Tek silindirli içten yanmalı bir motor için elektromekanik supap sistem tasarımı ve performans analizi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: VOLKAN AYGÜL
Danışman: Ahmet Necati Özsezen
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, klasik kam tahrikli supap mekanizması ile elektromekanik supap mekanizması (ESM) karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve ESM sisteminin içten yanmalı motorlardaki uygulanabilirliği deneysel olarak değerlendirilmiştir. Geliştirilen ESM sistemi, tek silindirli bir benzinli motor üzerine entegre edilmiş ve farklı motor devirlerinde gerçekleştirilen testlerle sistemin performansı analiz edilmiştir. Supap hareket profilleri, lazer konum sensörleri ve TDC sensörleri aracılığıyla yüksek doğrulukla elde edilmiş; elde edilen veriler, klasik sistemle karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Tez çalışması sonuçları ESM sisteminin sunduğu hassas zamanlama sayesinde özellikle düşük ve orta motor devirlerinde silindir içi hava dolumunun daha etkin gerçekleştiğini ortaya koymuştur. ESM ile elde edilen valf profilleri klasik sisteme kıyasla daha geniş ve esnek bir karakter sergilemiş; bu sayede 800–2400 d/dk aralığında motorun volümetrik veriminde %3,5 ila %5,8 arasında değişen artışlar elde edilmiştir. Ayrıca, emme supabının açılma ve kapanma zamanlarının farklı krank mili açılarına göre ayarlandığı testlerde, valf zamanlamasındaki küçük değişimlerin dahi silindir içi dolum ve basınç karakteristiği üzerinde önemli iyileşmeler oluşturduğu gözlemlenmiştir. Yüksek devirli çalışmalarda, ESM sisteminin klasik supap profillerine yaklaştığı ve bu nedenle volümetrik verimde belirgin bir fark oluşmadığı belirlenmiştir. Bu durum, elektromanyetik sistemin fiziksel sınırlarına işaret etmekte olup, özellikle yüksek devirlerde valfin yeterli hızda açılıp kapanabilmesi için bobin tasarımında güçlendirmeye ihtiyaç duyulduğu tespit edilmiştir. Elektromanyetik kuvvetin artırılmasına yönelik öneriler kapsamında, bobin boyutlarının büyütülmesi ve soğutma stratejilerinin geliştirilmesi gerektiği belirtilmiştir. Bu tez çalışması sonucunda, elektromekanik supap sistemlerinin, klasik kam mekanizmalarına kıyasla önemli yapısal ve işlevsel avantajlar sunduğu tespit edilmiştir. Bu yönüyle çalışma, literatürde eksikliği hissedilen ESM'nin deneysel temelli performans analizine katkı sunmakta ve gelecekteki motor AR-GE çalışmaları için yol gösterici nitelik taşımaktadır.