motor

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA DOLGU DEĞİŞİMİ Leave a comment

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA DOLGU DEĞİŞİMİ

1.1.Giriş

İçten yanmalı motorlar,periyodik çalışan makima grubuna girerler.İçten yanmalı motorlarda iş yapan dolgu silindirin içine alınarak,iş elde edildikten sonra dışarı atılır.silindirdeki bu doldurma ve boşaltma işlemi dolgu değişimi olarak adlandırılır.İyi bir dolgu değişimi motorun hacimsel(volumetrik)verimini büyük ölçüde etkiler.Bunun için silindirde egsoz gazı kalmayacak ve taze dolgu silindire tam olarak alınacak şekilde dolgu değişimi yapılmaktadır.

Karşılıklı hareket eden içten yanmalı motorlarda emme ve egsoz  işlemlerinde akış süreleri sabit değildir.Bazı durumlarda,örneğin devir analizindeakışların sabit olduğu kabul edilebilir.Özellikle,emme ve egsoz geçişlerinde sessizliği sağlamak için çok silindirli motorlarda oldukca iyi tahmindir.Bununla birlikte,sabit değilmiş gibi davranmak zorunda kalan akış için birkaç durum vardır ve birbirlerini nasıl etkileyebildiklerini ve akışların genel eğilimlerinin özelliklerinide anlamak gereklidir.

Akışların genel eğilimler,yanma odalarının doldurulması ve boşaltılmasında ,egsoz ve giriş borularında meydana gelebilen etkilerde çok önemlidir.Bu emme ve egsoz stroklu motorlar için özel bir durumdur.Doğal emişli motorlarda eğer en uygun performans ve verime ulaşılıyorsa,akışların genel eğilimleri için giriş ve egsoz borularını tasarımında çok önemlidir.Bununla birlikte,giriş ve egsoz tasarımları;akış iyiliğinin karşılaştırılması,boşluk ve mantığın kolaylaştırılması,imalatın kolaylaştırılması ve fiyat göz önüne alınarak belirlenir.

Giriş ve egsoz geçişlerinin her ikisi için sessizliği önlemenin bir kaç yolu vardır.Yine,eğer büyük basınç düşümlerininden kaçınılıyorsa,dikkatli tasarım geeklidir.

Dört stroklu motorlarda emme ve egsoz geçişleri valflerle kontrol edilir.İki stroklu motorlar,silindirde piston hareketleri vasıtasıyla kontrol edildiğinden dolayı,

yanma odasında valflere ihtiyaç duymazlar.

İçten yanmalı motorlarda dolgu değişimi aşağıdaki bölümde de görüleceği gibi iki ve dört zamanlı motorlarda farklılıklar göstermektedir.

1.2.Dört Zamanlı Motorlarda Dolgu Değişimi

Dört zamanlı motorlarda dolgu değişimi 1. ve 4. Zamanda yapılmaktadır.Piston emme subabı yoluyla taze dolguyu emer,dolgu iş zamanı sonunda egsoz subabı vasıtasıyla silindirden dışarı atılır.Emme ve egsoz subabları periyodik olarak açılır ve akan dolgunun itici kuvveti altında silindir temizlenerek taze dolgu doldurulması için uygun duruma gelir.

Mümkün mertebe fazla karışımın içeriye girebilmesi ve yanmış gazlarında si-lindiri tamamen terkedebilmesi için egsoz subabı genişleme strokunun yanında supab AÖN’ye gelmeden açılır ve ÜÖN’dan sonra kapanır.

 

Şekil1.2.1 Dört zamanlı motorun endükatör diyagramı.

 

Ek-A=Egsoz açılması              Em-A=Emme açılması

Ek-K=Egsoz kapanması           Em-K=Emme kapanması

Egsoz supabının açılmasıyla dikkat edilecek nokta; basınç dönüşümünde. 1-İş alanının fazla büyük olmamasıdır. Bu sebebten AÖN’dan sonra basınç mümkün mer-tebe yatay çizgiye yaklaşarak.2- iş alan kaybınında küçük olması temin edilsin.

 

Bu arada dikkat edilmesi gereken 1. Nolu alanın büyütülmesi egsoz supabının fazla miktarda akan sıcak gazlarla teması sonucu sıcaklığın yükselmesine sebeb olur.

Gaz kanalının açılması ve kapanması supablar sayesinde olur (Şekil 1.2.2).

