FBE- Otomotiv Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Akalın, Özgen" ile FBE- Otomotiv Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeBir Ağır Hizmet Dizel Motorununun Gerçek Zamanlı Yağ Tüketiminin Ölçülmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-04) Gül, Özcan ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; Automotiveİçten yanmalı motorlarda, yağ tüketiminin ölçülmesi emisyon regülasyonları, ürün geliştirme süreci ve müşteri memnuniyetleri açısından büyük önem kazanmaya başlamıştır. Ancak yağ tüketiminin doğru ve hızlı ölçülmesi karmaşık bir iştir. Yılardır konvansiyonel metotlarını, etiketleme metotlarını ve teorik modelleme metotlarını içeren farklı ölçüm teknikeri geliştirilmiştir. Bu tekniklerden konvansiyonel metotlar, belirli şartlarda uzun süre çalışan motordaki yağın kütlesel veya hacimsel olarak ölçülmesi esasına dayanmaktadır. Kolay uygulanabilir bir metot olmasına rağmen uzun süreli çalışmalar gerektiren ve sonuçlarındaki hasiyeti düşük bir metottur. Bir diğer deneysel ölçüm tekniği ise içine tanımlayıcı bir madde katılan yağın, egzoz gazından izlenmesi yöntemidir. Bu metot kısmen daha komplike olmasına rağmen hızlı ve doğru sonuçlar almak mümkündür. Ayrıca bu metot ile gerçek zamanlı yağ tüketimi ölçümleri alınabilmektedir. Teorik modelleme ise bir takım kabuller ve tahminler ile motorun modellenmesi ve kısa sürede motorun yağ tüketimi hakkında bilgi edinilmesini sağlar. Bu tez çalışmasında hızlı ve doğru yağ tüketimi ölçebilmek için sülfür izleme metodu kullanılmıştır. Bu amaçla quadrupol tip kütle spektrometresi ile egzoz gazındaki sülfür dioksit konsantrasyonu gerçek zamanlı olarak analiz edilmiştir. Ayrıca metodun gerekliliği olan yüksek sülfürlü yağ ve düşük sülfür oranlı yakıt kullanılmıştır. Test motorunun değişik hız ve yüklerini kapsayan yağ tüketim haritası çıkarılmıştır. Ayrıca, test motoru AVL Glide programı ile de modellenerek yağ tüketimi hesaplanan test motorunun teorik sonuçları deneysel olarak elde edilen yağ tüketim sonuçları ile karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeBir Dizel Motorunda Güç Silindiri Tasarımının Yağ Tüketimine Etkilerinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008-07-07) Çobanoğlu, Selçuk ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveÖzellikle gelecek yıllarda yürürlüğe girecek olan katı egzoz emisyon standartları motor üreticilerini egzoz emisyonlarını olabildiğince düşüremeye zorlayacaktır ve bu durumda üreticilerin egzoz emisyonlarına katkısı olan bütün kaynakları dikkate almaları zorunluluğu ortaya çıkacaktır. Egzoz emisyonlarının en önemli bileşenlerinden olan motorun yağ tüketimi ise egzoz gazındaki partikül ve hidrokarbon emisyonlarını olumsuz yönde etkilemekte ve özellikle katalitik konvertör veriminin erken düşmesine neden olmaktadır. Bunun yanında motor yağının fazla tüketilmesi yağın yeniden doldurulması konusunda müşteri memnuniyetini azaltmaktadır. Bu açıklamalar ışığında motorun yağ tüketimini kontrol edip, yağ tüketimini oluşturan mekanizmaların tanımlanması ve test edilmesi önemli bir konu haline gelmiştir. Yağ tüketimini gerçek zamanlı olarak bir motorun farklı silindirlerine göre ölçmek karmaşık ve zor bir iştir. Bu tezde yağ tüketiminin en önemli kaynağı olan güç silindiri bileşenlerinden silindir yüzey pürüzlülüğünün yağ tüketimine etkisini incelemek amacı ile 6 silindirli bir motorun üçer silindirleri farklı yüzey kalitesinde işlenmiş ve motorun orijinal egzoz manifoldunda gerekli değişiklikler yapılarak, egzoz gazında kükürt izleme yöntemi ile bu farklılığın yağ tüketimine etkisi araştırılmıştır. Deneylerde egzoz gazındaki kükürt dioksit miktarını belirlemek amacı ile dört kutuplu tip kütle spektrometresi kullanılmıştır. İlk olarak tüm silindirleri aynı hassasiyetle işlenmiş bir motorun 3-3 silindirlerinin yağ tüketimleri ölçülmüş daha sonra bu ölçümler referans alınarak 3-3 silindirleri farklı olarak işlenmiş motorun yağ tüketimi testi yapılmıştır. Ortaya çıkan sonuçlardan, yağ tutma hacmi daha fazla olan kaba yüzey pürüzlülüğüne sahip silindir grubunun özellikle artan yük ve hız şartlarında, yağ tüketimlerinin, daha hassas olarak işlenmiş silindir grubundan kayda değer ölçüde fazla olduğu belirlenmiştir.
-
ÖgeBir Elektromekanik Aktif Süspansiyon Sistemi İçin Alternatif Kontrol Stratejileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Kabil, Sevsel Gamze ; Akalın, Özgen ; 424223 ; Otomotiv ; AutomotiveGünümüzde konvansiyonel taşıtlar başta olmak üzere en yaygın olarak kullanılan süspansiyon çeşidi pasif süspansiyon olmakla birlikte, elektrikli ve hibrit araçlara yönelinmesiyle çeşitli mekatronik aktif süspansiyon sistemlerine de ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Geçtiğimiz yıllarda taşıt sürüş konforunu iyileştirmek amacıyla çeşitli aktif süspansiyon sistemleri geliştirilmiş ve markette yer bulmaya başlamıştır. Şu an için prototipleri üretilmiş ve kullanılan, “low bandwidth (slow active)” ve “high bandwitdh (fully active)” olmak üzere iki çeşit aktif süspansiyon sistemi bulunmaktadır. Enerji gereksinimleri, çalışma frekans aralıkları ve hızlarının kısıtlamaları farklı olan bu iki konseptten talebe göre uygun olan seçildikten sonra konfor ve güvenlik açısından en iyi sonuç alınabilecek kontrolcülerle bu sistemler desteklenmektedir. Bu aktif sistemlerin çoğu hidrolik kontrol elemanları içermekte olup, yüksek enerji tüketimi, hidrolik sistemin yağ vb. akışkanlarla çalışması sonucu kir tutabilmesi ve hibrit (ya da elektrikli) araçlara sınırlı uyumu gibi birkaç dezavantajı bulunmaktadır. Bu sebeple yine geçtiğimiz yıllarda, bu dezavantajlardan kurtulabilmek için süspansiyon yay yatağı (spring seat) pozisyonunu 5 Hz’e kadar kontrol eden elektromekanik kontrol elemanı içeren yeni bir aktif gövde kontrol (e-ABC) sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem iki yay içermekte olup bir tanesi normal bir konvansiyonel sistemdeki gibi süspansiyon yayı iken, diğeri statik yüklerin taşınmasından sorumlu ‘akümülatör yayı’ olarak tanımlanan yardımcı bir yaydır. Bu yayın varlığı sayesinde elektromekanik aktif süspansiyon sistemi hidrolik sisteme göre daha az ilave yakıt tüketimine sebep olmaktadır ve sistemdeki yay yatağının hareketine müdahale etme yeteneğine sahip kontrol elemanı sadece dinamik yüklerin karşılanmasında kullanılmaktadır. Bu yenilikçi sistemin tam performansından faydalanabilmek için temel olarak iyi bir sürüş konforu için en uygun kontrol stratejisinin tasarımı bu yüksek lisans tezinin hedefidir. Bu bağlamda, öncelikle gerçekte yapılacak ve riskli olabilecek test sayısını aza indirgemek, dolayısıyla aracın zarar görmesini engellemek ve zamandan tasarruf etmek için taşıtın dinamik özelliklerini yansıtan bir MATLAB/Simulink modeli oluşturulmuştur. Bu Simulink modeli bir yarım taşıt modelidir. Sağ ve sol tekerlekler bir orta düzlemde tek bir tekerlek olarak kabul edilerek tek izli bir model oluşturulmuştur. Model altı ana bloktan oluşmaktadır. Bunlar gövde, kontrolcü, yay, sönüm elemanı, tekerlek, girdi ve çıktı bloklarıdır. Stokastik girdi verisi olarak test sürüşlerinin gerçekleştirildiği pistin x ve z düzlemindeki değerleri kullanılmış ve bu testler 60 km/h hızla yapılmıştır. Yarım taşıt modeli olduğundan taşıtın yalpa hareketi ihmal edilmiştir. Ayrıca taşıt gövde