Elektro hidrolik supap sistemi tasarımı
Design of an electro hydraulic valve train system
Yazar: CİHAT ÇİFTÇİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHARREM ERDEM BOĞOÇLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Değişken supap zamanlaması = Variable valve timing ; Elektrohidrolik = Electrohydraulic ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
İçten yanmalı motorlar 150 yıldan beri çok çeşitli amaçlarla kullanılmaktadırlar. Yıldan yıla her alanda gelişen teknoloji gibi, içten yanmalı motorlar da günden güne yeni teknolojik gelişimlerden faydalanmakta ve değişime uğramaktadır. İçten yanmalı motorlarda, değişken supap sistemleri, motor performansına ve motor verimliliğine büyük etkisi olan önemli bir teknolojik yenilik olup son yıllarda piyasaya sürülen içten yanmalı motorlarda uygulanmaktadır. Üreticiler, son yıllarda sıkı bir biçimde uygulanan emisyon kısıtlamaları ve yeni nesil araçlarda ihtiyaç duyulan farklı çalışma koşullarına en verimli şekilde uyum sağlayabilen güç aktarma organları gereksinimi için, supap sisteminde daha fazla esneklik sağlayan değişken supap sistemleri mekanizmalarına yönelmektedirler. Elektro hidrolik supap sistemi konsepti ise, bu talebe cevap verebilen bir tasarım olup, son yıllarda üreticilerin üzerinde çalışmakta olduğu bir konsepttir. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi çalışmalarına göre, değişken supap sistemi mekanizması, içten yanmalı motorlarda yakıt tüketimi ve emisyon azatlımı sağlayan 4 ana teknolojiden birisi olarak, ortalama 3% - 4% yakıt tüketimi avantajı sağlamaktadır. Bu çalışma, içten yanmalı motorlarda, değişken supap sistemi mekanizmalarını ortaya koymakta, üreticilerin değişken supap sistemi mekanizmalarında izledikleri stratejiler ve tasarım tiplerini göstermektedir. Değişken supap sistemi mekanizmalarında en güncel teknoloji olan elektro hidrolik supap sistemi tasarımlarını ortaya koymakta, seçilen bir tasarım üzerinde yapılan simülasyon çalışmalarının sonuçları incelenmektedir. Araştırma sonuçları göstermektedir ki, değişken supap sistemi mekanizmaları içten yanmalı motorlarda performansı arttıran, emisyon ve yakıt tüketimini azaltan bir teknoloji olarak elektro hidrolik konsept ile referans alınan bir içten yanmalı motora uygulanarak hedeflenen supap karakteristiği elde edilebilir. Çalışmada simülasyon sonuçlarında referans alınan supap performansları elde edilmiş ve sonuçlar irdelenmiştir. Sistemin maruz kalacağı dinamik etkiler hakkında bilgi verilmiş, bu dinamik etkilerden sistemin sıcaklığa bağlı değişimi simüle edilerek sonuçlar değerlendirilmiştir.

Abstract:
Internal combustion engines have been used for a variety of purposes since 150 years. Like the technology that develops every field, internal combustion engines also benefit from new technological developments day by day and changing. In internal combustion engines, variable valve train systems are an important technological innovation that has a great impact on engine performance and engine efficiency, and is applied to internal combustion engines that have been put on the market in recent years. Manufacturers are using variable valve system mechanisms that provide greater flexibility in the valve train system for the need for powertrains that requires to be suitable for recently applied strict emission legislations and powertrains that needs to be suitable for different operating conditions for new generation vehicles with most efficient way. The concept of electro hydraulic valve train system is a design that can respond to this requirement and is a concept that manufacturers have been working on in recent years. According to the United States Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy Office work, the variable valve train system mechanism provides an average of 3% to 4% fuel consumption advantage as one of the four main technologies that provide fuel consumption and emission reduction in internal combustion engines. This study demonstrates the mechanisms of variable valve train system in internal combustion engines and shows the strategies and design types that manufacturers have been following. As a most advanced technology in the variable valve train system mechanisms, the hydraulic valve train system designs are presented and the results of the simulation studies on a selected design are examined. The research results show that the variable valve train system as a technology that improves performance, reduces emissions and reduces fuel consumption in internal combustion engines can be implemented to a reference engine with an electro hydraulic concept. In the study, valve performances which are referenced in the simulation results were obtained and the results were examined. Information was given about the dynamic effects that the system was exposed to and the results were evaluated by simulating the temperature-related change of the system which is one of these dynamic effects.