Pıston Grubu Sürtünme Kayıpları Ve Segmanlar Arası Basınçların Değerlendirilmesi İçin Bir Motor Telemetri Sistemi

Abstract

Bu 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.

In this study, the setup for an engine telemetry system was explained. This system was designed to measure piston system friction and pressure under engine operating conditions. The pressure measurement will be taken between the piston rings in order to understand the gas and oil sealing properties of the piston. Piston system friction measurement aims to understand the mechanisms of friction. These properties of the piston system can be improved to get less oil consumption, better engine performance and less engine emissions. The telemetry setup required for this task has the ability to wirelessly transfer sensor data using radio waves. For this task, electronic equipment has been placed on the piston connecting rod, which was supplied by Datatel Telemetry. This electricity required to operate this equipment has been supplied by the magnetic inductor located in the engine block. The purpose for using such a system is to obtain high measurement accuracy without extensive modifications to the engine, which can affect engine operation. “Instantaneous IMEP” method has been used for the calculation of piston system friction. In this method, gas pressure applied to the piston and the force applied onto the connecting rod is measured. Using force balance on the piston, friction is calculated. For this calculation, MATLAB codes were used. Since engine block was not yet ready, the friction results from a previous study done on AVL Excite has been used to validate the MATLAB codes. The results were compared and evaluated.