elastisitesi ve lastik sönüm sabiti de ihmal edilen parametreler arasındadır. İlk olarak, araç üzerindeki etkilerini ve aracın cevabını anlamak amacıyla MATLAB/Simulink’te Skyhook, Groundhook, State-Space, P-Kontrolcü ve ‘Skyhook ile State-Space’in birlikte çalıştırılmasıyla elde edilen kombine bir kontrol’ gibi birçok farklı kontrol stratejisi ve bloğu tasarlanmıştır. Daha sonra, araçtan en iyi konfor değerini elde edebilmek için bu stratejilerin ilgili kontrol bloklarında kullanılmak üzere en uygun kontrol parametreleri, simülasyonlarin birçok kez tekrarlanmasıyla veya MATLAB içerisinde çeşitli döngüler (loop) yardımıyla belirlenmiştir. Seçilen uygun kontrol parametreleri ile yine simülasyonlarla, süspansiyon sisteminin limit ve sınırları sınanarak test esnasında herhangi bir tehlikeye mahal verilmemesi sağlanmıştır. Sonuç olarak, simülasyonlardan elde edilen en iyi sonuçları veren kontrol parametreleri aracın yazılımına (dSpace programı) entegre edilerek araç üzerinde testler yapılmıştır. Bu testlerin sonuçları konfor için, en basit değerlendirmelerden biri olduğu varsayılan taşıt gövde düşey ivmesinin Güç Spektrum Yoğunluğu (PSD) değerlerine göre karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma ve değerlendirmeler yapılırken PSD eğrisinin maksimum değerleri baz alınmıştır. Taşıt gövde ivmesinin PSD diyagramına bakıldığında bu maksimum değer, 0-5 Hz. arasında elde edilmekte olup, yol pürüzlülüğünün taşıt gövdesine etkisini göstermektedir. Bu frekans değerleri arasındaki PSD eğrisinin en yüksek değeri ne kadar düşükse sürüş konforunun o kadar iyi olduğu söylenebilir. İncelenen kontrol strajelerini konfor açısından kötüden iyiye doğru gidecek şekilde özetlemek gerekirse: Genellikle konfor için değil yol tutuş güvenliği için kullanılan Groundhook stratejisi simülasyonlarla ve taşıt üzerinde incelenmiştir. Tahmin edildiği gibi Groundhook kontrol prensibi ile sürüş konforu açısından pek olumlu sonuçlar elde edilememiştir. Tekerlek düşey hızını kontrol girdisi olarak kullanan bu strateji konfor açısından pasif süspansiyondan bile kötü değerler vermektedir. Yine konforu iyileştirme amaçlı, taşıt gövdesinin direk olarak Güç Spektrum Yoğunluğu diyagramlarınla karşılaştırılan gövde düşey ivmesini kontrol girdisi olarak kullanan ve istenen gövde düşey ivmesini sıfır olarak kabul eden P kontrolcüsü ile çeşitli simülasyonlar yapılmış olup, simülasyonlarda kullanılan en elverişli parametreler sayesinde oldukça düşük PSD (Güç yoğunluğu spektrumu) değerleri elde edilmiştir. Ancak testler esnasında bu kontrol prensibinin yüksek elektrik gereksinimi nedeniyle bu en elverişli kontrol parametreleri kullanılamadığından pasif süspansiyondan daha iyi ancak neticede ortalama bir konfor değeri elde edilmiştir. Kontrol girdisi olarak taşıt gövdesinin düşey hızını kullanan Skyhook kontrol stratejisi için öncelikle sensörlerle ölçülen taşıt gövde düşey ivmesi, kontrolcüde kullanılmak üzere düşey hıza dönüştürülür. Kontrolcüde istenen değer ile gerçek değer arasındaki fark kullanılmaktadır. Bu stratejide istenen gövde düşey hızı sıfır olarak kabul edilmiştir. Kontrol bloğunda hesaplanan gerekli süspansiyon yay yatağı hareketi hesaplandıktan sonra bu değer elektromotor tarafından sisteme etki ettirilir ve bu kontrolcüyle de aynı şekilde çeşitli simülasyonlar yapılıp, taşıt konforu için en iyi sonuçları veren kontrol parametreleri simülasyonlar yardımı ile belirlenmiştir. Sonrasında bu belirlenen parametreler taşıtın yazılımına entegre edilmiş olup, (simülasyondakine eşdeğer) kontrol bloğunda kullanılarak testler gerçekleştirilmiştir. Test taşıtının verdiği konfor cevap karakteristiğine göre testlerden daha iyi sonuç alınabilecek şekilde en elverişli kontrol sabitleri belirlenerek testler tekrarlanmıştır. Sonrasında, bu incelenmiş kontrol prensiplerinin hepsinden daha karmaşık olarak değerlendirilebilecek (“State-Space”) durum kontrolcüsü taşıta uygulanmıştır. Bu kontrolcüde diğer kontrolcülerde olduğu gibi sadece bir değil altı adet sensör verisine ihtiyaç duyulmaktadır. Taşıt hareket denklemleri yazıldıktan sonra ortaya çıkan sistem matrisi gereği ihtiyaç duyulan veriler taşıt gövde ve tekerlek düşey hızları, taşıt gövde ve tekerlek düşey göreceli yer değiştirmeleri, yay yatağı yer değiştirmesi ve hızıdır. Bu stratejiyi anlamanın en iyi yolu sistemin kutup diyagramına bakmaktır. Sistem matrisinden elde edilen bu diyagramda altı adet kutup bulunmaktadır. State-Space konrolcü ile her bir kutbun yerini değiştirmek (ötelemek) ve yeni bir taşıt dinamik davranışı elde etmek mümkündür. Sanal eksene yani y eksenine en yakın olan kutuplar baskın kutuplar olup, taşıt gövdesinin dinamik hareketine en çok bu pollerin ötelenmesi etki etmektedir. Çeşitli farklı frekans ve sönüm oranı değerleri ile bu baskın pollerin yerleri değiştirilerek taşıt gövdesinin dinamik cevabı incelenmiş ve bu kontrolcü ile yapılan testler ve simülasyonlardan alınan sonuçların en iyi konfor değerlerini verdiği gözlemlenmiştir. Son olarak da en iyi sonucun alındığı iki kontrol prensibi, Skyhook ve durum kontrolcüleri kombine edilip, her iki kontrol prensibinin en elverişli kontrol sabitleri bu kontrolcüde kullanılmıştır. Toplam kontrol elemanı hareketi, Skyhook ve durum kontrolcülerinde hesaplanan yay yatağı pozisyonlarının % 100 toplamı şeklindedir. Yapılan simülasyonların ardından prototip taşıt üzerinde de bu en elverişli parametrelerle testler yapılmış ve bu tez çalışması sırasında denenmiş olan kontrol stratejilerindeki en iyi sonuç elde edilmiştir. Bu tez çalışmasının sonucunda, yapılan değerlendirmeler neticesinde en iyi sonucun alındığı Skyhook / State-Space birleşiminden oluşan kontrolcü konfor açısından önerilmekte olup bu kontrolcünün konfor açısından daha da iyileştirilebilecek bir potansiyel vadettiği düşünülmektedir. Daha iyi bir sürüş dinamiği ve konforu elde edebilmek için örneğin kontrol parametreleri değiştirilebilir. Bu tezde Skyhook ve State-Space’in yalnız başına çalıştıkları durumdaki konfor için en uygun değerler alınıp birleştirilmiş kontrolcüde kullanılmıştır. Ancak ikisinin birlikte çalışma durumunda her iki kontrol sabitinin birbirine uyumlu ve konfor için de daha elverişli kontrol değerleri olabilir. Bunun yanı sıra yine bu tezdeki birleştirilmiş kontrolcüde yay yatağı hareketlerinin %100’ü işleme alınmakta ancak bu iki kontrolcünün hesapladığı yay yatağı hareketlerinin değişik kombinasyonları ile hesaplamalar yapılabilir. Örneğin Skyhook’un hesapladığı yay yatağı hareketinin % 60’ı hesaba katılırken, State-Space’in % 90’ı kullanılabilir. Son olarak önerilebilecek madde ise bu iki birleştirilmiş kontrolcüye ilave olarak başka bir kontrolcünün kullanılması olabilir. Üç kontrolcünün de aynı anda birleştirilerek kullanımı anında daha iyi bir sürüş konforunu sağlamak mümkün olabilir. Konfor algısı insandan insana farklılık göstermekle birlikte ISO standartları kılavuzu ile yaklaşık değerlendirmeler yapılabilmesine rağmen yine de öznel bir kavram olarak kabul edilmektir. Bu yüksek lisans tezi göstermiştir ki ‘low-bandwitdh’ (düşük band aralıklı) süspansiyon sistemi kontrolünde henüz bir tabu bulunmamakla birlikte çeşitli kontrol strateji ve sistemlerinin kombinasyonuyla sürüş konforu ve güvenliği açısından en uygun kontrolcünün seçimi yine konfor kavramı gibi öznel olacaktır.
