Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

SOYHAN, Hakan Serhad; ALPTEKİN, Ertan; TÜRKCAN, ALİ; ÇANAKÇI, Mustafa

Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

Yürütücü

Mustafa ÇANAKÇI (Kocaeli Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)

Araştırmacı(lar)

ALİ TÜRKCAN, (Kocaeli Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Eğitimi Bölümü, Kocaeli, Türkiye)

Ertan ALPTEKİN, (Kocaeli Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)

Hakan Serhad SOYHAN (Sakarya Üniversitesi, Sakarya, Türkiye)

2 3

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 106 Proje No: 114R058 Proje Bitiş Tarihi: 15.03.2015 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 11-03-2020

Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

Öz:

Bu proje kapsamında supap çalışma parametrelerinin, emme manifoldundaki akış üzerine etkisi deneysel ve sayısal yöntemlerle (CFD) incelenmiştir. Onaylanan Bütçe: Proje iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada (deneysel aşama), klasik kam miline sahip bir benzinli motor elektrik motoruna bağlanarak, yanmasız (motorize) bir ortamda, belli motor devirlerinde emme manifoldundaki kütlesel hava debisinin ölçülmesi hedeflenmiştir. Daha sonra, aynı motor, elektromekanik supap kontrollü motora çevrilerek, kamsız motor sistemi ile testler yapılmıştır. Elektromekanik supap sistemi, bir mikro kontrolör devresi tarafından kontrol edilerek, klasik motor için tanımlanan sabit devir şartlarında, emme supap zamanı ve supap kalkış miktarı değişiminin kütlesel hava debisi üzerine etkisi incelenmiştir. Emme supap zamanlaması ve supap kalkış miktarı değişimi için elde edilen kütlesel hava debisi klasik motor verileri ile karşılaştırılmıştır. Projenin ikinci aşaması ise, atmosferik şartlar, supap zamanlaması ve kalkış miktarı, motor tasarımı kullanarak modelleme çalışmasının yapılmasıdır. Bu kapsamda, klasik kamlı supap sistemi ve (kamsız) Elektromekanik supap sistemi ile deneysel olarak valf zamanlaması denemeleri yapılmış ve bilgisayar destekli akışkan dinamiği (CFD) tabanlı bir bilgisayar programında da analizleri gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelime: CFD Analiz Volümetrik Verim Elektromekanik Değişken Supap Zamanlaması Kamsız Motor

