Ağır ticari araç soğutma performanslarının deneysel analizi
Experimental analysis of heavy commercial vehicle cooling performance
Yazar: OKAN ALKAN
Danışman: PROF. DR. L. BERRİN ERBAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Genel olarak ağır ticari araçlarda içten yanmalı motorlar kullanılmaktadır. Hava yakıt karışımının silindir içinde yakılması ile gerekli enerji üretilmekte ve ısı açığa çıkmaktadır. Açığa çıkan bu ısının motordan uzaklaştırılabilecek miktarı soğutma sisteminin performansı ile doğru orantılıdır. Tasarımı önceden tamamlanmış ve araç üzerine konabilecek en büyük boyutta radyatörü kullandığımız bir soğutma sisteminde yapılacak olan performans iyileştirmesi akışın düzenlenmesi, ısı transfer yüzey alanının mevcut boyutlar içinde büyütülmesi ile mümkündür.Bu çalışmada ağır ticari bir araçta kullanılan soğutma sistemi performansının radyatör ve ara soğutucu boyutlarını değiştirmeden hava akışı üzerinde yapılacak olan değişiklikler ile arttırılması amaçlanmaktadır. Yapılacak olan değişiklikler arasında yer alan ön ızgara, kaput, izolasyon, ön kros ve fan tasarımının değiştirilmesi direk olarak hava akışını etkileyecek, radyatör kanatçık sayısının değiştirilmesi ise ısı transfer yüzey alanını etkileyecek bir değişikliktir. Her bir değişiklik ayrı ayrı ilk tasarım seviyesi araca uygulanarak ölçümler yapılmıştır ve ölçümler sonucunda elde edilecek değerler kullanılarak performans karşılaştırmaları yapılmıştır. Soğutma performansı karşılaştırmalarında ATB ve ara soğutucu verimi değerleri kullanılmıştır. Ağır ticari araçlarda yüksek ATB sıcaklığı değerine ulaşabilmek için gerekli dizayn değişiklikleri belirtilmiştir.Performans karşılaştırmaları sonucunda performansa olumlu etki eden değişiklikler tek bir araca uygulanarak bu değişiklikler arasında etkileşim olup olmadığı tespit edilmiş ve etkisinin ne olduğu ortaya konmuştur. Ayrıca ilk tasarım seviyesi ile iyileştirilmiş seviye sistemde radyatör üzerindeki akış dağılımları karşılaştırılarak yapılan iyileştirmelerin akış dağılımında nasıl bir etki yaptığı izlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Soğutma, radyatör, ATB, ara soğutucu, ağır ticari araç.

Abstract:
Generally, internal combustion engines are used in heavy commercial vehicles. Necessary energy is produced by burning air-fuel mixture at engine cylinders resulted in heat dissapation. Cooling system performance is directly proportionate to this heat which is diverged from the engine. The performance of a cooling system which is designed and includes the possible largest radiator to be increased by air flow designation and increasing the heat transfer area within the same dimensions of radiator.In this study, it is aimed to increase heavy commercial vehicle cooling system performance by changing the air flow on radiator without any radiator and intercooler dimension change. Of all the applied modifications, front grill, hood, izolation, front cros and fan design change directly affects the air flow, radiator fin number change affects the heat transfer area. All the modifications applied separately to the base designed vehicle and cooling performance values are compared according to the temperature measurements. ATB values and intercooler efficiencies are used for the comparison of cooling performance. Necessary modifications on design were defined to reach higher ATB values in heavy duty trucks.After performance comparison, all modifications which have possitive effect on performance applied to the same vehicle and interaction between these modifications were analyzed. Furthermore, improved design which includes the positive effect modifications and base design are compared according to the air flow rates on radiator, also the effects of these modifications are executed.Keywords: Cooling, radiator, intercooler, ATB