fgaz + Fkb

Fb = 19.242 +1239 .41=20481 .41 N

Biyel Küçük Başı Kontrolü

Piston üst ölü noktada iken (ÜÖN) biyelin küçük başına en büyük kuvvet etki eder. (Fh)

Fh = mh*r*w2*(1+λ)

Fh = 0,6367*0,01022*565.52*(1+0,245)⇒F_h =2290.71N

Biyel küçük başı perno tarafından sürekli olarak çekmeye zorlanan bir tel gibi düşünülebilir.

Çekme Gerilmesi Hesabı

b s A MPa A F ç h ç * ) 30 ( * 2 = = ⇒ = σ σ

s = Biyel küçük başı et kalınlığı (12.78 - 10.22 =2.56 mm) b = Biyel küçük başı genişliği

(26)

2 6 . 89 35 * 56 . 2 A mm A= ⇒ = 320 78 . 12 6 . 89 * 2 71 . 2290 ₌ _< = ç σ olduğundan emniyetlidir.

Eğilme Gerilmesi Hesabı

) 250 ( * 2 * MPa W r F eğ b h eğ = ⇒ σ = σ b

r _{=Biyel küçük başının ortalama yarıçapı}

rb=(Ro+ r)/2 =( 12.78 + 10.22 ) / 2 = 11.5 W=Kritik kesitteki direnç momenti

(

)

. 250 196 . 9 3 . 1432 * 2 5 . 11 * 71 . 2290 3 . 1432 44 . 20 * 16 ) 62 . 12 44 . 20 ( * * 16 * 4 4 4 4 ₃ ir emniyetlid olduğlduğu MPa MPa mm W W d d d W eğ da iç da < = = = ⇒ − = ⇒ − = σ π π

Basma Gerilmesi Hesabı

= ⇒ = b b b b A A F

σ biyel kolu kesit alanı (σb = 17 Mpa Benzinli Motor )

Fb=Fgaz

+

Fh =20481.41 2 7 . 1204 17 41 . 20481 mm F A b b b = ⇒ = σ

Çekme Zorlanması Hesabı

(

)

MPa MPa MPa A F ç ç b h ç 30 001 . 17 7 . 1204 41 . 20481 30 < = = = ⇒ = σ σ σ Olduğundan emniyetlidir.

(27)

Biyel Malzemesi

Biyel malzemesi olarak karbonlu çelik , alaşımlı çelik veya dökme demir kullanılır . Biyel malzemesi yanında işleme özelliğide önemlidir . Biyel dövme suretiyle imal edilir . Taşıt motorlarında biyel malzemesi karbonlu çelik St35.61 olup ( C=0.32 – 0.40 , Mn = 0.8 , Si = 0.35 ) çekme mukavemeti 600-700 MPa ‘ dır .

KRANK MİLİNİN BOYUTLANDIRILMASI

Pistonun ileri geri hareketini biyel vasıtasıyla dönme hareketine çeviren elemana krank mili denir . krank mili , biyelden gelen gaz kuvvetleri ve atalet kuvvetlerinin , motorun dışına döndürme momenti halinde taşımasını sağlar .

Krank milinin boyutlandırılmasında bir çok etken etki eder ;

 Ana muylu ve yataklarının sayısı ve boyutları , motor bloğunun yapısı  Silindir kafasının yapısı

(28)

f p c h dk a l k dw Krank mili Silindirler Arası Mesafe Hesabı (Ls)

mm L L D L s s s 25 . 91 73 * 25 , 1 * 25 , 1 = ⇒ = =

Krank Muylusu Uzunluğu (Lk)

mm L L D L k k k 5 . 36 73 * 5 , 0 * 5 , 0 = ⇒ = =

Krank Muylusu Çapı (dk)

mm d

(29)

Köşelerdeki Geçiş Yarıçapları (ρ) mm D 65 . 3 73 * 05 , 0 * 05 , 0 = ⇒ = = ρ ρ ρ /

Köşelerdeki geçiş yerlerinde sertleşme soğuk haddeleme veya dövme yapmak suretiyle ön gerilme verilmesi mukavemeti %90 arttırır.