Konular: Mühendislik, Makine

Erişim Türü: Erişime Açık

Ahmad T. and Theobeld M. A. “A Survey of Variable Valve Actuation Technology”, SAE Paper, No: 891674 (1989).
Demir U., Aygül V., Coşkun G, Soyhan H.S., Türkcan A., Alptekin E., and Çanakcı M., Tek Silindirli Buji Ateşlemeli Bir Motor İçin Hava Akış Parametrelerinin İncelenmesi (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum)
Alex, G. and Ilya K., “Modelling Positive Intake Value Overlap Air Charge Response in Camless Engines”, In: Proceedings of ProAmerican Control Conference, p.755–760, 2003.
Demir U., Aygul V., Coskun G, Soyhan H.S., Turkcan A., Alptekin E., and Canakci M., Modelling of the Effect of Electromechanic Valve Mechanism on Air Flow Parameters in a Spark Ignition Engine (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum)
Asmus, T., (1982) Valve Events and Engine Operation, SAE Technical Paper 820749.
Demir U. “Elektromekanik Supap Mekanizması ile Değişken Supap Zamanlamasının Hava Akış Parametrelerine Etkisinin İncelenmesi”, Sakarya Üniversitesi-Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 2017 (YÖK Tez No: 484475).
Boccaletti, C., Felice, P. D., Santini, E., “Dynamic Analysis of Electromechanical Valve Actuators by Means of FEM Techniques”, Dipartimento di Ingegneria Elettrica Università Degli Studi di Roma “La Sapienza”- Via Eudossiana 18, 00184 Rome, Italy (2004).
Butzman S., Melbert J., Kock A., “Sensorless Control of Electromagnetic Actuators for Variable Valve Train”, SAE Paper No. 2000-01-1225 (2000).
C. Schernus, F. van der Staay, H. Janssen, J. Neumeister, B. Vogt, L. Donce, I. Estlimbaum, E. Nicole, and C. Maerky, “Modeling of exhaust valve opening in a camless engine,” SAE World Congress, Detroit, MI, Mar. 4–7, 2003, SAE Paper 2002-01-0376.
Chang, S., Parlikar, T. A., Seeman, M. D., Perreault, D. J., Kassakian, J. G.And Keim, T. A., “A New Electromagnetic Valve Actuator”, IEEE Workshop on Power Electronics in Transportation, pp. 109-118 (2002).
Dresner T., Barkan, P. “A Review and Classification of Variable Valve Timing Mechanisms”, SAE Paper, No: 890674 (1989).
Giglio, V., Iorio, B., Police, G. and Gaeta, A. “Analysis of advantages and of problems of electromechanical valve actuators”, SAE 2002-01-1105 (2002).
Gould, L., Richeson, W., and Erickson, F., “Performance Evaluation of a Camless Engine Using Valve Actuation with Programmable Timing”, SAE Paper No.910450 (1991).
Gray, C.A., “Review of Variable Engine Valve Timing”, SAE Paper, No: 880386 (1988).
Ham, Y.Y. and Park, P., “The Effects of Intake Valve Events on Engine Breathing Capability”, The Sixth International Pacific conference on Automotive Engineering, Seoul, Korea, No.912470 (1991).
Hara, S., Kumagai, K., Matsumoto, V. “Application of a Valve Lift and Timing Control System to an Automotive Engine”, SAE Paper, No: 890681(1989).
Heywood, J.B., “Internal combustion engine fundamentals”, McGraw-Hill (1998).
Hoffman, W., and Stefanopoulou, A., “Valve Position Tracking for Soft Land of Electromechanical Valvetrain”, 3th IFAC Conference Advances in Automotive Control, pp. 305-10 (2001a).
Hoffmann, W., Peterson, K., Stefanopoulou, A., Iterative Learning Control for Soft Landing of Electromechanical Valve Actuator in Camless Engines. Proceedings American Control Conference.p.2860-2866 (2001b).
Hoffmann, W., Stefanopoulou, A., “Iterative Learning Control of Electromechanical Camless Valve Actuator”, IEEE Transactions on Control System Technology, Vol 11, no.2, p. 174-184 (2003).
Kamış, Z., Yüksel, İ., “Elektromekanik supap mekanizmalarında tasarım parametrelerinin incelenmesi”, U.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 9 (2), 45-58 (2004).
Krauter P., Heuser P., and Schebitz M., Strategies to Improve SI-Engine Performance by Means of Variable Intake Lift, Timing and Duration, SAE Paper No. 920449 (1992).
Mahrous, F., M. and others, “Computational Fluid Dynamics Simulation of in-Cylinder Flows in a Motored Homogeneous Charge Compression Ignition Engine Cylinder with Variable Negative Valve Overlapping”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part D, Journal of Automobile Engineering, 0954-4070, (2007).
Nitu, C., Gramescu, B. and Nitu, S., “Application of electromagnetic actuators to a variable distribution system for automobile engines”, Journal of Materials Processing Technology, 161, 253-257 (2005).
Park, S.H., Lee, J., Yoo, J. and Kim, D., “A study on the design of electromagnetic valve actuator for VVT engine", KSME International Journal, 17, 357-369 (2003a).
Park, S.H., Lee, J., Yoo, J., Kim, D. ve Park, K., “Effects of design and operating parameters on the static and dynamic performance of an electromagnetic valve actuator”, Journal of Automobile Engineering, 217, 193-201 (2003b).
Park, S.H., Lee, J., Yoo, J., Kim, D., Park, K. and Cho, Y., “A developing process of newly developed electromagnetic valve actuator - effect of design and operating parameters”, SAE, 02FFL-93 (2001).
Peterson, K. S., Stefanopoulou, A. G., “Extremum Seeking Control for Soft Landing of An Electromechanical Valve Actuator”, Automatica, Vol. 40, pp 1063, 7p (2004).
Peterson, K., Stefanopoulou, A., Megli, T., Haghgooie, M., “Output Observer Based Feedback for Soft Landing of Electromechanical Camless Valvetrain Actuator”, Proceedings of American Control Conference. p. 1413-1418 (2002b).
Peterson, K., Stefanopoulou, A., Wang, Y., “Control of Electromechanical Actuators: Valves Tapping in Rhythm”, Mohammed Dahleh Symposium, University of California, Santa Barbara (2002a).
Peterson, K., Stefanopoulou, A., Wang, Y., Haghgooie, M., “Nonlinear Self- Tuning Control for Soft Landing of an Electromechanical Valve Actuator”, IFAC Mechatronics Conference (2002c).
Pischinger, M., Salber, W., Staay, F.V.D., Baumgarten, H. ve Kemper, H. “Benefits of the electromechanical valve train in vehicle operation”, Variable Valve Actuation 2000. SAE. 2000-01-1223. p. 43-53 (2000).
Roters, H.C. “Electromagnetic devices, J. Wiley & sons”, inc (1941).
Safgönül, B., Soruşbay, E., Arslan, M., Ergenaman, M. “İçten Yanmalı Motorlar”, İTÜ., Makine Fakültesi Otomotiv Anabilim Dalı, Birsen Yayınevi İstanbul (1999).
Schernus, C., “Modeling of Exhaust Valve Opening in a Camless Engine”, SAE SI 1990- 2002, 2002.
Stivender, D.L., “Intake Valve Throttling (IVT) – A Sonic Throttling Intake Valve Engine”, SAE Paper, No. 680399 (1968).
Stone, R., “Introduction to Internal Combustion Engine”, Mc Millan Publishing, USA, 256 (1985).
Tai, C., Tsao, T.C., “Control of an Electromechanical Camless Valve Actuator”, Proceedings of the American Control Conference (2002).
Taylor, C.F., “The Internal Combustion Engine in Theory and Practice”, Mit press, Volume 2, USA, 157-161 (1997).
Theobald, M. A., Lequesne B., Henry R., “Control of Engine Load via Electromagnetic Valve Actuators”, SAE Paper No. 940816 (1994).
Trevett, N.R., X-by-Wire, “New Technologies for 42 V Bus Automobile of the Future” (2005). Tuttle, H. J. “Controlling Engine Load by Means of Late Intake Valve Closing”, SAE Paper, No: 800794 (1980).
Wang, Y., Stefanopoulou, A., Haghgooie, M., Kolmanovsky, I. and Hammoud, M. “Modeling of an electromechanical valve actuator for a camless engine", Proceedings AVEC, 5 th Int. Symposium on Advanced Vehicle Control, 93 (2000).

