MOTOR KONSTRÜKSİYONU-3.HAFTA Yrd.Doç.Dr. Alp Tekin ERGENÇ
İçten Yanmalı Motor Hareketli Elemanları 1- Piston 2- Perno 3- Segman 4- Krank mili 5- Biyel 6- Kam mili 7- Supaplar
Piston A-Görevi: Yanma odası hareketli cidarını oluşturmak Yanma sonucu gaz kuvvetleri ile doğrusal hareket oluşturmak Dolguyu sıkıştırmak Yanmış gazları dışarı atmak B-Malzemesi ve imali : Piston alüminyum alaşımlarından veya dökme demirden İmal edilir. Çalışma esnasında oluşabilecek ısıl genleşmleri dengelemek için konik imal edilir. C-Piston malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek korozyon dayanımı Yüksek aşınma dayanımı Yüksek ısıl iletkenlik Kolay işlenebilirlik Düşük özgül ağırlık
Piston Alüminyum alaşımlı pistonların avantajları Yüksek korozyon dayanımı Yüksek ısıl iletkenlik Kolay işlenebilirlik Düşük özgül ağırlık(hafiflik) Font (döküm) pistonların avantajları Yüksek aşınma dayanımı Yüksek maksimum basınç dayanımı Yüksek sıcaklık dayanımı Alüminyum alaşımlı pistonların Dez-avantajları Font (döküm) pistonların Dez-avantajları Düşük aşınma dayanımı Düşük yüksek sıcaklık dayanımı Düşük maksimum basınç dayanımı Düşük korozyon dayanımı Düşük ısıl iletkenlik Yüksek özgül ağırlık
Perno A-Görevi: Piston ile biyel arasındaki bağlantı elemanıdır Pistondan gelen gaz kuvvetlerini biyel koluna iletmek B-Malzemesi ve imali : Yüksek kalite çelikten imal edilir Yüzey serleştirme işlemi yapılır C-Perno malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek korozyon dayanımı Yüksek aşınma dayanımı Yüksek yüzey sertliği Yüksek kesme dayanımı Yüksek eğilme momenti D-Perno bağlantı şekilleri: Biyel sıkı geçme-piston serbest = YARI serbest bağlantı Biyel ve pistonda serbest = TAM serbest bağlantı
A-Görevi: Pistonu krank miline bağlar Piston kuvvetini krank miline taşır Biyel Krank miline döndürme momenti uygular Pistonun doğrusal hareketini krank milinin dairesel hareketine dönüştürür. Perno Biyel kucuk başı Biyel kolu B-Malzemesi ve imali : Döküm yada dövme yolu ile çelikten imal edilir I profil olarak imal edilir C-Biyel kolu malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek bükülme dayanımı Flambaja karşı dayanım Yüksek çekme dayanımı Yüksek basma dayanımı. Biyel yatakları Biyel kepi Biyel civatası
Segman A-Görevi: Pistonun aşınmasını engeller Kompresyon kaybını önler Yağlama görevi yapar Pistonda silindire ısı geçişi sağlar B-Malzemesi ve imali : Yüksek kalite yay çeliğinden imal edilir Yüzey serleştirme işlemi yapılır C-Segman malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek korozyon dayanımı Yüksek aşınma dayanımı Yüksek yüzey sertliği Yüksek ısıl iletkenlik Yaylanabilme kabiliyet D-Segman tipleri ve takılması: Genelde içten yanmalı motorlarda 2 kompresyon bir yağ segmanı kullanılır. Kompresyon kaybını engellemek icin tüm segmanların yarıkları eş aralıklı (120 derece) takılmalı
Krank mili A-Görevi: Doğrusal hareketi dairesel harekete çevirmek Sıçratma yöntemiyle yağlama sağlamak Motor bloğundan biyel yataklarına yağ taşımak Biyel kolundaki döndürme kuvvetini döndürme momentine dönüştürmek B-Malzemesi ve imali : Döküm yada dövme yolu ile imal edilir Döküm miller grafitli dökme demirden imal edilir Dövme miller düşük alaşımlı islah çeliğinden imal edilir Karşı ağırlıklar ile dengelenir. C-Krank mili malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek korozyon dayanımı Yüksek aşınma dayanımı Çalışan yüzeylerde yüksek yüzey sertliği Yüksek burulma dayanımı Yüksek bükülme dayanımı vb. Önü ana biyel nihayeti muylu muylusu
