Dört zamanlı, tek silindirli, değişken sıkıştırma oranlı bir dizel motorunun bilgisayar yardımı ile teorik simülasyonu ve performans analizi

Abstract

Bilgisayar teknolojisinin hızla ilerlemesi otomotiv sektörünü önemli derece etkilemiştir. Araştırmacılar motorların performanslarını kolaylıkla karşılaştırabilmek amacı ile çevrim analizlerini yazılıma dönüştürmek için birçok çalışmalar yapmışlardır. Simülasyon programı üzerinden tasarlanan motorun boyutları, yakıtın cinsi, sıkıştırma oranı, supap zamanlaması, püskürtme zamanlaması, hava fazlalık katsayısı gibi birçok parametre değiştirilerek motorun veriminin ve performansının nasıl etkilendiği kolaylıkla incelenebilmektedir.Bu tezde, dört zamanlı, tek silindirli, normal emişli, direkt püskürtmeli bir dizel motorunun çevrim analizi için simülasyon programı geliştirilmiştir. Öncelikle simülasyonu yapılan motorun termodinamiksel hesaplamaları yapılmıştır. Hazırlanan bu modelde gerçek çevrim kayıpları göz önünde bulundurulmuştur. Daha sonra model MATLAB programlama dili ile simülasyona dönüştürülmüştür. Simülasyon sonucunda; tam yükte 1'er derecelik KA aralığında silindir basınç, sıcaklık ve farklı motor hızlarında (1000?4000 min-1), farklı sıkıştırma oranlarında (16:1?20:1?24:1), farklı hava fazlalık katsayılarında (1,3?1,5?1,7) motor performans eğrileri elde edilmiştir.Elde edilen basınç, sıcaklık, net iş, yanan yakıt kütlesi, ısı dağılımı, ortalama çevrim basıncı, motor gücü, sürtünme gücü, motor momenti, özgül yakıt tüketimi, mekanik verim ve termik verim gibi grafikler yorumlanmıştır.

Rapid progress in computer technology significantly affects the automotive industry. Researchers have done many studies to convert cycle analysis to software in order to compare engine performance easily. It can be easily analyzed how an engine performance affected by changing many parameters engine size, fuel type, compression ratio, valve timing, injection timing, air excess coefficient of such as via simulation programme.In this thesis a simulation programme was developed for analysis of four stroke, single cylinder, normally aspirated, direct injection diesel engine cycle. Firstly thermodynamic calculations of engine which will be simulated was done. In this model, real cycle loses was considered. Afterward the model was transformed to simulation by MATLAB programming language. At the end of the simulation, engine performance curves were obtained at full load in range of 1 degree CA cylinder pressure, temperature and different engine speeds (1000?4000 min-1), different compression ratios (16:1?20:1?24:1), various air excess coefficients (1,3?1,5?1,7).Pressure, temperature, net work, mass of the burning fuel, heat release rate, the average cycle pressure, friction power, mechanic efficiency, engine power, engine torque, specific fuel consumption and thermal efficiency graphs which were obtained were interpreted.