Experimental investigation of the effects of a cylinder head post-valve geometry on in-flowing swirl motion in a four cylinder diesel engine

Abstract

Bu tez çalışmasında, içten yanmalı dört silindir dizel motora ait silindir kafası subap sonrası geometrilerin emme havasının teğetsel girdap hareketinnin üzerindeki etkisinin deneysel olarak incelemesi raporlanmıştır. Deneysel ölçümler, kürek ölçüm metodunun kullanıldığı sabit ölçüm tezgahı aracılığı ile gerçekleştirilmiştir ve sırasıyla eşeksenel pah açısının, eşeksenel pah derinliğin ve girdap pahı eksen kaçıklığının teğetsel girdap katsayısına ve hava akımı katsayısına etkisi incelenmiştir. Sayısal analiz metodunun sınırları ve deneysel ölçüm metodunun anahtar rolleri raporda değerlendirilmiştir. Çevresel sınır şartlarının ölçüm hassasiyeti (tekrarlanabilirliği ve tekrar üretilebilirliği) üzerindeki etkilerine değinilmiştir ve yukarıda bahsi geçen tüm parametrelerin birleşik olarak teğetsel girdap hareketinin üzerine etkisi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Son olarak, imalat prosesinin (döküm yönteminin) teğetsel girdap üzerindeki etkisi incelenmiş ve araştırmanın ilerleyen evrelerinde incelenebilecek parametrelere değinilmiştir.

In this study, the effects of a four cylinder in-line engine cylinder head post-valve geometries on the turbulent motion of the induced charge are experimentally addressed. Stationary flow measurements on a steady-state flow bench implementing a paddle measurement method are used to assess the effects of respectively the concentric chamfer depth, the concentric chamfer angle and the swirl chamfer offset on the overall generated swirl ratio. Limitations of numerical analysis methods and the key role of the experimental measurement methods are considered throughout the report. Influence of the environmental boundary conditions on the measurement accuracy (repeatability and reproducibility) and also the combined influence of the parameters onto the overall swirl generation are analyzed in detail. Finally, the influence of the manufacturing processes (casting manufacturing method) on the swirl generation is addressed and further parameters that might be investigated at further steps of the research is referred.