I tipi supap mekanizmalarının dinamik analizi
Dynamic analysis of I type valvetrain mechanism
Yazar: ÇAĞATAY NACAK
Danışman: DOÇ. DR. MURAT CİNİVİZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
İçten yanmalı motorlarda volumetrik verimdeki çok küçük değişiklikler motor performansını önemli ölçüde etkilemektedir. Kam profili, supap kalkma miktarı ve supap açık kalma süresi, supap yayının sertliği optimize edilmemiş supap mekanizmaları kullanılan motorların volumetrik verimlerinin düşük olması kaçınılmazdır. Yüksek bir volumetrik verim için supabın hızla açılarak dolgu transferinin hemen başlayabilmesine imkân sağlaması, maksimum kalkma noktası civarında mümkün olduğunca uzun açık kalarak alınabilecek maksimum miktardaki dolgunun silindir içindeki yanma odasına alınması ve sonra tekrar hızla kapanarak dolgu kaçaklarına müsaade etmemesi istenmektedir. Uygun olmayan supap yay tansiyonu supabın kam profili üzerinde sıçrama yapmasına ve dolayısıyla dolgu kaçaklarına neden olur. Bu nedenle tasarım hesaplamaları supap mekanizmasının tipine göre uygun bir model geliştirilerek gerçekleştirilmelidir. 
Bu çalışmada, düz yüzeyli iticili ve toparlaklı itici kullanarak tasarlanan kam profillerinin karşılaştırılması yapılmıştır. Yapılan tasarımlarda altı farklı kam profil eğri denklemi kullanılmıştır. Profillerin yol, hız, ivme ve sadme eşitlikleri, aynı kam ökçe çapında, 8 mm supap kalkma yüksekliğinde ve supap açık kalma süreleri  kam açısı olacak şekilde kabul edilerek hesaplanmıştır.  Toparlaklı itici mekanizmalarında ise itici toparlak çapı 7 mm olarak kabul edilmiştir. Oluşturulan eğriler birbirleri ile kıyaslanarak kam mekanizmaları yönünden uygunluğu değerlendirilmiştir.  Her iki itici mekanizması ile elde edilebilecek en uygun kam profilini bulabilmek için eğrilik yarıçapı hesabı yapılmış ve karşılaştırılmıştır. Toparlaklı iticiye sahip olan mekanizmalar için tasarlanan kam profillerinin eğrilik yarıçapı ölçülerinin birbirine yakın olduğu gözlemlenmiştir. Düz yüzeyli iticiye sahip mekanizmalar için ise bekleme süresi daha fazla olan profillerde birbirlerine benzer sonuçlar elde edilmiştir. Supap kalkma miktarının eğrilik yarıçapına etkisini incelemek adına üç farklı kam profilinde farklı yükseklik değerleri tanımlanarak değerler elde edilmiştir. Düz yüzeyli iticili mekanizmalarda supap kalkma miktarı arttıkça eğrilik yarıçapı artarken, toparlaklı iticili mekanizmalarda sadece kam burnu oluşumunda artış görülmektedir.

Abstract:
In internal combustion engines, volumetric efficiency very small changes are affect to engine performance. Engines which used non-optimized valve mechanism parameters like cam profile, amount of valve lifting, valve opening time and hardness of valve spring are became inevitable lower volumetric efficiency. For high volumetric efficiency, we want to the valve, must be quickly opened to provide opportunities to the start of the swift transfer of the fuel/air mixed charge, is stayed to open as long as possible around the maximum lift point for receiving maximum amount of fuel/air mixed charge in combustion chamber to the cylinder and after that it is quickly closed to don't allow to the fuel/air mixed charge leaks. Inappropriate valve spring tension can cause the valve bounce on cam profile and due to can cause fuel/air mixed charge leaks. Therefore, design calculations should improve an appropriate model according to valve mechanism type
In this study, comparing designed the cam profiles which for using flat tappet follower and roller follower valve train mechanism. Six different cam profile curves have been used in the designs. Displacement, velocity, acceleration and jerk equations of profiles have been calculated assuming that the same cam base diameter, 8 mm maximum valve lift and valve opening time 120 degrees' cam angles. However, roller diameter has been assumed 7 mm in roller follower mechanism. Acquired profiles have been compared with each other and evaluated their suitability for valve train mechanism. Radius of curvature has been figured out and compared to find most suitable cam profile to designed for both valve train mechanisms. It has been observed that the radius of curvature of designed cam profiles for using roller follower valve train mechanism are close each other profiles. For using flat tappet follower valve train mechanisms has been similar results similar results for having long dwell time. In order to investigate the effect of valve lift amount on the radius of curvature, different valve lift heights have been defined for three different cam profiles and values have been obtained. While the radius of curvature increases as the valve lift height increases with using flat tappet follower valve mechanism but there is only increase in cam nose formation in the using roller follower valve mechanism.