DESIGN AND OPTIMIZATION OF THE COMBUSTION CHAMBER UNDER THE SCOPE OF MODERNIZATION OF A HEAVY-DUTY V16 ENGINE

Creative Commons License

Gül M. Z., Yılmaz M.

20th INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING & NATURAL SCIENCES, Prizren, Kosova, 23 - 30 Mayıs 2026, cilt.1, sa.1, ss.184-195, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Prizren
  • Basıldığı Ülke: Kosova
  • Sayfa Sayıları: ss.184-195
  • Marmara Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu çalışma, performansı artırmak ve özgül yakıt tüketimini azaltmak amacıyla ön yanma odalı bir dizel lokomotif motorunun modernizasyonuna odaklanmaktadır. Orijinal 16 silindirli V90 tipte her bir silindiri yekpare kafaya sahip motor mekanik enjeksiyon sistemi ve 13,5 sıkıştırma oranıyla 2400 HP güç üretmektedir. Modernizasyon, ön yanma odası tasarımının doğrudan enjeksiyon sistemine dönüştürülmesini ve topolojik optimizasyon yoluyla piston ve piston çanağı geometrisinin tasarımını içermektedir. Yeni tasarımla birlikte bir common-rail sistemi entegre edilmiş, soğutma kanalları ve manifoldlar yeniden tasarlamış ve uygun bir turboşarj seçilmiştir. Modernizasyonun bir parçası olarak, aşağıdaki görevler gerçekleştirilmiştir: ön yanma odasının tek bir doğrudan enjeksiyonlu yanma odasına dönüştürülmesi; topolojik optimizasyon yoluyla yanma odasına uygun yeni bir piston ve piston çanağı tasarlanması; güncellenmiş motor için uygun valf zamanlamasının belirlenmesi ve enjektör seçimi ve yakıt enjeksiyon optimizasyonunun yapılması. Ayrıca, çalışma piston soğutma kanallarının tasarımını, common-rail sisteminin uygulanmasını, emme ve egzoz manifoldlarının tasarımını, yeni tasarlanan motora uygun bir turboşarjın seçimini ve uygulamasını, yeni piston için malzeme seçimini ve yapısal dayanım analizini ve termal dayanımı artırmak için piston yüzeyine kaplama uygulanmasını içermektedir. Yapısal ve termal analizler ANSYS, GT-SUITE, CONVERGE ve CAESES ticari programları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Güncellenmiş tasarım, 14,5 sıkıştırma oranına ve 8 delikli (nozul) enjektörle 1600 bar enjeksiyon basıncına sahiptir. Piston, segman sayısının üçe indirilmesi, etek kısmının kısaltılması ve yüzeye termal kaplama uygulanmasıyla daha da iyileştirilmiştir. Sonuç olarak, özgül yakıt tüketimi %12 oranında azaltılarak 1500 rpm ve 2400 HP'de 236 g/kWh'den 205 g/kWh'ye düşürülmüştür.