Başlangıç hızları sıfır olduğundan supablar nispeten yavaş açılır ve kapanırlar

Şekil 1.2.2     Tablalı süpab.

 

 

Dolayısıyla emme  ve egsoz başlangıçlarında önemli basınç kayıpları meydana gelir.Süpabların tahriki,özellikle yüksek motor hızlarında bazı problemler yaşatabilir.Gerçektende süpablarda oluşan titreşimler süpab yayı kırılmalarına neden olabilir.Bu dezavantajlara rağmen klasik tablalı sübapların yerini,sürgülü kumanda sistemi alamamıştır.Çünkü bunların imali basittir ve yalıtım üğstünlüğü vardır.Şekil 1,2,3’de sürgülü kumanda sistemi görülmektedir.

 

3. Şekil 1.2.3.    Kumanda   sistemleri.

 

1.2.1. Süpap mekanizmaları

 

Şekil 1.2.4’ de görüldüğü gibi süpap mekanizmaları aşağıdaki kısımlardan oluşur.

Şekil 1.2.4.   Süpap mekanizması.

 

Kam mili hareketini krank milinden alır.Kma milinin devir sayısı 4 zamanlı motorlarda krank milinin devir sayısının yarısına,2 zamanlı mototrlarda ise tamamına eşittir.Kam mili yada motorun alt kısmına ya da silindir kapağının üstüne monte edilir. Alt kısma monte edilen kam mili,krank miline helisel dişlilerle irtibatlıdır. Gürültüyü azaltmak için büyük diyli preslenmiş malzemeden imal edilir. Silindir kapağına yataklı olan kam mili ise Şekil 1,2,5’de görüldüğü gibi zincir, dişli kaıyşı yada ara mili konik dişliler vasıtasıyla krank miline bağlantılıdır. Krank muhafazası içinde  çalışan zincir, yağ püskürtme memeleri tarafından yağlanır.   Çelik tellerle  ya  da  cam lifleri ile    kuvvetlendirilmiş plastik dişli kayışı ise krank muhafazasının dışında çalışır ve yağlanmaz.

 

Süpap hareketlerinde sert titreşimler meydana geldiğinden kam’a yukarıya doğru özel şekil verilerek kam sessizleştirme bölgeleri elde edilir.Özellikle büyük devir sayılarına sahip motorlarda süpap itici titreşilerimden meydana gelen yay kırılmasıyla karşılaşmamak için gereklidir.Süpap yayı kırılması süpapın silindirin içine düşerek  pistonu tahrip etmesi gibi  zararlı sonuçlara neden olur.Bazı motorlarda kam miline hareket vermek iç tarafına diş açılmış sentetik kauçuktan yapılmış zaman ayar kayışları kulanılmaktadırKam mili yüksek kaliteli karbonlu çelikten veya sertleştirilmiş çelikten kalıp içinde kesilerek ya da özel dökme demirden,dökme yöntemiyle elde edilir.Kam mili yan yüzeyleri  ve yatak yuvası sertleştirilir.Hassas olarak taşlanıp standart ölçüsüne getirilir.Döküm kalıbı içerisinde çeliğe su verilerek mile sertlik kazandırılır.Kam dairesel hareketi düz harekete çevirerek,iticiler aracılığı ile süpaba hareket verirler.

Şekil 1,2,5   Üstten kam mili hareket makenizmaları

 

Kam milinin kinematiğini basit bir örnek ile açıklayalım.

 

Egsoz süpabı AÖN’DAN 40  önce açsın ve krank açısı

ÜON’dan 20 sonra kapansın,

 

Bu durumda süpap 240 krank mili açıktır.

4 zamanlı ve 2600 dev/dk ile çalışan bir motorda kam mili devir sayısı 1800 dev/dk olduğundan,kam mili 120  hareket edecek ve bunun 60  ‘süpabı açmak ve   diğer 60 ‘ süpabı kapamak için kullanılır.

 

Bu 60 ‘lik açma ve kapama açısının 30 ‘si sabit artan ivme diğer 30 ‘ si ise sabit azalan ivme açısı için kullanılır.

Şekil 1,2,6 Süpabın hız,yol ve ivme diyagramları.

 

1800

Bir kam devri 1800 dev/dk olduğuna göre ­—— =30 dev/s

60

Yani 360    1/30 s    olmaktadır.

 

Bir süpap stroku 120  olduğuna göre,zaman 1/90 s olmaktadır.

