İçten yanmalı motorlarda kullanılabilecek bir elektromekanik supap sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of an electromechanical valve system which will be used in internal combustion engines
Yazar: NİDA BİRGÜL
Danışman: DOÇ. DR. PERİHAN SEKMEN
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Benzinli motorlar = Gasoline engines ; Buji ateşlemeli motorlar = Spark ignition engines ; Değişken supap zamanlaması = Variable valve timing ; Doğal gazlı motorlar = Natural gas engines ; Pistonlu motorlar = Reciprocating engines ; Taşıt motorları = Vehicle engines ; İki zamanlı motorlar = Two stroke engines ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Elektromekanik supap (EMS) sistemleri motorun tüm çalışma koşulları için supap zamanlamasında esneklik sağladığından motor performansını iyileştirme potansiyeline sahiptir. Konvansiyonel kam mili sistemlerinden farklı olarak, EMS sistemi supap zamanlamasını krank mili pozisyonundan bağımsız olarak gerçekleştirir. Sistem, emme ve egzoz supaplarının açılma ve kapanma olaylarının denetimine imkân sağlar. Yüksek tork ve gücün elde edilmesinde, yakıt tüketiminin azaltılmasında ve emisyonların kontrolünde etkili rol oynar.
Bu çalışmada, modern taşıtların 12 V elektrik sistemlerine uyumlu, bir elektromekanik supap (EMS) sistemi tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Başlangıç tasarımında, 215 g kütleye sahip hareketli nüve kullanılmış, 10 A akım değerinde 
maksimum elektromıknatıs kuvveti 76 N olarak ölçülmüştür. Sistemin geliştirilmesi sonrasında, hareketli nüve kütlesi %18,6 azaltılarak 175 g değerine düşürülmüş, çalışma akım değeri %33 artarak 13,3 A değerine, maksimum elektromıknatıs kuvveti değeri de %343 artarak 260,85 N değerine yükseltilmiştir. Sistemin geçiş süresi 6 mm ve 8 mm supap çalışma aralıkları için sırasıyla 3,9 ms ve 4,4 ms olarak ölçülmüştür.



Anahtar Kelimeler : Supap, elektromekanik supap, değişken supap zamanlaması,mekatronik, içten yanmalı motor, kam mil, VVT, EMV

Abstract:
Electromechanical valve (EMV) systems have the potential to improve engine performance via flexibility in valve timings in all engine operating conditions. Apart from conventional camshaft driven systems, the EMV system conducts valve timing by not depending upon the crankshaft position. System allows controlling of the opening and closing events of the intake and exhausts valves.  It plays an effective role in acquiring high torque and power, reducing fuel consumption and controlling emissions.In this study, an electromechanical valve (EMV) system compatible with modern vehicle's 12 V electrical systems has been designed and developed. In the initial design, an armature with a mass of 215 g was used and the electromagnet force value system, armature mass was reduced by 18.6% to 175 g, operating current value was increased by 33% to the value of 13,3 A, maximum electromagnetic force value was increased by 343% to the value of 260,85 N. Transition time of the system has been measured as 3.9 ms and 4.4 ms respectively when the valve lifting is at 6 mm and 8 mm.



Keywords : Valve, electromechanical valve, variable valve timing, mechatronic,internal combustion engine, camshaft, VVT, EMV.