Kam mili A-Görevi: Supapları tahrik etmek B-Malzemesi ve imali : Dökme demirden imal edilir C-Kam mili malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek yıpranma direnci İyi form katılığı Titreşim sönümleme özelliği İyi işlenebilirlik
Supaplar A-Görevi: Emme gazlarının silindir içine alımı Egzoz gazlarının silindirden atımı Yanma odasında sızdırmazlık sağlamak B-Malzemesi ve imali : Yüksek alaşımlı krom yada magnezyum çeliğnden imal edilir. C-Supap malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek yıpranma direnci Yüksek sıcaklık dayanımı Yüksek basınç dayanımı İyi ısıl iletkenlik( Egzoz supaplarında ek soğutma önlemleri alınır) D- Supaplarda aşırı ısınma Soğutma yetersizliği Aşırı büyük tabla çapı Yüksek yanma sıcaklığı Supap malzemesinin ısıl iletimin kötü olması
İçten Yanmalı Motor Hareketsiz Elemanları 1-Silindir Bloğu 2-Karter 3-Silindir Kafası
Silindir Bloğu A-Görevi: Silindir kapağı ile birlikte yanma odasını oluşturmak Yanma basıncını karşılamak Pistona yataklık yapmak Yanma ısısının dışarıya atılmasını sağlamak B-Malzemesi ve imali : Döküm yolu ile dökme demirden elde edilir imal edilir. Segman çalışma yüzeyleri sertleştirilir. Alüminyum dökümlerde segman çalışma yüzeyi kovanlı olarak çelikten imal edilir. C-Silindir malzemesinden beklenen özellikler: Yüksek yıpranma direnci Yüksek sıcaklık dayanımı Yüksek basınç dayanımı İyi ısıl iletkenlik
Karter A- Alt Karter Görevi: Yağlama yağına haznelik yapmak Motor alt elemanlarını alttan gelebilecek darbelere karşı korumak Yağlama yağının soğutulmasını sağlamak Stasyoner motorların zemine bağlamasında ayaklık görevi yapar B- Malzemesi ve imali : Çelikten yada döküm yolu ile demirden yada alümiyumdan elde edilir C- Karter malzemesinden beklenen özellikler: Darbe dayanımı İyi ısıl iletkenlik D- Font ve Alüminyum alaşımlı karter Alüminyum alaşımlı karter font karterlere oranla daha yüksek ısıl iletim katsayısına, yüksek korozyon dayanımına ve düşük özgül ağırlığa (hafiflik) sahiptir Font karterlerin en önemli özelliği alüminyum alaşımlı katerlere oranla daha yüksek darbe dayanımına sahiptir.
Motor Ana Elemanlarının Hesabı ve Dizaynı BİR MOTOR PARÇASI ÜZERİNE ETKİ EDEN KUVVETLER Silindir içerisindeki gaz basıncının yarattığı basınç kuvveti Basınç kuvveti sürekli değişkendir, ve piston strokunun çok küçük bir bölümünde maksimum değere ulaşır Gidip-gelme hareketi yapan ve dönen parçaların atalet kuvveti Periyodik olarak değişirler, yüksek devirli motorlarda gaz basınç kuvvetinden daha büyük değerde olabilir. Titreşim (elastik sınırlar içersinde) Tüm kuvvetler titreşim yaratır, rezonans sınırına gelmesi Isıl gerilmeler Yanma sonucu çıkan ısınının motor parçalarına geçmesi ve bu parçaların farklı mertebede ısınması, farklı oranda ısıl genleşmelere neden olur.
Dizayn Şartları Motor parçalarına etki eden kuvvetlerin değişimi ( şiddeti ve büyüklüğü) motorun çalışma koşullarına bağlıdır. Bir motorun parçaları genellikle o motorun sert/ağır şartlarına göre dizayn edilir. Ne Me Pz Memax NeN OTTO MOTORU İÇİN DİZAYN ŞARTLARI Boşta ulaşabileceği maksimum devir Pzmax nmin nm nn nmax n d/d
Dizayn Şartları OTTO Dizayn Şartları nm= Maksimum momentin sağlandığı devir nn= Maksimum güce ulaşılan devir nm= (0,4-0,6).nN Bu çalışma şartında gaz basınçları maksimum olup atalet kuvvetleri düşüktür. Nen= Nominal devirde elde edilen maksimum gücü ifade eder. nbçmax= (1,05-1,20).nN Bu çalışma şartında gaz basınçları düşük maksimum olup atalet kuvvetleri yüksektir.