 

Her ivme periyodu (artan ve azalan) 1/360 s’dir.

6

Ve böylece buradan V ve a değerleri(h=12 mm) olduğuna göre hesaplanabilir.

 

V = h/t = 0.012/1/360 = 4.32 m/s

 

a= V/t = 4.32 /1/360 = 1555.2 m/s

 

 

Tabiiki bu verilen örnek basitleştirilmiş olup, süpap haraketindeki olayları gösterebilmek için böyle yapılmıştır.

 

 

2.Süpap  İticisi

 

Süpap iticisi kam miliyle temas halindedir(Şekil 1,2,7 )Kam mili süpap iticisini  yukarıya iterek,kuvvetin itici çubuğuna geçmesini sağlar.Roleli iticilerde role kam üzerinde döndüğünden kamlara  kuvvet iletimi daha basittir.Ancak roleli iticilerin imali daha zordur ve rolenin hareket yuvasına hassas ve düzgün yerleştirilmesi Şekil 1,2,7   Süpap iticisi..

 

 

Süpap iticisinin dış yüzeyinin yapısı nedeniyle kam’ın dönme hareketi zorlaşabilir.Mekanik itici motorlarda süpapların her açılıp kapanmasında parçalar birbirlerinden ayrılıp birleştiğinden ses yapmasını önlemez.Bu nedenle hidrolik tipi süpap iticileri kullanılır.Bunlar motor yağlama yağından gelen yağ dolaşımından çok miktarda yağ basınç odasına dolar ve süpap iticisi,itici çubuk ile temas edene kadar yükselir.Kam süpap iticisini kaldırdığında yağ deliğini kapatarak itici çubuğun yukarı hareket etmesini sağlar.Süpap iticisi dökme demirden imal edilir.Sürtünen yüzeyler sertleştirilip,hassas olarak taşlanır.

 

 

3.İtici  Çubuk

 

Her çubuk, süpap iticisinden aldığı kuvveti külbülöre iletir.İletici çelik veya alüminyum dolu malzemeden imal edilir.

 

 

4.Külbütör

 

Külbütör süpapı harekete geçirir(1.2.8).Külbütörün süpapa basınç uygulayan ucu aşağıya doğru inerken,süpapı aşağı doğru iterek açar.

Şekil 1.2.8   Külbütör.

 

Külbütör çelik saçtan kalıp içinde kesilerek elde edilir.Motorun yüksek devirlerde de emniyetle çalışması için,külbütör ile süpap sapı ile süpap boşluğu       yeteri kadar büyük seçilmelidir.Motor yüksek hızda çalışırken gazların sıcaklığıda  fazla olur ve eğer süpapta yalıyım iyi değilse kızgın gaz kaçakları süpapı yakarak  tahrip eder.

 

Bazı motorlarda üstten kam mili kullanılır.Bu süpap iticisini ve itici çubuğa  sistemden kaldırdığı için süpapları daha sessiz ve çabuk emme ve egsozun daha iyi olmasını sağlar(Şekil 1.2.9).

Şekil  1.2.9.   Külbütör mili ve süpap iticisi.

 

  1. Süpap Yayı

 

 

Süpap yaylarının görevi süpapı kapatmaktır.Süpap yayları kam hareketi takip    edebileceği kadar yatarli basınca sahip olmalı,fakat süpap yuvalarını ve diğer süpap   parçalarını aşındıracak kadar da yüksek basınçlı olmamalıdır.Süpap yayları yay    çeli-   ğinden helezon şeklinde sarılarak yapılır.(Şekil 1.2.10).Çok yüksek devir sayılı mo-   torlarda,örneğin yarış motorlarında süpap yayı çok fazla titreşime girer ve titreşim sü-  pap yayını tesirsiz hale getirir.Böyle bir cebri kumandalı süpap sistemi Şekil 1.2.11 de görülmektedir.Bu sistemde süpap bir kol vasıtasıyla açılır ve kapanır.Kapanma         sırasında süpap,süpap yuvasına tamamen oturur  ve silindirki gaz basıncının da yardımıyla tamamen kapanarak sızdırmazlığı sağlar.