APA	ÇANAKÇI M, TÜRKCAN A, ALPTEKİN E, SOYHAN H (2015). Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. , 1 - 106.
Chicago	ÇANAKÇI Mustafa,TÜRKCAN ALİ,ALPTEKİN Ertan,SOYHAN Hakan Serhad Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. (2015): 1 - 106.
MLA	ÇANAKÇI Mustafa,TÜRKCAN ALİ,ALPTEKİN Ertan,SOYHAN Hakan Serhad Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. , 2015, ss.1 - 106.
AMA	ÇANAKÇI M,TÜRKCAN A,ALPTEKİN E,SOYHAN H Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. . 2015; 1 - 106.
Vancouver	ÇANAKÇI M,TÜRKCAN A,ALPTEKİN E,SOYHAN H Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. . 2015; 1 - 106.
IEEE	ÇANAKÇI M,TÜRKCAN A,ALPTEKİN E,SOYHAN H "Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi." , ss.1 - 106, 2015.
ISNAD	ÇANAKÇI, Mustafa vd. "Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi". (2015), 1-106.

APA	ÇANAKÇI M, TÜRKCAN A, ALPTEKİN E, SOYHAN H (2015). Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. , 1 - 106.
Chicago	ÇANAKÇI Mustafa,TÜRKCAN ALİ,ALPTEKİN Ertan,SOYHAN Hakan Serhad Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. (2015): 1 - 106.
MLA	ÇANAKÇI Mustafa,TÜRKCAN ALİ,ALPTEKİN Ertan,SOYHAN Hakan Serhad Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. , 2015, ss.1 - 106.
AMA	ÇANAKÇI M,TÜRKCAN A,ALPTEKİN E,SOYHAN H Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. . 2015; 1 - 106.
Vancouver	ÇANAKÇI M,TÜRKCAN A,ALPTEKİN E,SOYHAN H Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi. . 2015; 1 - 106.
IEEE	ÇANAKÇI M,TÜRKCAN A,ALPTEKİN E,SOYHAN H "Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi." , ss.1 - 106, 2015.
ISNAD	ÇANAKÇI, Mustafa vd. "Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda elektromekanik değişken supap zamanlamasının hava akış parametrelerine etkisinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi". (2015), 1-106.