-
ÖgeIf-ws2 Nanoparçacıkların Simüle Edilmiş Motor Şartlarında Tribolojik Davranışları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-06-26) Güllaç, Burak ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışma, madeni motor yağı içerisine ilave edilmiş olan soğanımsı yapıdaki WS2 nano parçacıkların tribolojik performansının deneysel olarak incelenmesini hedeflemektedir. Deneysel analiz için özel amaçlı bir silindir duvarı – piston segmanı sürtünme simülatörü kullanılmıştır. Konsantrasyonun etkisini gözlemek için değişik konsantrasyonlarda nanoparçacık içeren motor yağı karışımları hazırlanmıştır. Deney verilerin toplaması için NI LabView yazılımı kullanılmış olup, test sonrası incelemeler için ise MATLAB kodları hazırlanmıştır. Yüzeyde oluşmuş olası tribofilmin gözlemlenmesi için, belirli bir yük ve hız altında ve belirli bir süre alıştırma deneyleri yapılmıştır. Bir test matrisi kullanılmış olup, deneyler hidrodinamik ve karma yağlama rejimlerinde yapılmıştır. Deneylerde, % 10 WS2 nanoparçacık içeren yağın kullanımıyla sürtünme katsayısında % 30’dan fazla bir düşüş gözlenmiştir. Soğuk çalışmada ise, hidrodinamik yağlama rejimi için sürtünme katsayısında herhangi bir değişiklik gözlenmemiştir. Nanoparçacıkların yüzeyde kalıcı etkisini görmek için deneyler referans yağ ile tekrarlanmıştır. Referans yağın kullanımıyla sürtüme katsayıları bir miktar yükselmiş olsa da, hala ilk referans yağ sonuçlarından daha düşük oldukları bulunmuştur. Sürtünmedeki kalıcı düşüşe neden olan yüzey oluşumunun incelenmesi için yüzey Raman spekroskopisi tekniği ile incelenmiş, ve sonuçları grafikler içerisinde gösterilmiştir. Sonuç olarak; özel bir silindir duvarı–piston segmanı sürtünme simülatöründe, standart mineral yağ ile IF-WS2 nanoparçacık içeren yağların tribolojik davranışı karşılaştırılmıştır. Motorlarda nanoparçacık içeren yağların pratikte kullanımı tartışılmıştır.
-
Ögeİçten yanmalı motorlarda krank mili ana yatağının hidrodinamik yağlama analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-09-08) Çağlayan, Önder ; Akalın, Özgen ; 503111724 ; Otomotiv ; AutomotiveSon yıllarda, dünyada petrol ve türevi yakıtların rezervlerinin azalması ve dolayısıyla birim fiyatlarının artmasıyla en başta otomotiv sektöründe olmak üzere tüm sektörlerde özgül enerji harcanımının azaltılmasına yönelik çok sayıda araştırma ve çalışmalar yapılmaktadır. Bu araştırmaların başını haliyle en çok yakıt tüketiminin gerçekleştiği otomotiv sektörü çekmektedir. Otomotiv sektöründe enerji harcanımını azaltmaya yönelik bu çalışmalar farklı alt başlıklara ayrılmaktadır. Bunlar en genel haliyle; ağırlık azaltma çalışmaları, sürtünme azaltma çalışmaları ve ısıl verimi arttırma çalışmaları olarak sınıflandırılabilir. Ayrıca motor ömrü olarak 1 milyon kilometrenin hedeflendiği günümüzde dinamik motor komponentlerinin yağlanması ömür açısından da oldukça büyük önem taşımaktadır. Aşınmaların minimuma indirgenmesi ancak yağlamanın iyileştirmesi ile sağlanacak bu da motor ömrünü uzatacaktır. Bu bakımdam krank ana yatakları da oldukça büyük yükler altında çalışmakta ve yağlamanın sağlıklı olmadığı koşullarda aşınmalar ortaya çıkacak ve bu da yatak ömrünü ve takiben motor ömrünü önemli ölçüde etkileyecektir. Bu çalışma kapsamında krank ana yatakları tribolojik olarak incelenmiş olup krank ana yataklarındaki tribolojik olayın yağlamaya etkisi hakkında fikir sahibi olunmuştur. Daha detaylı şekliyle, krank ana yataklarındaki yağlama MATLAB yardımı ile hidrodinamik olarak modellenmiş, elastik deformasyonlar ve sıcaklığa bağlı viskozite değişimi ise bu aşamada dikkate alınmamıştır. Kavitasyon modeli olarak Reynolds sınır koşulu kullanılmış ayrıca yüzey pürüzlülüğü hesaplamalarında Patir-Cheng yüzey pürüzlülüğü akış faktörleri kullanılmıştır. Çalışmanın başlangıcında Reynolds akış denklemi biri krank mili ana yatağı boyu doğrultusunda diğeri ise krank mili ana yatağı genişliği doğrultusunda olmak üzere iki eksende kurulmuş ve denklemin içerisindeki her bir terim kendi büyüklüğü doğrultusunda boyutsuzlaştırılarak diskritize edilmiştir. Boyutsuz hale getirilen Reynolds denklemi MATLAB'a girilerek başlangıç değerleri ile Gauss-Seidel metodu kullanılarak iterasyona sokulmuş ve üç boyutta bir basınç değişim, iki boyutta yağ filmi kalınlığı değişim eğrisi elde edilmiştir. Fakat bu adımda elde edilen basınç ve yağ film kalınlığı değerleri ilk aşamada doğru varsayılan başlangıç parametreleri ile hesaplandığından gerçek eksen kaçıklığı ve sınır koşullar ile tekrar iterasyona sokularak hesaplanmıştır. Bu adımlar bir ˚KMA için tamamlandığında 720 ˚KMA'lık tam bir çevrim için uygulanmıştır. Çalışmanın sonuç kısmında her bir krank mili açısı için ilk başta elde edilen basınç değerlerinin mil dönme yönünde önce pozitif olduğu ve yağ filminin koptuğu bölgeden sonra basınçların negatife inerek kavitasyona uğradığı görülmüş, daha sonra Reynolds sınır koşulu uygulanarak negatif olan ve yük taşıma özelliği bulunmayan basınçlar atmosferik krank basıncına zorlanmış ve bu adım sonucunda pozitif basınçların az miktarda artış gösterdiğine tanık olunmuştur. Ayrıca yağ film basıncı değişimi ve yağ film kalınlığı grafikleri incelendiğinde maksimum yağ filmi basınçlarının seçilen 13 litre 6 silindirli diesel motor için 10 ˚KMA'ya karşılık gelen yanma fazında gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda bu aralıkta minimum yağ film kalınlıklarının en az olduğu gözlemlenmiştir. Düşey yöndeki krank mili eksen kaçıklığının ise yanma fazında maksimum halini aldığı sonucuna varılmıştır. Yanma odasından gelen basınç kuvvetlerinin ve piston ile biyelin atalet kuvvetlerinin x ve y yönündeki bileşenlerinin oranının tanjantını ifade eden atak açısı (φ) ise maksimum halini alarak 5,5˚ olarak gözlemlenmiştir. Bu çalışma sonucunda, krank ana yatağındaki yağ filmi basınç dağılımı, yağ filmi kalınlığı, krank mili eksantirikliği ve ana yatağa gelen yükler yorumlanarak bu bölgedeki tribolojik olaya ışık tutmasına katkı sağlanmış ve çalışmanın bundan sonraki tribolojik çalışmalara da rehberlik etmesi amaçlanmıştır.