Şekil 1.2.10Süpap  yayı                                      Şekil  1.2.11 Çebri kumandalı süpap

 

 

 

6.Süpap

 

 

Süpaplar yüksek ısı mekanik yük altında çalıştıklarından kaliteli çeliklerden   preslenerek biçimlendirilikten sonra hasas olarak işlenirler.Özellikle egsoz süpapları basınç altında sürekli çok yüksek sıcaklıkta çalışırlar.Sıcaklık emme süpaplarında    500 C’ta ve egsoz süpaplarında ise 800 C’A kadar yükselir.Egsoz süpaplarının yü-  zeyleri kırılmaya,korozyona ve hızlı aşınmaya dayanıklı,içinde yüksek oranda krom, nikel bulunanCrNi alaşımı çelikle kaplanır(Şekil 1.2.12).Eğer süpaba,süpabı so-ğutmak amacıyla kristalize sodyum(Na)doldurulmuşsa süpap tablası sıcaklığı yakla- şık 80 C kadar düşebilir (Şekil 1.2.13).

 

Süpap içindeki oyuğun 2/3’ü sodyum ile doldurulmuştur.Motorun çalışma-     sı sırasında süpap içinde bulunan sodyum sıvı halinde olup,buhar haline geçerek,    süpap tablası içindeki aşırı ısı yükünü süpap sapına,oradan da soğutma suyuna      ileterek süpabın soğumasını sağlar.Bazı süpapların çalışması sırasında ekseni etrafın-  da dönüşü sağlayan yay tablaları bulunmaktadır(Şekil 1.2.14).

Böylece süpap çalışırken ekseni etrafında döndüğü için süpap sapı üzerindeki karbon birikintileri azalır ve süpap oturma yüzeyi ile yuva arasındaki tortular temizlenerek süpabın sıkışması ve yanması önlenmiş.

 

Şekil 1.2.12 Kaplama yuvalı süpap.            Şekil 1.2.13.Sodyumlu soğutulmuş  süpap.

 

 

 

 

Şekil 1.2.14 Süpap döndürme düzeneği.

 

  1. Süpap Kaytı

 

 

Süpap kayıtları dökme demirden ya da yüksek güçlü motorlarda yüksek ısı ilet-  me yeteneğine ve hareketi kolaylaştırıcı özelliğe sahip bir malzemeden imal edilirler. İyi bir ısı iletimi için  süpap kayıtları olabildiğince uzun yapılırlar ancak büyük bir bö-  lümünün egsoz mönifoltu içinde kalmasına özen gösterilir.Aksi taktirde sıcak egsoz    gazlarıtarafından aşırı derecede ısıtılmış olurlar.

 

 

 

8.Süpap  Yuvası

 

 

Süpap genellikle ısıya dayanıklı pik dökümden vaya özel alaşımlı çe-         likten bilezik şeklinde imal edilerek silindir kapağı veya silindir blokundaki emme ve egsoz ağızlarına açılan özel yuvalara preslenirler.Al-alaşımından yapılan silindir kafa- ları için özel dökme demirden imal edilen süpap yuvaları tercih edilir.

 

 

 

1.2.2.Süpap  dizaynı

 

 

Silindire daha çok dolgu alınabilmesi için emme süpapının eksoz süpabından  daha büyük olması gerekir.Yanma odası konrüksiyonuna göre süpap kafası nominal çapı değişir..Çatı şeklinde yanma odasına sahip olan motorlardaki süpaplardan (süpaplar eğik durumda) düz yanma odasına sahip olan motorlardaki süpaplardan (süpaplar birbirine paralel  durumda) daha büyük çapa sahiptir(Şekil 1.2.15).Egsoz süpabının çapı genelde emme süpabının çapından daha küçük yapılır.Bunun iki nedeni vardır.

 

İyi bir silindir dolumu büyük bir emme süpabıyla mümkündür.

 

 

Montaj ve tamirat esnasında süpabların yanlış takılmasının önlenmesi gereklidir.Çünkü eksoz süpabı yüksek sıcaklıklarda çalıştığından ısıya dayanıklı malzemeden yapılmıştır.

 

 

Paralel yerleştirilmiş süpaplar tabla nominal değeri (d).

 

 

 

1-Süpaplar eşit büyüklükte d =0,5.D

2-Spaplar farklı büyüklükte d emme =0 ,45.D:d egsoz =0.35.D

Paralel süpap                                                                      Eşit süpap

 

 

Şekil 1.2.15 Süpap yapıları.

 

 

 

Paralel yerleştirilmiş süpaplarda süpap tabla çaplarıolabildiğince büyük seçilir-    ler.Süpap kuyruğu çapları(DK) aşağıdaki gibi seçilir:

 

1-Devir sayısı yüksek motorlarda d  ,(0.25-0.35) . d

K

 

 

2-Devir sayısı düşük motorlarda d  , (0,15-0,25). D olmalıdır.

K

 

 

Süpapları eğik                                                                                             o

Durumları eğik durumda bulunan motorlarda eğer süpap oturma açısı 45   ise,  süpapın oturma yüzeyinin genişliği 1,5 2,5 mm arasında değişir.Maksimum süpap    strokunun belirlenmesinde süpapdaki akış kesitlerinin yaklaşık aynı büyüklükte olması  gerektiği gözönüne alınmalıdır.Bu amaçla Şekil 1.2.16’ya göre aşağıdaki eşitlikler yazılabilir.

 

14.Şekil 1.2.16.  Süpapta gaz akışı.

 

 

 

P . di . h max = p .d i /4  ve eğer   d i = d alınırsa;

 

 

 

H max =d/4

 

 

Olur.Uygulamada maksimum süpap stroku h max ‘ın d/6 ile d/4 arasında değiştiği gö-      rülmüştür.Süpapın bütün ölçüleri belirlendikten sonra  süpap oturtma yüzeyindeki or-  talama akış hızıWm yardımıyla  hesaplanan bu değerlerin doğru olup olmadığını kontrol ediliri.Buradaki ortalama hız Wm aşağıdaki denklem yardımıyle bulunur

 

 

Wm . Cosó . ¶ . d .hmax =Cm . ¶ . D² /4

 

Bu denklemde;     D =silindir çapı(m)

 

d = süpap çapı(m)

 

Cm =ortalama piston hızı (m/s)

 

15                            Wm=ortalama akış hızı (m/s)

 

 

 

Bu eşitlikten ortalama akış hızı Wm çekilecek olursa;

 

Wm=Cm —————————                                                   (2)

4 . d . h max Coss

 

 

Buarada bulunan ortalama akış hızı Wm.bilinen benzer motorların ortalama akış hızı değerleriyle karşılaştırılır.Eğer sonuçlar çok farklı ise süpap tabla çapının ve süpap strokunun yeniden belirlenmesi gerekir.

 

 

 

Wm’e ait pratik değerler şunlardır;

 

 

Emme süpaplarında    :Wm =60-90 m/s

 

Egsoz süpaplarında      :Wm=60-120 m/s

 

 

 

(2) nolu eşitlikteki 45°’lik süpap oturtma açısının 30°’ye düşmesi,hesaplarda           akış hızında  bir azalmaya yani akış oranında  iyilieşmeye neden olur.Emme süpapı açısından silindirin doldurulmasında(volimetrik verimde)hiçbir değişiklik olmaz.fakat egsoz süpapı açısından nsilindirin daha çabuk boşaltılmasını sağlar.(2)nolu eşitlikteki bu durum aşağıdaki açık süpap kesiti Av’ye ait basitleştirilmiş eşitlikten anlaşılabilir.

 

 

 

Av=p . d .h .Cosó

 

 

 

Burada; Av = açık süpap kesiti

 

h = değişken süpap strokudur.

 

 

 

Bu eşitlik,süpap strokunun değiştirilmesi ile elde edilen kesit alanlarını kabaca     verir.Sapmalar büyük strok değerlerinde dikkade değer olmaktadır.Kesin kesit alanını   veren bağlantı gösteriyor ki,küçük süpap stroklarında oturma açısının 45°’den 30°’ye   düşürülürmesi ile kesit alanı fark edilir derecede büyümektedir.Büyük süpap strokla-  rında ise bu büyüme fazla olmamaktadır.Bu nedenle düşük basınçlarda silindire emi-  len dolgu miktarlarında,orta ve büyük strok değerlerinde önemli bir fark beklenme-   melidir.Buna karşı egsoz gazlarının dışarı atılması hızla gerçekleşmektedir.Çünkü bu olayda strokun küçük oluşu halinde de  gaz basıncı yüksektir.

 

16

 

 

1.2.3. Kamların     dizaynı

 

 

Kamlar , motorlarda süpapların açılma , açık kalma , kapanma ve kapalı kalma                      gibi hareket  süreçlerini belirler.

 

 

 

Kam,aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

 

 

 

1-Emme süpabından silindire akan dolgunun akış kesitinin mümkün olduğunca uzun süreli tam açık kalabilmesi için,süpap tam açık konumuna geçebilmeli; uzun süre tam açık kalmalı ve son hızla da kapanmalıdır.