Krank Muylusu Kontrolü

Krank muylusu yataklarında yüzey basıncının P=20-30 MPa civarında olması istenir

⇒ = = ⇒ = 5 . 36 * 45 . 47 4 73 * * 10 ) 10 ( ) * /( ) 4 * * ( 2 3 2 3 π π P MPa bas ıası yüzey Maksimum P dl dk D P P

P = 24.17 < 30 Mpa olduğu için yüzey basıncı açısından seçilen lk ve dk değerleri emniyetlidir

Ana Yatak Uzunluğu (La)

La=0,48*D

La=0,48*73⇒ La=35.04mm

Ana Yatak Çapı (da)

da= 0.68 D

da=0,68*73 ⇒ da=49.64 mm

Ana Yatak Kontrolü

Krank ana yataklarında yüzey basıncının P=23 MPa civarında olması istenir.

a a 2 3 L * d 4 D * * 2 P P π =

(30)

. 23 03 . 12 64 . 49 * 04 . 35 4 73 * * 2 10 2 ir emniyetlid L ve d seçilen yönünden dayan ıay bas ıası yüzey oldu ğlduğu MPa MPa P a a < = ⇒ π Krank Kolları

Krank kolları eğilme ve burulmada rijitliğin sağlanması için genellikle eliptik yapılırlar. Krank Kolları Kalınlığı (ba)

ba=1.15 D

ba=1,15*73 ⇒ ba=83.95 mm

.Krank Kolları Genişliği (b1)

mm b b D b i i i 79 . 16 73 * 23 , 0 * 23 . 0 = ⇒ = =

SUPAP TAHRİK MEKANİZMASININ BOYUTLANDIRILMASI

Dört zamanlı motorlarda , taze havanın silindire alınması ve yanma sonucu oluşan gazların silindirden dışarı atılması supap tahrik sistemi ile yapılır . Supapların açılması , kam milindeki kamdan hareket alan ara elemanlar ile , kapanması ise kam milinin dönmesi ve kamın

etkisinin ortadan kalkması sonucu supap yayları ile olur .

Supap Yuvasının İç Çapı

d

temme=0,42*D =0,42*73 = 30.66 mm

(31)

Supap Yuvasının Dış Çapı

d

_d = 1,26 *

d

_t =1,26*30.66 =38.63 mm

Supap Yuvasının Yüksekliği

h

s = 0,25 *

d

t =0,25 * 30.66= 7.665

Supap Yuva Bilezikleri Et Kalınlığı

d

b

= 0,15 *

d

t = 0,15 * 30.66 = 4.599 mm

Supap Tablasının İç Çapı

d

1

= 0,95 *

d

_t = 0,95 * 30.66 = 29.13 mm

Supap Tablasının Dış Çapı

d

2

= 1,16 *

d

_t = 1,16 * 30.66 = 35.57 mm

Supap Oturma Yüzeyi

b = 0,12 *

d

_t = 0,12* 37.38 = 4.48 mm Supap Tablasının Kalınlıkları

Supap Tablasının Altında Kalan Kısmının Kalınlığı :

h

1

= 0,035 *

d

_t = 0,035 * 30.66 = 1,0731mm

Subap Tablasının Oturma Yüzeyinin Bulunduğu Kısmın Kalınlığı :

h

2

= 0,1 *

d

_t = 0,1 * 30.66 = 3.066 mm

(32)

Supap tijinin Çapı

Emme Supapında :

d

semme = 0,18 *

d

_t

d

s

= 0,18*

30.66

= 5.5188

mm

Egzoz Supapında :

d s

egzoz

= 0,22 *

d

_t

d s

egzoz

= 0,22 *

30.66

= 6.75

mm

Supap Kalkma Miktarı

H

V

= 0,3 *

d

_t = 0,3 * 30.66 = 9.19 mm

Supapların emniyetli çalışabilmesi için ;

 Supap , supap yuvası ve klavuz malzemesinin uygun seçilmesi  Isı geçişinin kolay olacak şekilde supabın boyutlandırılması

 Supapların aşınmaya ve ısıl zorlanmaya karşı direncinin yüksek olması  Otomatik supap döndürücülerin kullanılması

KAM MİLİ

Supapların haraketini doğrudan veya dolaylı olarak sağlayan kam mili , haraketini krank milinden alır . Kam mili üzerinde supap sayısı kadar kam bulunur .

Kam Mili Çapı :

d

k

= 0,35 *D

(33)

KAYNAKLAR 1)www.gençbilim.com

2)Motor konstrüksiyonu dersi notları “Yrd. Doç. Dr Halit YAŞAR” 3)Motorlar dersi notları “Yrd. Doç.Dr İmdat TAYMAZ”