İçten yanmalı motorlarda kullanılabilecek bir elektromekanik supap sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi

Abstract

Elektromekanik supap (EMS) sistemleri motorun tüm çalışma koşulları için supap zamanlamasında esneklik sağladığından motor performansını iyileştirme potansiyeline sahiptir. Konvansiyonel kam mili sistemlerinden farklı olarak, EMS sistemi supap zamanlamasını krank mili pozisyonundan bağımsız olarak gerçekleştirir. Sistem, emme ve egzoz supaplarının açılma ve kapanma olaylarının denetimine imkân sağlar. Yüksek tork ve gücün elde edilmesinde, yakıt tüketiminin azaltılmasında ve emisyonların kontrolünde etkili rol oynar.Bu çalışmada, modern taşıtların 12 V elektrik sistemlerine uyumlu, bir elektromekanik supap (EMS) sistemi tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Başlangıç tasarımında, 215 g kütleye sahip hareketli nüve kullanılmış, 10 A akım değerinde maksimum elektromıknatıs kuvveti 76 N olarak ölçülmüştür. Sistemin geliştirilmesi sonrasında, hareketli nüve kütlesi %18,6 azaltılarak 175 g değerine düşürülmüş, çalışma akım değeri %33 artarak 13,3 A değerine, maksimum elektromıknatıs kuvveti değeri de %343 artarak 260,85 N değerine yükseltilmiştir. Sistemin geçiş süresi 6 mm ve 8 mm supap çalışma aralıkları için sırasıyla 3,9 ms ve 4,4 ms olarak ölçülmüştür.Anahtar Kelimeler : Supap, elektromekanik supap, değişken supap zamanlaması,mekatronik, içten yanmalı motor, kam mil, VVT, EMV

Electromechanical valve (EMV) systems have the potential to improve engine performance via flexibility in valve timings in all engine operating conditions. Apart from conventional camshaft driven systems, the EMV system conducts valve timing by not depending upon the crankshaft position. System allows controlling of the opening and closing events of the intake and exhausts valves. It plays an effective role in acquiring high torque and power, reducing fuel consumption and controlling emissions.In this study, an electromechanical valve (EMV) system compatible with modern vehicle's 12 V electrical systems has been designed and developed. In the initial design, an armature with a mass of 215 g was used and the electromagnet force value system, armature mass was reduced by 18.6% to 175 g, operating current value was increased by 33% to the value of 13,3 A, maximum electromagnetic force value was increased by 343% to the value of 260,85 N. Transition time of the system has been measured as 3.9 ms and 4.4 ms respectively when the valve lifting is at 6 mm and 8 mm.Keywords : Valve, electromechanical valve, variable valve timing, mechatronic,internal combustion engine, camshaft, VVT, EMV.