Dizel motorlarda krank biyel mekanizmasının dinamik analizi

Abstract

Krank-biyel mekanizmaları sanayi devriminden bu yana birçok güç üretme ve aktarma sisteminin temelini oluşturmaktadır. Günümüzde başta içten yanmalı motorlar ve pompalar olmak üzere geniş yelpazede kullanımı devam etmektedir. Motor teknolojileri günümüzde geldiği nokta itibari ile ilk günlerine kıyasla çok büyük değişikliklere uğranmış olsa da krank-biyel mekanizması pistonlu motorlar için vazgeçilemez durumdadır. Özellikle gelişen teknoloji ve rekabet ortamıyla birlikte kullanıcı içten yanmalı motorlardan daha yüksek verim, birim hacimde daha yüksek performans, daha kısa tepki süresi ve daha iyi konfor şartları aramaktadır. Bu beklenti altında motor üreticileri motorun dayanıklılık ve güvenilirliğinden taviz vermemeyi hedeflemektedir. Modern dizel motorlardaki düşük gürültü, yüksek çalışma hızı, yüksek verim gibi beklentiler krank milli üzerinde daha özenli çalışmaları zorunlu kılmaktadır. Bu çalışma kapsamında 6 silindirli 2 dizel motorun krank sistemi dinamik olarak analiz edilmiştir. Analiz için oluşturulan krank sistemi 1 boyutlu analiz modelinde elemanlar geometrik ve mekanik özellikleri ile temsil edilmiştir. İlk krank mili versiyonunda dengeleme kontrolü yapılmış, strok boyu uzatılan ikinci versiyonda da dengeleme incelenmiştir. İlk versiyon krank mili viskoz burulma titreşimi sönümleyici ile ve sönümleyici olmadan modellenerek burulma titreşimleri karşılaştırılmış, sönümleyicinin etkisi ortaya konmuştur. Sonrasında ikinci versiyon krank mili için farklı sönümleyiciler ile dinamik analizler tekrarlanarak uygun sönümleyici parametreleri ortaya konmuştur. Her iki motor için krank sistemi 3 boyutlu sonlu elemanlar modeli hazırlanarak doğal frekans analizi ile eğilme titreşimleri incelenmiştir. 1 boyutlu dinamik analiz çıktıları ile krank milinin maruz kaldığı yükler alınarak kritik bölgelerdeki gerilmeler hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar iki motor için karşılaştırılmıştır.