Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü MOTOR KONSTRÜKSİYONU-7.HAFTA Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Yrd.Doç.Dr. Alp Tekin ERGENÇ

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı ÖRNEK: OTTO MOTORU D=78mm S=78mm Pza= 6,195 Mpa Çevrim hesabında bulunan değer n= otto motorunda nt( tork devri), diesel motorunda nN güç devri n= nt=3200 rpm (alınmış ve hesaplar ona göre yapılmıştı) Fp= piston yüzey alanı=π.D2/4= 47,76cm2 Nmax = Maksimum etki eden kuvvet N = P*tanβ P= p.Fp P=Pg+Pj ( Gaz kuvvetleri+dönen kütlelerin kuvvetleri) *syf 143 Nmax= 0,0044 MN , φ=3700 Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı mp piston grubu ağırlığı prototip veya çizimden syf 140 mp=0,478kg nidmax=max boşta çalışma devri= 6000 rpm λ=Biyel oranı = R/Lcr = 0,285 δ = piston üst yüzeyi et kalınlığı (0.05-0.1)xD (otto motoru) syf 227 δ =7,5 mm H= piston yüksekliği (0.8-1.3)xD (otto motoru) syf 227 H= 88 mm hs= piston etek boyu= (0.6-0.8)xD (otto motoru) syf 227 hs=58 mm t= segman radyal kalınlığı = (0.04-0.045)xD (otto motoru) t= 3,5 mm Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı Dt= segman boşluğu= (0.7-0.95) (otto motoru) = 0,8 s=piston yan duvar kalınlığı = (0.05-0.1)*D (otto motoru) = 5 mm hl = üst segman altındaki alan yüksekliği = (0.03-0.05)*D (otto motoru) hl =3,5 mm n’o= piston üzerindeki yağ deliği sayısı =10 do= piston üzerindeki yağ deliği çapı=1 mm αp =piston lineer genleşme katsayısı αcyl =silindir lineer genleşme katsayısı αp = αsil= 22x10-6 1/K (alüminyum) αp = αsil=11x10-6 1/K (dökme demir) Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı sb=Mb/Wb=pza.(ri/δ)2 =Piston kafası eğil. geril. = 6.195(29.7/7,5)2=97.1 Mpa Mb=(1/3)pzmax.ri3 (eğilme momenti), Wb=(1/3).ri.δ2(eğilmeye karşı dayanım ) ri=[D/2-(s+t+Dt)]= piston kafası iç yarıçapı mm **Piston kafası X-X kesitinde yağ deliklerinden dolayı zayıflama gösterebilir, dolayısıyla bu kesit basma veya çekmeye karşı kontrol edilir. scom=Pza./Fx-x (x-x kesitindeki basma gerilmesi) Pza= pza.Fp=6.195x47.76x10-4=0.0296 MN Fx-x=(π/4)(d2g-d2i)-n’oF’=[(3.14/4)(69,42-59,42)-10x5)10-6 =0,00096m2 dg= D-2(t+Dt)=78-2(3.5+0.8)=69,4mm F’= (dg-di)do/2 =(69,4-59,4)*1/2=5 mm2 ( do yağ deliği çapı) Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı scom=0,0296/0,00096=30.8 Mpa scom 30-40 MPa-Al. 60-80 MPa DD Boşta maksimum açısal hız; ωidmax=π.nidmax/30 = 3.14x6000/30= 628 rad/s mx-x = pistonun yağ delik kesitinden üstte kalan kısmının ağırlığı mx-x = (0.4-0.6)mp = 0.5*0.478=0.239 kg Maksimum çekme (kopma) kuvveti Pj=mx-x.R. ω2idmax(1+λ) =0.239x0.039x6282(1+0.285)10-6 = 0.047MN Çekme (kopma) Gerilmesi sr = Pj/Fx-x = 0.047/0.00096 = 4,9 Mpa Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı En üst Segman oturma alanındaki gerilme: *Piston üzerinde en üst segman oturma yüzeyi kesme ve eğilme gerilmesine göre kontrol edilir. Kesme Gerilmesi t= 0.0314.pza.D/hl=0.0314*6.195*78/3.5=4.34 MPa Eğilme Gerilmesi sb=0.0045.pza.(D/hl)2=0.0045x6.195(78/3.5)2=13.88 MPa Toplam Bileşik Gerilme sS=s2b + 4t2 = 13.882 + 4*4.342=16.4 Mpa Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı Pistonun yan yüzlerine gelen maksimum özgül basınç q1 = Nmax/(hsD)=0,97 Mpa q2=Nmax/(HD)=0,64 Mpa N P S Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston kafası ve etek çapları Dc=D-Dc=78-0,55 = 77,45 mm Dc = (0.006-0.008)D otto motoru Ds=D-Ds=78-0,156 = 77,844 mm Ds = (0.001-0.002)D otto motoru

Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü Piston Hesabı Sıcak şartta çap boşluğu D’c=D[1+acyl(Tcyl-To)]-Do[1+ap(Tc-To)]=0,116 mm D’s=D[1+acyl(Tcyl-To)]-Ds[1+ap(Ts-To)]=0,035 mm D’c = (0.002-0.0025)D otto motoru Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü D’s = (0.0005-0.0015)D otto motoru Tcyl=383 K, Tc=593K, Ts=413K