 

 

 

2-Hareket süreci istenmeyen büyüklükteki yay titreşimlerinin oluşmasına mey-    dan vermeyecek şekilde düzenlenmelidir.Titreşimlerin hesaplanmasına ilişkin  ayrıntılara girmeksizin şu husus dikkate alınmalıdır.Süpabın kendi kütlesi ve süpap yaylarıyla birlikteki hareketi titreşimlere sebeb olur.Süpabın kendi frekansının sert ve hafif parçalar kullanılarak mümkün olduğunca yüksek tutulması gerekir.Titreşimlere kam sebep olur ve titreşimin değişik safhaları söz konusudur.Süpap kapandıktan sonra,  süpap parçaları arasındaki boşluklar da kapandığından titreşim kesilir.Bu nedenle       kamın hızlanma eğrisinin sert ve dik köşeli olarak oluşturmak yararlı olur.Yavaşlama   eğrisi ise süreklilik arzetmeli ve düşük bir eğilimle yani çok yumuşak başlamalıdır.

 

 

 

  • Süpapların açılıp kapanma zamanlarının saptanması

 

 

 

Süpapların çalışma süreleri veya daha açık bir değimle çalışma açıları,emme ve  egsoz süpaplarının kaç derecelik bir krank açısından açık olduklarını ifade eder.Süpap  ayar diyagramında da görülebileceği gibi emmenin başlangıcı ve egsoz gazlarının dışarı atılmasının bitiminde küçük bir akış kesitinin başlangıcıyla çakışırlar(Şekil 1.2.17).Diğer bir ifadeyle süpaplar kısa bir süre aynı anda açık kalırlar.

Şekil 1.2.17.     Süpap ayar diyagramı.

 

 

 

 

Süpapların bu çakışması sayesinde egsoz gazlarının yanma odasından dışarı atılması sağlanır.PistonÜÖN’ya ulaşsa da egsoz gazları ataletlerinden dolayı silindirden çıkmaya devam ederler.Böylece yanma odasında bir vakum meydana gelir ve emme süpapı açılarak taze dolgu emilir.Süpap çakışmasının büyük olması egsoz gazlarınınsilindirden tam olarak atılmasını mümkün kılar.Bu olay bazı Otto motorlarında özellikle direkt püskürtmeli motorlarda yakıt kaybına neden olur.Burada öyle bir optimum nokta belirlenmelidir ki;egsoz gazları büyük ölçüde dışarı atılabilsin ve yakıt kaybına neden olmasın.

 

 

 

Emme süpapı,piston AÖN’ya vardıktan bir süre sonra kapanır.

 

 

 

Böylece  dolgu gazlarının ataletinden yararlanılarak volimetrik verim arttırılır.     Gerçekten de pistonAÖB’dan yukarıya hareket etmeye başladığı halde emme yolun-  dan silindire akmakta olan gazlar bir süre daha akışlarını sürdürürler.Gazların bu şe-  kilde ard dolma etkisi, gaz akışının yani piston ortalama hızının artması ile artar.           Bu nedenle motor hızı arttıkca emme süpapını kapanma gecikmesi de o derece arttı-rılarak daha iyi volimetrik verim ve sonuçta da daha yüksek güç elde edilir.Motor hızı  düştükçe süpabın kapanma gecikmesi de azaltılır.Çünkü düşük devirli motorlarda         süpap kapanması geciktirilecek olursa,emilen dolgunun tekrar emme manifolduna    kaçması söz konusudur.Şekil 1.2.18’de emme süpabının erken ve geç kapanma durumlarında,motor momentinin ve gücünün devir sayısına değişimleri gösterilmiştir.

Şekil  1.2.18.   Emme süpabının daha erken ve daha geç kapanması durumunda

 

Döndürme momenti ve güç eğrisi.

 

Yüksek güçlü motorlarda(emme süpabı geç kapanır)elastikiyet küçüktür.Bu       nedenle bunlarda daha çok vites sayısına gereksinme vardır. Böylece motorun devamlı olarak uygun devir sayısında (MN max ve n  arasında, düşmekte olan moment bölge-

N

sinde) çalıştırılması mümkün olur. Motorun elastikiyeti şu bağıntı ile belirtilebilir

 

 

 

M     n

Max’    N

El =

M   n max

N’

 

 

El         :motorun elastikiyeti

 

Mmax       :maksimum döndürme momenti

 

MN           :nominal devir sayısındaki döndürme momenti

 

nN            :nominal devir sayısı

 

nmax           :maksimum döndürme momenti devir sayısı

 

Süpapların açılış ve kapanış zamanlarının saptanması başlangıçta konstrüktörün deneyimleri ile sağlanır.En yüksek güç ve en düşük özgül yakıt tüketimi veren kesin zamanlama değerleri ise motorun deneme labaratuvarında denenmesi sonucu elde edilir.   19

 

Pratik değerler;

 

 

Emme süpabı açılışı         ÜÖN’dan 10° – 50° KMA önce

 

kapanışı     AÖN’dan 40° – 80° KMA sonra

 

Egsoz süpabı açılışı           ÜÖN’dan 40° – 80° KMA önce

 

 

Kapanışı      AÖN’dan 10° – 50° KMA sonra

 

 

1.2.3.2.­ Harmonik   kamlar

 

Harmonik kam deyimi kolay yanıltıcı bir değimdir. Kamlar silindir yüzeylerin-    den oluşmakta olup,bunlara yay kamları demek daha uygun olabilirdi.Bu kamlar düz   tabanlı süpap iticisiyle beraber  çalışırlar. İticilerin hareketi basit bir harmonik denk-        lemle ifade edlebilir.

 

 

Aşağıda,konturu (çevre eğriliği)iki farklı yaydan oluşan bir harmonik kam için   hareket denklemleri üretilmiştir.Şekil 1.2.19’da kam dört ayrı durumda gösterilmiştir.               1. durumda süpap iticisi kam’ın temel dairesine teğet olup iticinin stroku sıfırdır. Kam       saat yönünün aksine q I kadar döndüğünde, durum 2’de görüldüğü gibi itici, yarı çapı           r ı  olan yay üzerindedir ve Sı yolu kadar itilmiş olur.Bu durumda M ı merkezide aynı     şekilde Sı kadar yukaruya itilmiş olur. Bu durumda MAMı şekli merkezide gözönün-            de bulundurularak türetilebilir.Durum 3’ de itici ikinci yaya teğet konumuna geçer. Bu  konumda itici,kam’ın maksimum yükseklikteki konumunu gösteren 4. durumdan  c    ölçüsü kadar aşağıdadır.Kam’ın dönme açısı   0 ı,  3. ve  4. durumlar arasındaki         açısal konum farklıdır. C ölçüsü şekil MM2B’den elde edilebilir.

Şekil 1.2.19. Harmonik kam’ın hareketi.

 

 

Bu koşullar göz önüne bulundurularak,süpap iticisinin stroku için aşağıdaki denklemler yazılabilir.

 

1.süpap iticisi,birinci yaya teğettir;kam dönme açısı 0 ! = 0’dan q I max’a kadar değişir.

S ı = Bı (1 – Cosq ı )                    21

 

süpap iticisi ikinci yaya teğettir;kam dönme açısı q 2 = q 2 max’dan 0’a kadar     değişir.

 

 

 

S2 =h st –b2(Cosq2)

 

 

Bu iki denklem yardımı ile iticinin yukarıya doğru yolu hesaplanır, iticinin aşa-  ğıya doğru olan yolu isebunun simetriğidir (Şekil  1.2.20)

Şekil 1.2.20. Harmonik kam hareketinde yol,hız ve ivme değişimleri.

 

 

Bu yol denklemlerinin zamana göre türevleri alınırsa yani,

 

 

ds      dq

V= —- = —-

dt     dt

 

22

 

V ı = vN .bı .Sihq                                                                                        (5)

 

 

V 2 = -vN . b2  . Sinq                                                                                    (6)

 

 

hız denklemleri elde edilir.Burada vN kam mili açısal hızı.

 

hız denklemleri elde edilir.Burada vN kam mili açısal hızı.

 

 

hız denklemleri elde edilir.Burada vN kam mili açısal hızı.

 

q2 açısı her denklemde negatif  alınmalıdır.Çünkü bu kamın pozitif hareket                             yönünün aksine değişir.Ancak negatif işaret sadece 6 numaralı  denklemde etkili ol-                       maktadır.Çünkü diğer denklemlerde Cosq2 terimi vardır.

 

 

Hız denklemlerinin  zamana göre türevlarinin alınması ile aşağıdaki ivme denkLemleri elde edilir:

a ı =N
.  bı . Cos
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bir cevap yazın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Translate »