İçten yanmalı motor egzoz manifoldu yapısının motor performansına etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

İçten yanmalı motorların icadından günümüze kadar geliştirilmesi sürecinde yüksek performans ve daha iyi yakıt ekonomisinin sağlanması değişmeyen kuraldır. İleri taşıt performansının gereklerini karşılayan günümüz motorları, doğal kaynakların ve özellikle çevrenin korunması bakımından da gerekli şartları yerine getirmelidir. Optimizasyon çalışmalarında en çok üzerinde düşünülen konulardan biri kayıpların azaltılmasıdır. Silindire hava emilmesi ve egzoz gazlarının dışarı atılması sırasında karşılaşılan dirençler enerji kaybına neden olmaktadırlar. Manifoldların ve hava kanallarının şekil yapısı yanında iç yüzlerinin şekli, pürüzlüğü, malzemesi ve hava akışının laminar veya türbülanslı oluşu bu direncin miktarını etkilemektedir. Çalışmanın amacı egzoz manifold yapısının değiştirilerek motor performansının arttırılmasıdır. Motorun yanma odasında yanan yakıt ve hava karışımı, dışarıya egzoz gazı olarak çıkar. Bu çıkış ne kadar rahat gerçekleşirse, motor o kadar performanslı çalışır. Değiştirilen egzoz manifold yapısıyla, yanma odasında oluşan gazın dışarıya daha rahat ve düzenli çıkabilmesi sağlanacaktır. Her silindirden ayrı ayrı çıkan atık gazlar, bu yapı sayesinde bir düzene girecek ve egzoz manifoldunda oluşan basınç kaybı azaltılarak, gücün daha da artabilmesini sağlayacaktır. Sayısal çalışmada her iki egzoz manifoldunda aynı giriş ve çıkış sınır şartları için basınç değişimleri Ansys Fluent v13 bilgisayar programı yardımı ile tespit edilmiştir. Sayısal çalışma sonucunda aynı sınır şartları için orijinal egzoz manifoldunda oluşan basıncın değiştirilmiş egzoz manifolduna göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu durum egzoz karşı basıncının değiştirilen geometri sayesinde azaltıldığını göstermektedir. Deneylerde 4 zamanlı, 4 silindirli, buji ateşlemeli, elektronik püskürtmeli Toyota marka motor kullanılmıştır. İlk olarak motorda orijinal egzoz manifoldu kullanılarak motor performansı incelenmiştir. Daha sonra değiştirilmiş egzoz manifoldu kullanılarak motor performansı incelenmiştir. Orijinal egzoz manifoldu ve değiştirilmiş egzoz manifoldu kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı grafikler halinde verilmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre motor performansının değiştirilmiş egzoz manifoldu sayesinde arttığı görülmüştür. Değiştirilmiş egzoz manilfoldu ile 1800-4600 dev/dak aralığında devir sayısına bağlı olarak motor torkunda ve mil gücünde %8'e varan artışlar elde edilmiştir.