Hermetik Pistonlu Kompresörlerde Pistonun İkincil Hareketinin İncelenmesi

Abstract

Günümüzde müşteri odaklı gelişen pazarlarda verimli ve sessiz ürünlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Krank biyel mekanizması gibi otomobillerde, gemilerde ve soğutma sistemlerinde yaygınca kullanılan dinamik sistemlerin daha sessiz ve daha verimli olabilmeleri için daha iyi anlaşılmaları gerekmektedir. Soğutma sistemlerinin bir parçası olan hermetik kompresörlerdeki gürültünün azaltılabilmesi ve verimin artırılabilmesi için krank biyel mekanizmasının daha iyi anlaşılması gerekmektedir. Bu çalışmada pistonun ikincil hareketinin daha iyi anlaşılabilmesi için sayısal bir model oluşturulmuş ve parametrik simülasyonlarla piston dinamiğinin parametrelerinin etkileri görülmeye çalışılmıştır. Hazırlanan bir deney düzeneğinde pistonun ikincil hareketinin bir sonucu olan piston kaçakları deneysel olarak incelenmiştir. Krank biyel mekanizması elektrik motorundaki dönme hareketini doğrusal harekete çevirmektedir. Dönme hareketinden doğrusal harekete geçiş esnasında piston, doğrusal hareketin yanında silindir merkez ekseninden silindir duvarına doğru hareket eder ve duvara çarpar. Pistonun yaptığı bu hareket “ikincil hareket” olarak adlandırılır. İkincil hareketin oluşumu piston verimini ve mekanik gürültüyü olumsuz şekilde etkilemektedir. Daha verimli ve sessiz kompresörlerin geliştirilebilmesi için ikincil hareketin azaltılması gerekmektedir. Bunun için basit dinamik bir model hazırlanmış; krank uzunluğu, biyel uzunluğu, dönme hızı, perno konumu ve piston ağırlık merkezi parametrik olarak incelenmiştir. Ayrıca ikincil hareketin bir sonucu olan piston kaçakları da deneysel olarak ölçülerek buzdolaplarında kullanılan hermetik pistonlu kompresörlerin gaz kaçakları belirlenmeye çalışılmıştır.

Today’s markets are focusing on customer’s desires that silent and economic products. Reciprocating products, which are used in autos, ships, refrigerators, should be studied to upgrade them as silent and economic products. To produce silent and economic refrigerators piston slap phenomenon should be understood. In this study a numeric model is created to understand the piston slap phenomenon and parametric simulations are generated. Then piston gas leakages, which are the result of secondary motion of piston, are measured at experimental setup. In commercial refrigerators, the reciprocating machine turns cycle motion to linear motion. In this transfer the piston does not have a linear motion. At the same time it moves to cylinder wall and impacts there. This is called “the piston slap phenomenon”. This motion causes vibration and energy losses. For more efficient and silent compressors, piston secondary motion should be avoided or minimized. In this study a basic dynamic model is designed to understand the secondary motion of piston. The parameters of secondary motion such as crank length, connecting rod length, rotational speed, pin position, piston’s center of gravity are investigated. Piston leakages are the results of secondary motion and they are measured for commercial hermetical reciprocating compressors