Investigation of the thermal stresses of the exhaustmanifold in the engine operating under differentconditions
[ X ]
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Geçmişten günümüze motor teknolojisindeki gelişmeler ve artan ihtiyaçlar nedeniyle içten yanmalı motorlardan talep edilen güç, verim ve çeşitliliğin artmasını beraberinde getirmektedir. Bu beklentilerin karşılanması, bu parametreleri yakından ilgilendiren aksamlarının tasarımında ve üretiminde yapılacak iyileştirmelerle mümkün olacaktır. Egzoz sistemi, motorun performansı, yakıt tüketimi, motor gücü ve kullanım konforu ile yakından ilgilidir. Bu tez çalışmasında, çeşitli koşullar altında çalışan turbo şarjlı bir benzinli motorun egzoz manifoldunun tasarımını değerlendirmek için bir CAE analiz yaklaşımı açıklanmaktadır. Tasarlanan manifold için motorun nominal hız tam yük ve rolanti hızı koşullardaki şartlarını içeren termal şok döngüleri sırasında egzoz manifoldunda meydana gelebilecek olan deformasyonlar ve maknik davranışlar geçici doğrusal olmayan bir sonlu eleman yöntemi kullanılarak sümüle edilmiştir. Sonlu eleman modeli, silindir kafası, egzoz manifoldu, turbo şarj ve cıvataları içerir. Daha önceki çalışmalar ışığında simülasyonlardan önce muhtemel çatlak konumları ve termal gerinimlere yoğunlukla maruz kalabilecek olan bölgeler tahmin edilerek bu bölgelere tasarım aşamasında malzeme yığılması ve takviye kalınlıklar eklenmiştir. Yapılan TMF analizleri sonucu yüksek sıcaklıklarda parçada oluşan ısıl gerilmeler parçanın yapısal özelliklerini bozmadığı saptandı ve egzoz manifoldu tüm testleri başarıyla geçti.
The power required from internal combustion engines has increased in efficiency and variety as a result of advances in engine technology and rising requirements from the past to the present. By making improvement to the design and manufacture of components that are directly connected to these criteria, it will be able to meet these expectations. The performance, fuel efficiency, power, and user-friendliness of the engine are all intimately correlated with the exhaust system. This thesis describes a CAE analytical technique to assess the exhaust manifold design of a turbocharged gasoline engine running under diverse situations. Using a transient nonlinear finite element approach, deformations and mechanical behaviors that might develop in the exhaust manifold throughout thermal shock cycles, including engine rated speed, full load, and idle speed circumstances, are simulated for the specified manifold. The turbocharger, exhaust manifold, cylinder head, and bolts are all included in the finite element model. Prior to the simulations, potential fracture sites and places that would be significantly exposed to heat stresses were evaluated in light of prior research, and during the design stage, material agglomeration and reinforcing thicknesses were added to these regions. The TMF analyses showed that the thermal stresses on the component at high temperatures did not degrade the part's structural characteristics, and the exhaust manifold passed all tests with flying colors.
The power required from internal combustion engines has increased in efficiency and variety as a result of advances in engine technology and rising requirements from the past to the present. By making improvement to the design and manufacture of components that are directly connected to these criteria, it will be able to meet these expectations. The performance, fuel efficiency, power, and user-friendliness of the engine are all intimately correlated with the exhaust system. This thesis describes a CAE analytical technique to assess the exhaust manifold design of a turbocharged gasoline engine running under diverse situations. Using a transient nonlinear finite element approach, deformations and mechanical behaviors that might develop in the exhaust manifold throughout thermal shock cycles, including engine rated speed, full load, and idle speed circumstances, are simulated for the specified manifold. The turbocharger, exhaust manifold, cylinder head, and bolts are all included in the finite element model. Prior to the simulations, potential fracture sites and places that would be significantly exposed to heat stresses were evaluated in light of prior research, and during the design stage, material agglomeration and reinforcing thicknesses were added to these regions. The TMF analyses showed that the thermal stresses on the component at high temperatures did not degrade the part's structural characteristics, and the exhaust manifold passed all tests with flying colors.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği
