Turbo dizel bir motorda bir pistonun termal ve mekanik yükler altında sonlu elemanlar yöntemiyle gerilim analizi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BARAN VAROL

Danışman: Bora Yıldırım

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Termal bariyer kaplamaları, bir bileşenin en az bir yüzeyini tamamen kaplayarak, yanma odasındaki yüksek ısının malzemenin içine nüfuz etmesini engellemektedir. İçten yanmalı motorlarda termal bariyer kaplaması kullanılarak, yanma odasının sıcaklığı artırılmakta ve yanmanın daha verimli olması sağlanmaktadır.Bu tezde 1,9lt silindir hacmine, 130 hp maksimum çıkış gücüne sahip, VW tarafından üretilen turbo beslemeli bir dizel motor ve bu motora ait piston modellenmektir. Ricardo Wave® yazılımıyla motorun modeli oluşturulmuştur; motorda oluşan yükler bu modelden, kaplama uygulamasından önce ve kaplama uygulamasından sonra, ayrı olarak hesaplanmıştır. Pistonun 3 boyutlu CAD modeli Solidworks® yazılımıyla oluşturulmuştur. Sonlu elemanlar analizi için Ansys® yazılımı kullanılmıştır. Sonlu elemanlar analizi, motorun krank açısına göre değişen yükler kullanılarak, süreksiz olarak yapılmıştır. Pistonun yorulma ömrü N-code DesignLife yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Motor modelinden, kaplama uygulamasından önceki ve sonraki güç çıkışı, spesifik yakıt tüketimi, CO emisyonu, yanmamış yakıt miktarı, NOx emisyonu, egzoz gazı sıcaklığı verileri alınarak karşılaştırılmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda, termal bariyer kaplamasının yanmanın verimini artırdığı ve buna bağlı olarak; spesifik yakıt tüketimi, CO emisyonu ve yanmamış yakıt miktarının düşmesini, aynı zamanda motor gücünün artmasını sağladığı ve NOx emisyonunun artmasına da neden olduğu görülmüştür. Kaplamanın, pistonun ömrü üzerinde olumsuz etkisi olduğu tespit edilmiştir.