Alternatif yakıtla çalışan bir dizel motorun titreşim analizi

Abstract

Taşıtlardaki içten yanmalı motorlar genellikle gürültülü ve titreşimli çalışmaktadır. İçten yanmalı motorlarda titreşim ve gürültüye sebep olan birçok etken vardır. Bu etkenlerden en önemlileri yanma ve mekanik titreşim etkenleridir. Bu tezin amacı yanma kaynaklı titreşimleri incelemektir. Yanma kaynaklı titreşimler yakıt özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Bu çalışmada kullanılan basınç ve titreşim verileri Kocaeli Üniversitesi BAP birimi tarafından desteklenen 2009/45 nolu projede yapılan deneylerden alınmıştır. Bu projede yapılan deneylerde, yakıt olarak atık yağdan üretilen biyodizel, dizel ve biyodizel-dizel (%20, %50) karışımları kullanılmıştır.Bu tez çalışmasında yukarıda bahsedilen 2009/45 nolu projede yapılan deneylerde elde edilen basınç ve titreşim verileri işlenmiştir. Kullanılan yakıtların yanmada oluşturdukları farklılıkların etkilerini belirlemek için istatiksel analiz, RMS, koherens ve güç spektrum yoğunluğu analizleri yapılmıştır. İstatiksel analiz olarak tek yönlü varyans (One Way ANOVA) analizi hem basınç hem de titreşim RMS değerleri için kullanılmıştır. ANOVA analizi her yakıtı birbirleri ile karşılaştırarak yakıt grupları arasındaki farklılıkları gösterir. Silindir gaz basıncında en fazla değişim motor hızı 1000 d/d iken dizel ile B20 yakıtları arasında elde edilmiştir. RMS analizi, bir sinyalin sadece enerji içeriği hakkında bilgi verir. Titreşim değerlerinin ANOVA analizi yapılmıştır. Dizel yakıtına göre en fazla titreşim RMS değeri %36,7 olarak B20 yakıtında elde edilmiştir. Ayrıca silindir basınç sinyalleri ile titreşim sinyalleri arasındaki ilişki derecesini belirlemek için koherens (uyumluluk) analizi yapılmıştır. Koherens analizi sonucuna göre 450-2550 Hz frekans bandında bu sinyallerin yaklaşık olarak %100 uyumlu olduğu görülmüştür. Son olarak titreşim ve basınç sinyallerinin güç spektrum yoğunluk analizi yapılmıştır. Böylece, deney motorunun yakıtlara bağlı olarak hangi frekanslarda enerji yoğunluğu içerdiği görülmüştür.

Internal combustion engines in vehicles generally operate noise and vibration. There are many components in internal combustion engines causing vibration and noise. The most important of these components are burning and mechanical vibrations. The aim of this thesis is to examine the combustion induced vibrations. Combustion induced vibrations varies depending on the fuel properties In this study, using pressure and vibration datas were taken from experiment which is supported by (BAP) Foundation of Kocaeli University (Project No. 2009/45). In this project, biodiesel, which is produced from waste oil, and biodiesel blends with diesel (20%, 50%) and diesel were used in the experiments.In this thesis, data of cylinder pressure and vibration has been processed obtained from aforementioned project (Project No. 2009/45). Statistical analysis, RMS, coherence and power spectral density analyses have been performed to determine differences between fuel.groups. As statistical analysis, ANOVA (One Way ANOVA) was used both pressure and vibration for RMS values. ANOVA shows differences between fuel groups by comparing fuel groups with each other. While engine speed is 1000 rpm, maximum change in the gas pressure of cylinder is obtained between B20 and diesel fuels. RMS. RMS analysis only provides information about the amplitude of signals. Therefore, data of accelerometer signals has been performed the ANOVA analysis. According to the diesel fuel, the maximum amplitude vibration has been found with B20 fuel by 36.7%.Moreover, coherence analysis has been fulfilled to compute relationship between the cylinder pressure and the accelerometer signals. According to the results of the coherence analysis, coherence highest values have been achieved in the frequency band (450-2550 Hz).Finally, the cylinder pressure and accelerometer signals have been carried out the power spectrum density analysis. Thus, due to the fuels in the test engine which frequencies have been shown to contain energy density.