-
Ögeİçten Yanmalı Motorlarda Sürtünme Kayıpları(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Kılıç, İlker ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveBu yüksek lisans tezinde motor sürtünmesi ölçüm metotları incelenmiş ve ‘Anlık ortalama indike basınç ölçüm metodu’ temel alınarak bilgisayar ortamında krank-biyel-piston mekanizması modellenmiştir. Bu model kapsamında sonlu elemanlar analizi metodu ile esnek, kuvvet algılayabilir bir biyel modellenmiş ve biyel üzerindeki gerilme dağılımı incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda motor sürtünmesi ölçümlerinde biyel üzerindeki uzama ölçümleri için kullanılan strain-gage’ler için uygun yer tespiti yapılmıştır. Ayrıca modele örnek sürtünme kuvveti eklenerek biyel üzerindeki gerilme dağılımındaki farklılık gözlenmiştir. Alınan sonuçlar incelenerek biyel üzerindeki gerilme dağılımı hakkında bilgi edinilmiş ve sürtünmenin biyel üzerindeki uzama ve gerilme dağılımında az da olsa etkisi olduğu saptanmıştır.
-
ÖgeKam Ve Supap Fıncanı Temasının Yağlama Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-07-19) Göçmen, Özgür ; Akalın, Özgen ; 10003493 ; Otomotiv ; Automotiveİçten yanmalı motorlarda, supap mekanizması, piston segman takımı ve motor yatakları, temel üç farklı sürtünme kaybı kaynağı olarak gösterilebilir. Yağlanan supap mekanizması elemanları, içten yanmalı motorlarda mekanik verimsizliğe sebep olan baslica etmenlerdendir. Bu çalışmada supap mekanizması elemanlarından, kam ve supap fincanı yağlaması incelenmiş ve yağlama simulasyonu için hesaplamalı bir model geliştirilmiştir. Çalışmanın başında, elasto hidrodinamik ve hidrodinamik yağlama rejimlerinin prensipleri özetlenmiş, analiz algoritmasının temelini oluşturan denklemler çıkarılmıştır. Elasto hidrodinamik yağlama rejimi temelinde, temas yüzeylerinin ince bir film ile birbirinden ayrılmasının haricinde, temas eden yüzeylerin şekil değişimlerinin de etkisi bulunmaktadır. Elasto hidrodinamik yağlama rejimi genel olarak yoğunlaşmış yükleme şekillerinin gerçekleştiği sistemlerde gözlenmektedir. Bunlar yuvarlanmalı yataklar, kam ve itici mekanizmaları ve benzeri sistemlerdir. Hidrodinamik yağlama rejiminde ise birbiri ile temas halinde olan yüzeylerin, oluşan bir yağ filmi tabakası ile birbirlerinden ayrıldığı kabul edilir. Oluşan yağ film profili, yüzey geometrilerindeki farklılıklara, yüzey kinematik özelliklerine ve kullanılan yağ özelliklerine bağlıdır. Geliştirilen yağlama modeli için hem elasto hidrodinamik yağlama rejimi hem de karma yağlama rejimi göz önünde bulundurulmuştur. Akalin ve Newaz tarafından piston segman takımı için geliştirilmiş karma yağlama rejimi modeli, kam ve supap fincanı teması için adapte edilmiştir. Modelleme sürecinde, supap mekanizmasının tabi olduğu yükler belirlenmiştir. Bu yükler temel olarak, hareketli supap mekanizması parçaları için toplam atalet kuvveti ve valf yayı sıkıştırma kuvvetidir. Supap mekanizmasının çalışması incelendiğinde, kam ve supap fincanı temas yüzeyleri arasında oluşan yağ filmi, toplam atalet ve yay yükünü dengelemektedir. Bu prensip üzerinden modeller kurulmuş ve analizler yakınsatılmaya çalışılmıştır. Kam ve supap fincanı yağlama analizi için MATLAB programı kullanılarak bir simulasyon kodu yazılmıştır. Program temel olarak iki kısımdan oluşmaktadır. Kam ve supap fincanı yüzeyleri arasındaki yağ film kalınlığını hesaplamak için ortalama Reynolds denklemi dönüş açısına bağlı olarak anlık şekilde çözümlenmiştir. Karma yağlama rejimi için, yağ film kalınlığı çözümü, ilgili başlangıç ve sınır koşulları denklemlerde kullanılarak sağlanmıştır. Analiz girdisi olarak, ilk aşamada kam geometrisi kullanılmıştır. Verilen kam yükseltme eğrisi kullanılarak, yüzey koordinatları hesaplanmış, bu veriler ışığında da temas noktasındaki akışkan giriş hızı anlık olarak hesaplanmıştır. Yüzey akış ve temas faktörleri Akalın’ın çalışmasından alınmış ve analizlere girdi olarak kullanılmıştır. Program girdileri ile analizler gerçekleştirilmiş, yük dengesini esas alan yakınsama kriteri kullanılarak temas yüzeyleri arası basınç dağılımı elde edilmiştir. Karma yağlama rejiminin hesaplandığı bölgeler haricinde, kam ve supap fincanı temasında elasto hidrodinamik yağlama rejimi gözlenmiştir. Elasto hidrodinamik rejimin baskın olduğu kimi temas açılarında, minimum yağ film kalınlığı Dowson ve Higginson tarafından geliştirilmiş formulasyon kullanılarak hesaplanmıştır. Bu çözüm algoritmasında, toplam atalet kuvveti ve toplam yay yükü her bir kam açısı için hesaplanmış ve analiz girdisi olarak kullanılmıştır. Bunun yanı sıra yine her bir kam açısı için, yüzey temas noktasında eğrilik yarıçapı ve akışkan giriş hızları hesaplanmış, yağ filmi kalınlığı hesabı için girdi olarak kullanılmışlardır. Hidrodinamik ve pürüzlülük teması basınç dağılımları, yağ film kalınlıkları, oluşan yağ filmi tarafından taşınan yük ve boyutsuz yağ filmi sıkışma hızı her bir kam mili dönüş açısı için hesaplanmıştır. Sistem üzerine uygulanan yükteki değişim, kam üzerindeki eğrilik yarıçapındaki değişim ve hidrodinamik giriş hızındaki değişim, hesaplar yapılırken göz önünde bulundurulmuşlardır. Hidrodinamik yağlama rejimi için yüzey pürüzlülük profilleri ayrıca hesaplamalara katılmıştır. Geliştirilen kod algoritmasına göre, Reynolds eşitliği kullanılarak hesaplanan minimum yağ filmi kalınlığı, Dowson ve Higginson’un geliştirdiği formul kullanılarak hesaplanan yağ film kalınlığından daha düşük bir değerde olması engellenmiştir. Bu sayede kam profili üzerinde, bazı bölgeler hidrodinamik yağlama rejimine sahip görülürken, bazı bölgeler ise elasto hidrodinamik yağlama rejimine sahip olacak şekilde hesaplar gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonuç bölümünde, yağ film kalınlıkları, değişken yağ viskoziteleri ve farklı motor çalışma hızları açısından incelenmişir. Artan yağ viskozitesi ve motor hızı ile birlikte yağ film kalınlıklarının da arttığı gözlenmiştir. Sonuçlar ayrıca kam yüzeyi kinematiği açısından incelenmiş ve yüzey profili üç kısma ayrılarak sonuç değerlendirmeleri yapılmıştır. Buna gore; kam profilinin temel daire bölümünde, durağan yağ filmi kalınlığı tespit edilmiştir. Eğrilik yarıçağı ve temel daire boyunca yağ giriş hızı sabit olduğu için, hesaplanan film kalınlığı da sabit olmuştur. Buna rağmen kam yan yüzey geçişindeki ufak film kalınlığı artışları, yine o bölgelerdeki artan yağ giriş hızları ile açıklanabilmektedir. Yine de temel daire bölümünde, düşük eğrilik yarıçapı ve düşük giriş hızları sebebiyle elasto hidrodinamik yağlama rejimi baskın olarak gözlenmiştir. Kam profilinin her iki yan tarafı için, bölgede hidrodinamik yağ filmi oluşumu gözlenmiştir. Yüksek eğrilik çapı ve yağ giriş hızları sebebiyle ortalama Reynods denklemi çözülebilmiş ve bölgedeki basınç dağılımı elde edilmiştir. Bunun yanı sıra bölgede pürüzlülük basınçları da saptandığı için, bu kısım ise karışık yağlama rejiminin gerçekleştiği söylenmiştir. Son bölüm ise kam ucu olarak adlandırılmıştır. Çok düşük eğrilik yarıçapı ve neredeyse 0’a yakın yağ giriş hızları sebebiyle, bölgedeki yağlama rejimi tekrardan elasto hidrodinamik olarak adlandırılmıştır. Yapılan çalışma ile kam supap fincanı teması yağlama performansını değerlendirebilecek yeni bir yöntem ortaya konmuştur. Geliştirilen yöntem ile hem elasto hidrodinamik hem de karma yağlama rejimleri bir arada ele alınmıştır. Yük değişimleri, eğrilik yarıçapı ve akışkan giriş hızı değişimleri göz önünde bulundurulmuştur. Geliştirilen simülasyon aracı ile her çeşit kam supap fincanı tasarımı, yağlama özellikleri açısından incelenebilir hale gelmiştir. Kullanılan akışkanın özellikleri ve ilgili temas yüzeylerinin malzeme özellikleri de geliştirilen model içerisinde etkileri gözlenebilir parametreler olarak tanımlanmıştır. Bu sayede kurulan model ile karmaşık yapıdaki kam supap fincanı dinamikleri incelenebilir yorumlanabilir duruma getirilmiştir. Son olarak, yapılan çalışmayı ilerletmek, genişletmek adına bir kaç hususa değinilmiştir. Bunlardan ilki, elasto hidrodinamik rejime sahip bölgelerde, kam açısına bağlı anlık çözümlerin yapılabileceği şekilde kurulan algoritmanın genişletilebilmesidir. İkinci olarak modele, kam taç yarıçapı ve koniklik açısı gibi parametlerin de eklemesi ile yağlama analizi performansı artırılabilir. Bunların yanı sıra, sürtünme katsayısı belirlenmesi ve aşınma mekanizmalarının eklenmesi çalışmanın gelecekteki aşamalarından bazıları olarak gösterilebilir.
