GG25 esaslı dökme demir motor bloklarının üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of GG25 based cast iron engine blocks and investigation of the properties
Yazar: BURHAN BAŞ
Danışman: DOÇ. DR. AYSUN AYDAY
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Dizel yakıtlar = Diesel fuels ; Dökümler = Castings ; Gri dökme demir = Gray cast iron ; Motor bloğu = Engine block

Özet:
Motor bloğu, içten yanmalı motor sistemlerinin ana yapısını oluşturmaktadır. Krank ve kam milleri, piston, supap itici kolları vb. birçok motor parçasına bu blok içerisinde çalışır. Motor sisteminin en büyük parçası olup toplam ağırlığın %20-25'ini oluşturmaktadır. Kullanılan malzeme, motorun gücü için önem arz eden düşük ağırlıkla birlikte yüksek mukavemet gereksinimini karşılaması istenir. Bunun yanı sıra; aşınma direnci, uzun kullanım ömrü, yanma ve patlama gerçekleştiğinde oluşan basınç çevrimine dayanıklı olması ve çalışma koşullarında yüksek sıcaklık, titreşime dayanım gerekliliklerin başlıcalarıdır. Malzeme seçimi, titreşim dayanımı, korozyon direnci, yüksek mukavemet, elastik modül gereksinimlerine göre yapılır. Yüksek mukavemeti nedeniyle benzinle çalışan motorlar ile karşılaştırıldığında, yüksek sıkıştırma oranlarına sahip dizel motorlar için malzeme daha kritik bir öneme sahiptir. Benzinli motorlar gibi 10:1 değil de 20:1 ile çalışan dizel yakıtlı motorlarda malzemenin düşük ağırlık sağlamasına değil, yüksek mukavemetli olmasına dikkat edilir. Bunun yanı sıra hızlı bir şekilde ısıyı vermek için yüksek çalışma sıcaklıklarında; yüksek ısıl iletkenlik ve düşük termal genleşme özelliklerine sahip olmalıdır. Dökümünden sonar devam eden talaşlı imalat sürecinde de süre ve maliyeti optimum seviyede tutmak için iyi işlenebilirliğe sahip olmalıdır. Krank mili ve piston gibi iç kısımlarda çevrimsel hareket yapan bileşenler yüksek bir titreşim kaynağıdır, bu yüzden malzemenin titreşim sönümleme kabiliyeti de kritik bir malzeme seçim parametresidir.
Bu çalışmada dizel yakıtla çalışan, GG25 gri dökme demir malzemeli; tarım makinaları, jeneratörler, denizcilik ve iş makinaları sektöründe kullanılan 3 silindirli bir Motor Blok'un üretim süreçleri mercek altına alınmıştır. Tasarım aşamasında katı modelleme yazılımının kullanımı, dökümle ilgili mühendislik hesaplamaları ve bilgisayar destekli simülasyon uygulamaları ele alınmıştır. Otomatik maça üretim makinaları ile maça üretim prosesleri, tam otomatik yaş kum kalıplama yöntemi ile üretim yapan bir döküm üretim hattında kalıplama, maça yerleştirme, döküm ve kalıp bozma süreçleri incelenmiş, çıkan ürün müşteri şartnamelerine göre boyutsal ve malzeme kontrolleri, motor blok parçası özelinde incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler; Dizel yakıt, motor blok, döküm, gri dökme demir

Abstract:
The engine block is the main structure of the internal combustion engine systems. Crank and camshafts, pistons, valve tappets, etc. many engine parts work in this block. It's the largest part of the engine system and generates for 20-25% of the total weight. The selection of material is required to meet the high strength requirement with low weight, which is important for the power of the engine. Also; Wear resistance, long service life, resistance to pressure cycles when combustion and explosion occur, and resistance to high temperature and vibration in working conditions are the main requirements. Compared to gasoline engines due to its high strength, the material is more critical for diesel engines with high compression ratios. In diesel-fueled engines that work with 20:1, not 10:1 like gasoline engines, attention is paid to the high strength of the material, not its low weight. In addition, at high operating temperatures to give off heat quickly; It should have high thermal conductivity and low thermal expansion properties. It should have good machinability in order to keep the time and cost at the optimum level in the machining process that continues after casting. Internally rotating components such as the crankshaft and piston are a high source of vibration, so the vibration damping ability of the material is also a critical material selection parameter.
In this study, GG25 gray cast iron material working with diesel fuel; the production processes of a 3-cylinder Engine Block used in the agricultural machinery, generators, maritime and construction machinery sectors have been scrutinized. The use of solid modeling software in the design phase, engineering calculations related to casting and computer aided simulation applications are discussed. Core production processes with automatic core production machines, molding, core placement, casting and mold breaking processes in a casting production line producing with the fully automatic green sand molding method were examined, dimensional and material controls of the product according to customer specifications were examined specifically for the motor block part.

Keywords; Diesel fuel, engine block, casting, gray cast iron