Seramik kaplı bir dizel motor yanma odasının termal analizi

Abstract

Anahtar kelimeler: Dizel Motor Yanma Odası, Termal Analiz, Seramik Kaplama.çten yanmalı motorlarda yakıtın kimyasal enerjisi, yanma sonucu mekanik enerjiyedönüstürülmektedir. Yanma odası çevresinde etkili bir sogutma saglanamazsa,yanma sonucu olusan yüksek sıcaklıklar, piston, silindir, motor kapagı ve segmanlarbasta olmak üzere tüm motor parçalarının ve motor yaglarının sıcaklık etkisi ilebozulmasına sebep olabilir. Diger yandan, motorların verimlerinin yükseltilmesi için,ısı kayıplarının önlenmesi ve yanma odası sıcaklıklarının arttırılması istenmektedir.Motorlarda ısı kayıplarını azaltmanın en temel yolu, yanma odasının yalıtılmasıdır.Seramik malzemeler ile yalıtılmıs bir yanma odası sayesinde; artan egzoz ısısınınkullanılması, sürtünme azaltma yöntemleri ve sogutma sisteminin ortadankaldırılması yönünde çalısmalar yapılmaktadır.Bu çalısmada, askeri bir araçta kullanılan iki zamanlı bir dizel motoruna ait piston,segmanlar, silindir, silindir kapagı parçalarının ve yanma odasının Solidworksprogramı ile CAD modelleri olusturulmus, yanma odası sınır sartları belirlenerekAnsy Workbanch programında yanma odasının termal analizleri yapılmıstır. Dahasonra incelenen motorun piston ve silindir duvarı, ısıl dayanımları yüksek farklımalzemeler ile kaplanarak aynı analizler tekrar edilmistir.Yapılan analizler sonucunda; seramik kaplamalı pistonda ve yanma odasında ısıkayıplarının azaltılabilecegi ve böylelikle motorun termal veriminin arttırılabilecegigörülmüstür.

Keywords: Diesel Engine Combustion Chamber, Heat Transfer, Thermal Analysis,Ceramic Coating.Chemical energy of fuel is converted to mechanical energy after combustion forinternal combustion engines. In case efficient cooling cannot be provided around thecombustion chamber, high temperature arose by combustion may cause malfunctionof piston, cylinder, engine cover, piston ring and other engine components and spoilthe engine oil. Besides, preventing heat losses and increasing the combustionchamber temperatures are requested in order to raise engine efficiency.The basic way to reduce engine heat losses is to isolate the combustion chamber. Bymeans of a combustion chamber isolated by ceramic materials; using of increasedexhaust heat, methods of decreasing the friction and eliminating the cooling systemis being studied.In this study, CAD models of the piston, piston rings, cylinder, cylinder covercomponents and combustion chamber of a two-stroke diesel engine belonging to amilitary vehicle have been made up by Solidworks software and thermal analysis ofthe combustion chamber is performed in Ansys Workbench software by determiningcombustion chamber boundary conditions. Afterwards, aforementioned analyses arerepeated by coating the piston and cylinder wall of the engine with various highlyheat-resistant materials.As a result of the analysis, is was observed that engine thermal efficiency can beincreased by coating the piston and the combustion chamber with ceramic thusreducing heat losses.