-
ÖgeLazer İle İşlenmiş Silindir Yüzeylerinin Karma Yağlama Rejiminde İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Şen, Osman Taha ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışmanın amacı lazer ile yüzey işlemesine tabi tutulmuş silindir duvarı ile üzerinde öteleme hareketi yapan piston segmanının tribolojik performansını incelemektir. Bu amaçla detaylı bir segman dinamiği modeli oluşturulmuş ve oluşturulan modelin ışığı altında MATLAB dilinde hazırlanan bir kod ile problem çözülmüştür. Problemin çözümünde silindir duvarı ve piston segmanı üzerindeki yüzey pürüzlülüklerini modele katabilmek için akış faktörlerini içeren değiştirilmiş ortalama Reynolds denklemi kullanılmıştır. Ayrıca segman ve silindir duvarı arasındaki aralığın çok düşük olduğu durumlar için yüzey pürüzlülüğü temas kuvveti altprogramı ana koda eklenmiştir ve bu sayede model hem karma hem de hidrodinamik yağlama rejimlerinde çalışır hale getirilmiştir. Yağlama bölgelerindeki yağ filminin kopmasının modellenmesinde ise Reynolds sınır koşulları kullanılmış ve yağ filminin kopma sınırı belirlenmiştir. Lazer ile işleme sonucunda oluşan gözeneklerin silindir üzerinde olmasından ve segmanın silindir önündeki öteleme hareketinden dolayı hareketli bir silindir modeli kurulup her krank açısı için çözüm yapılmıştır. Sonuç olarak konvansiyonel ve lazer ile işlenmiş silindirlerin tribolojik performansları açısından karşılaştırması yapılmıştır. Bundan başka farklı lazer ile yüzey işleme spesifikasyonuna tabi tutulmuş ve farklı şekil ve boyutlardaki gözeneklerin yağlama üzerine etkileri tartışılmıştır.
-
ÖgeLazer İle Yüzey İşlemenin Bir Ağır Hizmet Dizel Motorunun Yağ Tüketimine Olan Etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-05) Toygar, Ahu ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışma, özel bir ağır hizmet dizel motorunun yağ tüketiminin, gerçek zamanlı sülfür izleme yöntemi kullanılarak kütle spektormetresi aracılığıyla ölçümünü hedeflemektedir. Çalışmadaki başlıca yöntem, farklı honlama özelliğine sahip üçlü silindir gruplarına ait egzoz gazı sülfür dioksit konsantrasyonlarını analiz ederek yağ tüketim miktarlarını belirlemektir. Bu amaçla, üç silindiri plato honlanmış ve diğer üç silindiri lazerli honlanmış olan aşırı doldurmalı ve altı silindirli bir ağır hizmet dizel motoru kullanılmıştır. Bu çalışmada, ölçüm yöntemi olarak, gerçek zamanlı yağ tüketimi ölçümü, farklı silindir gruplarının ayrı ayrı yağ tüketimi ölçümü ve hızlı ve doğru sonuçlar sağlayışı gibi avantajları doğrultusunda sülfür izleme yöntemi ölçüm yöntemi olarak tercih edilmiştir. Her iki silindir grubu için de aynı motor çalışma koşullarını sağlamak üzere, özel bir örnek toplama sitemi tasarlanmıştır. Lazerli yüzey işlemenin test motorunun yağ tüketimi üzerindeki etkileri araştırılmış ve deneysel sonuçlar, motor güç ve devir sayısına bağlı olarak hazırlanmış karşılaştırmalı grafikler aracılığıyla sunulmuştur. Ayrıca, lazerli honlama işleminden daha çok yararlanmak amacıyla en etkili yüzey işleme parametreleri belirlenerek lazerli yüzey işlemenin yağ tüketimi üzerindeki etkileri yorumlanmıştır.
-
ÖgeLazer Uyarmalı Floresan Tekniği İle Silindir Ve Segman Arası Yağ Film Kalınlığının Ölçülmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-01-19) Ayrancı, Yunus Emre ; Akalın, Özgen ; 10135851 ; Otomotiv ; AutomotiveSon yıllarda teknolojinin büyük bir hızla gelişmesi sonucu otomotiv sektöründeki rekabet de hızlı bir şekilde artmaya başlamıştır. Dünyada petrol ve türevi yakıtların rezervlerinin azalması ve dolayısıyla birim fiyatlarının artmasıyla başta otomotiv sektöründe olmak üzere tüm sektörlerde özgül enerji harcamasının azaltılmasına yönelik çok sayıda araştırma ve çalışmalar yapılmaktadır. Ekonomik kaygıların yanı sıra teknoloji ilerledikçe yürürlüğe giren katı egzoz emisyon standartları motor üreticilerini egzoz emisyonlarını azaltma konusunda zorlamaktadır. Otomotiv sektöründe enerji tüketimini azaltmaya yönelik çalışmalar ağırlık azaltma, sürtünmeleri azaltma ve ısıl verimi arttırma gibi başlıklar altında incelenmektedir. Motor kilometre ömrünün gittikçe arttığı günümüzde dinamik motor komponentlerinin yağlanması ömür açısından da oldukça büyük önem taşımaktadır. Yağlamanın iyileşmesi ile aşınmaların minimuma inmesini sağlanacak, bu da motor ömrünü uzatacaktır. Motordaki yağlama performansının geliştirilmesi; yakıt tüketimi, motor gücü, yağ tüketimi, motorun ömrü, verim ve egzos emisyonları üzerinde önemli iyileşmeler sağlamaktadır. Bu durum yatırımcı ve araştırmacıları silindir ve segman arasındaki yağ film kalınlığının ölçümü ve iyileştirilmesi konusu üzerinde araştırma yapmaya yöneltmiştir. Bu proje kapsamında içten yanmalı motorlarda yağ film kalınlığı ölçüm yöntemleri incelenmiş ve bu kapsamda ölçüm yöntemlerinden biri olan lazer uyarmalı floresan tekniği araştırılmıştır. İncelenen silindir-segman profili arasındaki yağ film kalınlığı, lazerle honlanmış silindir gömleği ile kalibre edilerek 1 motor çevrimi boyunca yağ film kalınlığının değişimi gözlemlenmiştir. Çalışma başlangıcında deney düzeneğini kurmak için gerekli ekipmanlar tedarik edilmeye çalışılmış ve akabinde deney düzeneği çalışır hale getirilmiştir. Kurulan deney düzeneğindeki lazeri Labview Programı üzerinden kontrol etmek için RS232 portu üzerinden haberleşme yapılarak, kontrol algoritması geliştirilmiştir. Lazerin piston-segman arasındaki floresan boyalı yağdan yansıyan ışınları fotomultiplikatörde (PMT) gerilim sinyallerine çevirilip National Instruments veri toplama kartı vasıtası ile toplanarak Labview Programında grafik haline getirilip kaydedilmiştir. Bu çalışma sonucunda, yanmanın olmadığı bir deney düzeneği üzerinde yağ film kalınlığı krank açısının fonksiyonu olarak lazer uyarmalı floresan tekniği ile ölçülmüştür. Kurulan deney düzeneği ile motordaki yağ film kalınlığının değişimi yorumlanarak buradaki tribolojik olaylara ışık tutmasına katkı sağlanmış ve farklı piston gömleği, segman ve yağ tiplerine göre çalışmaların yapılmasına olanak tanıdığından çalışmanın bundan sonraki tribolojik çalışmalara da rehberlik etmesi amaçlanmıştır.
-
ÖgeMotor Güç Kayıplarının Azaltılması İçin Zamanlama Sistemi Tasarım Parametrelerinin Optimizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-01) Uysal, Umut ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışmada 4-zamanlı bir dizel motorun, zincir tahrik sistemi tarafından meydana getirilen toplam sürtünme güç kaybını azaltmada kullanılabilecek bir tasarım optimizasyon metodolojisi sunulmuştur. Her bir sistem parçasının zamanlama sisteminin toplam sürtünme kaybındaki iştirakını çeşitli motor çalışma koşullarında hesaplamakta kullanılan ve bilgisayar destekli simulasyon metodlarına dayanan bir zamanlama sistemi modeli geliştirilmiştir. İdeal sistem dizayn parametrelerinin; örneğin hidrolik gergi yay kuvveti ve debisinin, dişli profilleri ve ovalliğin ve yağ basıncının hesaplanması için analitik sonuçlar ve istatiksel metodlar kullanarak bir optimizasyon çalışması yapılmıştır. Ayrıca veri tutarlılığını ve parametrelerin etkileşimini değerlendirmek için en etkili parametrelerinin yüzey grafikleri kullanarak istatiksel bir çalışma tamamlanmıştır. Simulasyon sonuçları plastik klavuz-zamanlama zinciri arasındaki sürtünmenin, sürtünme kayıplarının büyük bir kısmından sorumlu olduğunu ve zamanlama zinciri sürtünmesinin artan motor hızıyla arttığını ortaya çıkarmıştır. Ayrıca, her klavuz ve dişlinin sürtünmedeki payı tanımlanmıştır. Buna ek olarak gergi yay kuvveti ve motor yağ basıncının zamanlama sisteminin verimini etkileyen en baskın dizayn parametreleri olduğu belirtilmiştir. Sonuç olarak, sistemdeki sürtünme güç kayıplarının, dizayn parametrelerini basitçe optimize ederek %20 oranında geliştirilebileceği simülasyon sonuçlarıyla gösterilmiştir.
-
ÖgeOtomatik transmisyon vites değişim tepkilerini objektif olarak değerlendirmeye yönelik model bazlı yaklaşım geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Oktar, Hilmi Ersin ; Akalın, Özgen ; 633380 ; Otomotiv Mühendisliği ProgramıBir güç grubunda motor ve tekerlek arasındaki koordinasyonu sağlayan, otomotivdeki en kritik optimizasyon aracı transmisyondur. İçten yanmalı motor ile tahrik edilen bir güç grubunun tork ve hız arasındaki koordinasyonunu sağlayarak, sistemin daha verimli çalışmasına imkan sağlayan transmisyonlar, konfor ve verimlilik yönünden araç üzerinde büyük bir etkiye sahiptirler. Otomotivde her geçen gün, teknolojinin gelişmesine paralel olarak, kullanım iyileştirmeleri yapmak ve en iyiyi yakalamak mümkün hale gelmektedir. Teknolojideki bu gelişmeler, transmisyon geliştirmeleri üzerinde de büyük faydalar sağlamaktadır. Geleneksel otomatik transmisyona sahip araçların seri üretime başlandığı 1939 yılından beri (Hydramatic), yaşanan gelişmeler ile birlikte otomatik transmisyonlar, sürüş konforunu ve verimini önemli seviyede arttırmış ve buna mukabil satış oranları da hızla artış göstermiştir. Bu durumun ana sebepleri olarak, üretim kalitesinin artması, elektro-hidrolik kontrol araçlarının gelişmesi, çeşitlenmesi ve kalibrasyon testlerinin önemli seviyede artması olarak gösterilebilir. Bir otomatik transmisyonun geliştirilmesi sürecinde test mühendisleri, farklı kontrol parametrelerini manuel olarak değiştirerek, elektro-hidrolik kontrolü sağlanan vites değişimlerinin kalibrasyonunu sağlar. Test mühendisinin subjektif değerlendirmeleriyle yapılan kalibrasyon çalışmaları sonucunda, tekrarlanabilirliği olmayan ve test yapan mühendisin tecrübesine bağlı sonuçlar elde edilir. Bu nedenle, geliştirme sürecinde manuel olarak yapılan kalibrasyon çalışmalarının model öngörüsünün desteği ile objektif olarak değerlendirilmesine yönelik yapılan çalışmalar, bugün hala otomatik transmisyon üzerine yapılan çalışmaların başında gelmektedir. Bu tez çalışmasında, geleneksel otomatik transmisyona sahip, 8x8 konfigürasyonda bir ağır vasıta araç güç grubuna yönelik model öngörüsüyle ve bu güç grubunun çoklu hedeflerine yönelik oluşturulan objektif değerlendirme metodundan yararlanarak, güç grubunun kalibrasyonuna yönelik bir yöntem sunulmuştur. Çalışmaya öncelikle, araç güç grubunun dinamiklerini içeren modelin oluşturulması ile başlanmış ve özellikle alt sistem testleri ile doğrulanmış olan otomatik transmisyon ve kontrol komponentleri, detaylı olarak modellenmiştir. Sonrasında, literatürde yer alan, subjektif değerlendirmelerin anket bazlı korelasyonundan oluşan objektif değerlendirme parametrelerinden de yararlanılarak, araç güç grubunun vites değişimi konforu ve enerji verimliliği yönünden hedeflerine uygun bir objektif değerlendirme metodu oluşturulmuştur. Çalışmada, vites değişim konforuna yönelik araç ivmelenmesinin türevi olan jerk değeri ve verimlilik yönünden ise enerji kaybı değerleri metrik olarak kullanılmıştır. Ayrıca, hız ve tork değerlerinin de meydana gelen dalgalanmalar gözle kontrol edilerek değerlendirilmiştir. Jerk ve enerji kaybı değerinin minimize edilmesine yönelik oluşturulan amaç fonksiyonu ile vites değişimi esnasında ilgili kavrama gruplarında oluşturulan basınçlandırma sürelerinin belirlenmesi ve tahrik unsuru olan içten yanmalı motorun sunduğu tork miktarında, uygun oranda kısıtlamaların yapılması üzerine pareto optimizasyonu yapılmış ve optimal kontrol çözümleri sunulmuştur. Optimizasyon çalışması öncelikle, motorun 25 saniye boyunca tam yükte çalışması ile tüm vites aralıklarının test edildiği senaryo üzerinde gerçekleştirilmiştir. Böylece hızlı bir simülasyon çalışması ile tüm vites aralıkları için optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. İlk senaryodaki elde edilen optimal sonuçların, taşıtın daha olağan bir sürüş koşulunda değerlendirebilmesi amacıyla, bir seyir çevrimi hızı hedefiyle, ilk senaryoya göre daha uzun süreçli başka bir senaryo daha oluşturulmuştur. İlk senaryoda oluşturulan optimal çözümler kullanılarak, oluşturulan ikinci senaryoda minimum enerji kaybı ve jerk değerine sahip parametre seti çalışmanın çıktısı olarak sunulmuştur. Böylece, kalibrasyon çalışmalarının objektif değerlendirilmesi ve optimizasyonun model öngörüsü ile yapılmasıyla, uzun süreli ve maliyetli kalibrasyon testleri kısalacak ve optimum seviyede çıktıların alınması mümkün olacaktır.
