1.5L dizel motorlar için motor bağlantı ve askı braketi tasarımı ve analizi

Abstract

Otomobillerde motor, araç şasisi üzerinde üç farklı noktadan bağlanmaktadır. Bunlar; motordan direk şasi bağlantısı, diğer ikisi ise şanzıman üzerinden bağlantılardır. Bazı otomobil firmaları bu motor üzerindeki bağlantının birden fazla görevde kullanılmasını amaçlamışlardır. Bağlantının sağlanmasının yanında motorun taşınma görevi de bu bağlantı braketi ile sağlanmaktadır. Bu çalışmada binek otomobil üreticisine ait olan, 1.5L dizel Euro 6 emisyon standartlarına uyan motoru için, motordan şasi üzerine bağlantıyı sağlayan ve motorun taşınmasını sağlayacak yapıyı içeren braket tasarımı yapılması amaçlanmıştır. Bu tasarım motor parçası olarak ömürlük parça olarak kullanılmaktadır. Ayrıca parçanın kullanıldığı motor ailesi yüksek hacimli üretim kapasitesine sahip olması sebebi ile yüksek sayılarda üretimi gerçekleştirilecek olup otomobil üretici firma bünyesindeki ürün gamında geniş bir yelpazede kullanımı olacaktır. Yapılacak olan tasarımda dikkat edilmesi gereken önemli noktalar, motorun çalışma ve çalışmama durumunda başarılı şekilde bağlantının sağlanması, motorun şasi içine yerleştirilmesinde veya çıkarılmasında askı braketi olarak görevini başarı ile yerine getirebilmesi ve yapılan parçanın ağırlığının optimize edilmesi gerekmektedir. Parça ağırlığı maksimum ergonomi sınırı olan 3 kg ile sınırlandırılmıştır. Parça malzemesi olarak dökme demir malzeme kullanılımına karar verilmiş olup bunun sebebindeki en büyük etken yüksek gerilme değerlerine dayanımıdır. Önceki programda alüminyum kullanılması dayanım açısından büyük problem oluşturmuştur.Parçanın iki farklı çalışma koşulu için farklı yükler uygulanmıştır. Motorun şasi bağlantısı görevinde parça motor hareketinden kaynaklı zorlama yüklerine maruz kalmaktadır. Bu yükler önceki motorlardan alınan ölçüm dataları olup, yönlere göre X:17kN, Y:6kN ve Z:12kN olarak alınmıştır. Askı kısmında ise motor şanzıman ikilisinin salınım hareketinden gelen merkezcil kuvvet ve ağırlık bilgisi göz önüne alınarak hesaplama sonucunda 8400 N 'luk yüke maruz kalmaktadır. Bu yük altında da askı kısmının analizleri ve tasarımı tamamlanmıştır. Parça tasarımında başlangıçta sabit kabul edilen ve bir önceki nesil motordan direk olarak tasarımı sabit alınan motor takoz braketi bağlantısı tasarımı yapılan malzeme değişikliği ile bağlantıda dayanım problemleri nedeni ile değiştirilmiş olup yeni yapılan tasarımda hem bağlantı geometrisi hemde kullanılan bağlantı elemanlarında değişikliğe gidilmiştir. Bu sayede istenilen dayanım sağlanılmıştır. Yapılan bilgisayar destekli analiz çalışmaları ile parçanın tek seferde doğru tasarım ve dayanım özelliklerinde üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu tez kapsamında parçanın parametrik tasarımının yapılması, analizlerle bu tasarımın optimize ve şekillendirilmesi konusunda bilgi verilmiştir. Tasarım için CATIA programından yararlanılmış olup, yapılan analiz işlemlerinden Abaqus ve Altair HyperWorks programlarından yararlanılmıştır. Test ölçümlerinin, yapılan analiz dataları ile karşılaştırmak için LMS Virtual Lab programı kullanılmıştır.Anahtar Kelimeler: Motor bağlantı braketi, motor askı braketi, motor şasi bağlantı braketi, motor takoz braketi

The engine is connected on vehicle chassis with three different points. These are; direct connection from engine, other two is placed on transmission housing. Some of automobile companies are purposed to use bracket, which is engine as shipped one, on multi-function tasks. Besides of connection task, it is also used as lifting eye what is provided to lift the engine. In this study, it is aimed to design a bracket for connection between chassis and engine and provide to lift the engine which conforms to Euro 6 emission standarts of 1.5L diesel engine of passenger car manufacturer. This design is used for long life component as a part of engine. In addition, due to the high production capacity of motor family where the part is used, it will be produced in high quantity production will be carried out and there will be a wide range of usage at passenger car manufacturer's products.Important points to be considered in the design to be made, to ensure the successful connection of the engine to chassis in the event of operation and non-operation, the engine to be placed in the chassis or removal of the task as a lifting eye to perform successfully and the weight of the part should be optimized.Part weight is limited to 3 kg with maximum ergonomi limit. Nodular cast iron material is decided to use as part material due to it is providing high yield strength value. The use of aluminum material posed major problem in terms of strength.Different loads have been applied for two different working conditions of the part. In the chassis connection of the engine, part is subjected to abuse loads due to engine movement. These loads are obtained by measuring from previous engine programs as X:17kN, Y:6kN and Z:12kN according to directions. In the part of lifting eye, 8.4kN force is applied considering with engine-gearbox weight and centrifugal force in drop test. Under this load the analysis and design of lifting eye feature was completed.At the begining of the part design, the connection between mount bracket and connection bracket was considered as same. However, due to material change of engine bracket and durability problem between engine connection and mount bracket connection geometry was changed. With this modification, the required strength are provided. With the help of computer aided analysis studies, the product was produced in the right design and strength at onceIn this thesis, the parametric design of the part, the analysis and optimization of this design are given. CATIA program was used for design and Abaqus, Altair HyperWorks programs were used for the analysis. LMS Virtual Lab program was used to process test data to compare with CAE analysis results.Keywords: Engine connection bracket, engine lifting eye bracket, engine chassis connection bracket, engine mount bracket