Benzinli genel amaçlı motorların maksimum güçteki performanslarının karşılaştırılması için basit bir yaklaşım
A simple approach for comparing performance of gasoline general-purpose engines at maximum power
Yazar: Arabacı, Emre
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 15, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; General purpose engine,engine performance,Otto cycle,gasoline engines ; Genel amaçlı motor,motor performansı,Otto çevrimi

Bahçe çapa makineleri, zincirli testereleri, jeneratörler, çim biçmemakineleri, mini traktörler gibi makinelerde kullanılan tek veya çiftsilindirli, düşük güç çıkışlı motorlar genel amaçlı motorlar olarakadlandırılmaktadır. Her motor üreticisinin kendine özgü yapısal tasarımlarasahip motorları bulunmaktadır. Bu motorların güçleri genel olarak kurs hacminebağlı olarak değişmektedir. Ancak motor katalogları incelendiğinde kurs oranı,maksimum güçteki hızı ve sıkıştırma oranı gibi karakteristik özellikleribirbirinden farklıdır. Bu çalışmada kurs hacmi, sıkıştırma oranı ve kurs oranıbirbirinden farklı olan benzinli genel amaçlı motorların maksimum güçtekiperformansları, sürtünme, tersinmezlik, egzoz ve ısı kayıpları da dikkatealınarak karşılaştırılabildiği basit bir termodinamik model sunulmuştur. Sayısalçalışma için 5 farklı üreticiye ait 10adet genel amaçlı motorun fiziksel özellikleri referans alınarak maksimum güçürettikleri şartlarda termodinamik modellemeleri yapılarak performanslarıkarşılaştırılmıştır. Motorlara ait kataloglardaki güç değerleri iletermodinamik modele göre hesaplanan güç değerleri birbirine oldukça yakınçıkmıştır ve bu termodinamik modelin kullanılabilir olduğunu göstermektedir.Oluşturulan termodinamik modele göre motorların maksimum çevrim sıcaklıkları,özgül yakıt tüketimleri ve güç yoğulukları karşılaştırılmıştır. Ayrıca hermotora ait ısı balansı oluşturulmuştur. Marka, model ve kurs hacmi ve efektifgücünden bağımsız olarak motor parametreleri kurs oranı ve özgül yakıttüketimine bağlı olarakincelenmiştir. Yapılan inceleme neticesinde özgül yakıt tüketimi ve kursoranının artmasıyla birlikte maksimum çevrim sıcaklığı, güç yoğunluğu vemekanik verimde azalma meydana gelmektedir. Bununla birlikte kurs oranınınartması özgül yakıt tüketimini de artırmaktadır. Elde edilen sonuçlara göremotorların karşılaştırılması için yalnızca kurs hacmi ve motor gücü gibi basitözelliklerin yanında kurs oranı, sıkıştırma oranı gibi özelliklerin dekarşılaştırma için önemli ve etkili parametreler olduğu görülmüştür. Bu çalışmaneticesinde, sunulan termodinamik modelin farklı fiziksel özelliklere sahipbenzinli genel amaçlı motorların karşılaştırılabilmesi için kullanılabileceğigörülmüştür.

The single or double cylinder, low power output engines used in machinessuch as garden hoe machines, chainsaws, generators, lawnmowers, mini tractorsare called general-purpose engines. Each engine manufacturer has engines withits own unique structural designs. The power of these engines generally variesdepending on the swept volume. However, when the engine catalogs are examined,the characteristics such as stroke ratio, maximum power speed, and compressionratio are different. In this study, we present a simple thermodynamic model inwhich the gasoline general-purpose engines, whose swept volume, compressionratio and stroke ratio are different, can be compared by taking into accounttheir performance at maximum power, friction, irreversibility, exhaust and heatlosses. For the numerical study, by comparing the physical properties of 10general purpose engines of 5 different manufacturers, their performance wascompared by performing thermodynamic modeling in the conditions where theyproduced maximum power. The power values in the catalogs of the engines and thepower values calculated according to the thermodynamic model were very close toeach other and this thermodynamic model was used. According to thethermodynamic model, maximum cycle temperatures, specific fuel consumption andpower density of the motors were compared. In addition, the heat balance ofeach engines is created. Regardless of the brand, model and stroke volume andeffective power, engine parameters are examined according to stroke ratio andspecific fuel consumption. As a result of the study, the maximum cycletemperature, power density and mechanical efficiency decrease with the increasein the specific fuel consumption and the stroke ratio. However, the increase inthe stroke ratio increases the specific fuel consumption. According to theobtained results, it is seen that the characteristics such as course rate andcompression ratio as well as simple properties such as stroke volume and enginepower are important and effective parameters for comparison. As a result ofthis study, it can be seen that the thermodynamic model presented can be usedto compare gasoline general purpose engines with different physical properties.