-
ÖgePiston Grubu Sürtünme Kayıplarının Azaltılması İle Taşıt Yakıt Ekonomisi İyileştirme Potansiyelinin Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-07-16) Meta, Burak ; Akalın, Özgen ; 437076 ; Otomotiv ; Automotiveİçten yanmalı motorların toplam güç kaybının önemli bir kısmı sürtünmeden kaynaklanmaktadır. Yapılan araştırmalara göre güç kayıplarının neredeyse yarısı piston grubu sürtünmelerinden kaynaklanmaktadır. Piston segmanları ve piston etekleri genellikle karma yağlama rejiminde çalışmaktadır. Karma yağlama rejiminde temas yükleri hem hidrodinamik akışkan film basıncı hem de yüzey pürüzlülükleri tarafından taşınmaktadır. Yüksek yağ viskozitesi hidrodinamik yağlama rejimi eğilimini arttırmaktadır. Düşük hızlardaki ve aşırı yüklü şartlardaki yük taşıma kapasitesini arttırır. Yüksek yağ viskozitesi yüksek yağlayıcı film kalınlığına neden olmaktadır. Yağ film kalınlığının artması ile yağlayıcının içindeki kesme kuvvetleri artmaktadır ve bunun sonucu olarak yakıt tüketiminin de artması beklenebilir. Bu tez çalışmasında çeşitli yağ viskozitelerinin ve sınır sürtünme katsayılarının toplam taşıt yakıt tüketim değerlerine etkilerini anlamak amacı ile 2,2 litre dört silindirli dizel motoru için AVL EXCITE piston segman modülü kullanılarak kapsamlı bir silindir gömleği ve piston-segman paketi modeli geliştirilmiştir. Kompresyon segmanları, yağ segmanı ve piston eteğinden kaynaklanan sürtünme kuvvetleri hesaplanmıştır. Çeşitli yükleme koşulları ve motor hızları için piston segman paketi sürtünmelerinden kaynaklanan güç kayıpları hesaplanmıştır. Düşük ve yüksek viskozite dereceli yağlayıcılar ve piston ve segman kaplamaları için azaltılmış sınır sürtünme katsayıları gibi birkaç örnek çalışma için güç kayıpları hesaplanmıştır. Her örnek çalışma için yeni yakıt tüketim haritaları oluşturulmuştur. Elde edilen yakıt tüketim haritaları AVL CRUISE programına girilmiştir. Programda örneklenen hafif ticari araç için Avrupa şehir dışı çevrimindeki ortalama yakıt tüketimleri hesaplanmıştır. Kaplamaların ve düşük viskoziteli yağların yakıt tüketimini azaltma potansiyeli detaylı olarak incelenmiştir.
-
ÖgePiston İkincil Dinamiği Ve Etek Yağlaması(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Günelsu, Özgür ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışmanın amacı öteleme hareketi yapan bir pistonun silindir içindeki davranışını yanal hareketi bağlamında incelemektir ve toplam piston grubu sürtünmesine olan katkısını belirlemektir. Bu amaçla detaylı bir model oluşturulmuş ve karma yağlama rejiminde çalışan bir pistonun ikincil dinamiği çözümü için bir MATLAB kodu yazılmıştır. İkincil dinamiğe olan etkileri bakımından, etek yağlamasına birincil derecede önem gösterilmiştir. Basınç ve kayma akış katsayıları eklenerek tadil edilmiş olan Reynolds denklemi kullanılarak piston ve silindirin yüzey pürüzlülüklerinin etkisi hesaba katılmıştır. Bir pürüz teması modeli esas alınarak katı sütrünmenin etkileri de dikkate alınmıştır. Buna ek olarak, yüzeyler arasında oluşan film tabakasının devamlılığı incelenmiştir. İki boyutlu akışta, yağ filminin kopma sınırının belirlenmesinde Reynolds akış ayrılması yaklaşımından yaralanılmıştır. Ulaşılan sonuçlar daha önceki teorik ve deneysel çalışmalarda elde edilmiş sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Yüzeyler arasındaki nominal boşluk, etek fıçı profili, yüzey dokusu ve malzeme ve yağ özellikleri gibi tasarım parametrelerinin değişimlerinin etkileri tartışılmıştır. Sonuçların değerlendirilmesinin ardından modelin ileriki çalışmalarda piston-silindir parçalarının sürtünme, aşınma ve yağlama özelliklerinin belirlenmesi için bir araç olarak kullanılmasına yönelik optimizasyonuna gidilmiştir.
-
ÖgePıston Grubu Sürtünme Kayıpları Ve Segmanlar Arası Basınçların Değerlendirilmesi İçin Bir Motor Telemetri Sistemi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-09-13) Özdemir, Kaan ; Akalın, Özgen ; 10003569 ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışmada, bir içten yanmalı motorda çalışma koşullarında piston sisteminden sürtünme ve basınç ölçümü alınabilmesi için kurulan telemetri sistemi anlatılmıştır. Piston sisteminde segmanlar arası basınç ölçümü alınması segman dinamiğinin ve dolayısıyla pistonun gaz ve yağ sızdırmazlık özelliğinin daha iyi anlaşılması için önemlidir. Piston sisteminin yarattığı sürtünmenin ölçülmesi ise sürtünme kayıplarının mekanizmalarını anlamak için önem sağlamaktadır. Piston sisteminin bu özellikleri iyileştirilerek yağ tüketimi, motor performansı ve salınan emisyonlarda iyileştirme yapmak mümkündür. Piston sisteminden bu ölçümleri alabilmek için gerekli olan telemetri sistemi anlatılmıştır. Bu sistemde ölçülen sensör bilgileri kablosuz olarak radyo dalgaları ile iletilmektedir. Bunun için piston kolu üzerine Datatel Telemetry firmasından alınan elektronik cihaz yerleştirilmiştir. Bu cihaz gerekli elektriği motor bloğuna yerleştirilen manyetik indükleyici sayesinde almaktadır. Bu sistemi kullanmaktaki amaç, motor üzerinde motorun çalışmasını etkileyecek değişikliklerin olmaması ve ölçümlerin hassas olarak alınabilmesi olarak özetlenebilir. Piston sürtünmesinin hesaplanabilmesi için “Instantaneous IMEP” isimli yöntem kullanılmıştır. Bu yöntemde piston üzerine etki eden basınç ve piston kolundaki kuvvet ölçülmekte, piston üzerindeki kuvvet dağılımı çıkartılarak piston sürtünmesi hesaplanmaktadır. Bu hesapların yapılabilmesi için piston ve piston kolunun eylemsizliği hesaplanmalıdır. Bu hesaplar için MATLAB programları kullanılmıştır. Henüz motor bloğu hazır olmadığından daha önceden AVL Excite programı kullanılarak yapılan çalışmadaki sürtünme değerleri kullanılarak MATLAB programlarının doğruluğu teyid edilmiştir. Elde edilen değerler karşılaştırılarak sonuçlar yorumlanmıştır.
-
ÖgeRejeneratif Pnömatik Destekli, Aşırı Doldurmalı Motorlu Bir Taşıtın Performans Ve Yakıt Tüketiminin Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-07-08) Tatari, Daut ; Akalın, Özgen ; 404688 ; Otomotiv ; Automotiveİçten yanmalı motorların yakıt sarfiyatı öneminin yanında performanslarda ön planda tutularak yapılan çeşitli uygulamalarla aracın yakıt sarfiyatını düşürerek performansının artırılması amaçlanmaktadır, işte bu yüzden içten yanmalı motorlarda aşırı doldurma sistemleri kullanılmaktadır. Bu tezde oluşturulan aşırı doldurmalı 2.5 Litre hacmindeki 4 silindirli bir motorun özellikle düşük devirlerdeki anında turbo boşluğunun kapatılabilmesi ve bu devirlerdeki tork değerlerinin artırılarak hem yakıt sarfiyatının düşürülmesi hem de aşırı doldurmalı motorumuzun performansının artırılması amaçlanmıştır. AVL BOOST yazılımı aracılığıyla yapılan simülasyon sonuçlarında 2.5 Litre hacmindeki motorun giriş basıncı ve yakıtı yükseltilerek özellikle motorun düşük devirlerinde hem efektif basıncı hem de tork eğrilerinin yükselmesi ile turbo boşluğunu kapatmış bulunuyor. Aynı zamanda da Boost edilen motorun performansı 3.0 Litre hacmindeki bir diğer motor ile neredeyse aynı performansa ulaştığını yapılan simülasyon sonucu ile elde edilmiştir. Giriş basıncını artırarak motora fazladan hava göndererek yanmanın iyileşmesi sağlanıyor bu havayı da frenlerden açığa çıkan enerjiyi rejeneratif fren olarak bir hava deposuna dönüştürerek bu gereken hava temin edilmeye amaçlanmaktadır. Ayrıca Boost yazılımında yapılan motor çalışmalarından sonra elde edilen motor datalarını AVL CRUISE içinde bir ticari taşıt olarak FORD TRANSIT VAN TDCI datalarını, Boost edilen 2.5 Litrelik ve 3.0 Litrelik motorları EUDC (Extra Urban Driving Cycle) ve UDC ( Europe City Cycle ECE-R15) şehir çevrimlerinde koşturarak elde edilen yakıt sarfiyatı oranlarının Boost edilen 2.5 Litrelik motorun 3.0 Litrelik motora kıyasla iyi bir yakıt tasarrufu sağladığı saptanmıştır.
-
ÖgeSilindir Deaktivasyonunun İçten Yanmalı Motorlarda Yağ Tüketimine Etkileri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-09-13) Altın, Celal Gürsen ; Akalın, Özgen ; 10003309 ; Otomotiv ; AutomotiveBu çalışmada, bilgisayar destekli analiz yöntemleri kullanılarak içten yanmalı motor teknolojisinin günümüz eğilimi olan silindir deaktivasyonu stratejilerinin yağ tüketimine etkileri araştırılmıştır. Araştırma sırasında termodinamik data üretimi için 1.6L 4 silindirli 4 zamanlı atmosferik emişli benzinli bir motor modeli kullanılırken, yağ tüketimi hesaplamaları 0.4L hacimli tek silindirli model üzerinden yapılmıştır. Yağ tüketimi üç farklı senaryo üzerinden hesaplanarak tüketim kıyaslamaları yapılmıştır. Bu senaryolar, motorun normal çalışma durumu, motorun çevrim atlama yöntemi ile deaktive edilmesi ve son olarak da yağ tüketimini simüle eden silindirin tamamen kapatılması şeklindedir. Yağ tüketimi hesaplamaları da temel olarak üç farklı mekanizma üzerinden yürütülmüştür. Bu mekanizmalar, yağın silindir duvarından buharlaşarak yanma odasına girmesi, piston ve silindir ara yüzündeki yağın ters gaz akışıyla silindir içerisine taşınması, birinci sekman ve piston üst yüzeyi tarafından sıyrılmış yağın atalet kuvvetleriyle yanma odası içine atılması şeklindedir. Sonuçta da tüketilen toplam yağ miktarının, normal çalışma durumuna göre, silindirin tamamen kapatıldığı durumda yaklaşık üçe, çevrim atlamalı yöntemde ise yaklaşık ikiye katlandığı görülmüştür.
-
ÖgeSilindir İçi Deformasyonun Yağ Tüketimi Üzerine Etkisinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-07-01) Kağnıcı, Fatih ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveSilindir içi deformasyonlar, içten yanmalı motorlarda yağlama ve segmanların silindir içine oturmaması gibi problemlerden dolayı yağ tüketimini etkilediği bilinen bir gerçektir. Bu nedenle, yağ tüketimi üzerinde etkili olan silindir içi deformasyonlarının belirlenmesi ve anlaşılması oldukça önem arz etmektedir. Güç silindir sistemlerinin kendine özgü zorluklarından ve test için gereken zamanın ve yüksek meblağlardaki masraflarından dolayı, mühendislerin kendi tasarımlarının eniyileme çalışmalarını ve bunun için gerekli olan bilgisayar ortamındaki analitik ekipmanlardan yararlanmalarını bir ihtiyaç haline getirmiştir. Bu durum, silindir içi deformasyonların ve bunun sonucunda yağ tüketiminin karakteristik özelliklerini, sebeblerini ve bunların altında yatan mekanizmayı ileri düzeyde anlamayı gerektirmektedir. Bahsi geçen bu analitik model, güç silindirlerin performanslarını önceden hesaplamanın yanında sistemin hata mekanizmalarını da önlemek için de kullanılmaya imkan sağlamalıdır Bu çalışmada, bir dizel motor için yağ tüketim modeli oluşturulmuştur. Piston rijitliği, yağ tüketimi modeli için önemli bir parametre olduğu için, çalışma koşullarındaki değerlerini bire bir yansıtması için; test şartları bilgisayar ortamında simüle edilip yağ tüketimi modeline girdi olarak yerleştirilmiştir. Silindir içi deformasyonlar, motorun çalışma şartlarına göre bilgisayar ortamında analizi yapılarak, düz silindir, deforme olmuş silindir ve onun değişik sıklıkdaki şekilleri analiz sonucunda ayrı ayrı elde edilmiştir. Bu şekillerdeki silindirler, yağ tüketimi modeline girilerek sabit rejim çalışma noktalarında incelenmiş ve etkileri karşılaştırılmıştır. Yapılan simülasyonlarda ölçülen silindir içi basınç eğrileri kullanılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda deforme olmuş silindirin değişik sıklıklarda farklı olarak, yağ tüketimi üzerinde farklı etkileri gözlenmiştir.
-
ÖgeTaşıt Süspansiyon Ve Yorulma Testleri İçin Bir Lastik Düşey Modelinin Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016 -11-29) Ateş, Ceren ; Akalın, Özgen ; 10127918 ; Otomotiv ; AutomotiveBu tez çalışmasında lastiğin döner tambur üzerindeki bir engel üzerinden geçirilmesi ile elde edilmiş olan deneysel veriler MATLAB Sistem Tanımlama Modülü yardımı ile analiz edilmiş ve lastiğin bir düşey matemetiksel modeli elde edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen lastik modeli sayesinde kullanılan lastiğin bir transfer fonksiyonunun elde edilmesi amaçlanmıştır. Farklı yük, şişirme basıncı ve hızın model parametreleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Elde edilen transfer fonksiyonu yardımıyla tanımlanmış standart yol pürüzlülüklerinin aks titreşimleri üzerine etkileri hesaplanmıştır. Elde edilen modelin yorulma ve süspansiyon testlerini kolaylaştırması beklenmektedir.
-
ÖgeYağın Yaşlanmasının Motor Sürtünme Karakteristiklerine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-06-30) Talı, Can ; Akalın, Özgen ; Otomotiv ; AutomotiveMotorlarda yağın yaşlanmasında en önemli faktörlerden biri, motorda kısmi yanma sonucu oluşan is partiküllerinin yağa karışmasıdır. Bu çalışmada is partiküllerinin yağı yaşlandırması sonucu motordaki piston segman ile silindir gömleği arasındaki sürtünme mekanizmasına etkisi araştırılmıştır. İs partikülleri yerine model olarak kullanılabilecek bir karbon siyahı, belli konsantrasyonlarda katkılı ve katkısız yağlara katılarak piston segman ve silindir gömleği arasındaki sürtünme mekanizmasını simule eden bir bench test sistemi kullanılarak sürtünme kuvveti ve sürtünme katsayısındaki değişimler incelenmiştir. Farklı yağlama rejimlerine göre is partikülleri tarafından yaşlandırılan yağların sürtünmeye olan etkisi gözlenmiştir. Çalışmada aynı zamanda farklı gerçek motor yağları kullanılarak bench test sistemi üzerinde sürtünmeye olan etkisi incelenmiştir ve gerçek motor yağlarında sürtünmenin nasıl geliştiği hakkında bir fikir elde edilmiştir.