Dört zamanlı buji ile ateşlemeli bir motor performansının bilgisayar yardımı ile simulasyonu

Abstract

DÖRT ZAMANLI BUJİ İLE ATEŞLEMELI BİR MOTOR PERFORMANSININ BİLGİSAYAR YARDIMI İLE SİMULASYONU (Doktora Tezi) Selim ÇETINKAYA GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Kasım 1987 ÖZET Bu tez, dört zamanlı buji ile ateşlemeli bir otomotiv motorunun termodinamik çevrim ve performansının bilgisayar yardımı ile teorik olarak simulasyonunu içermektedir. Modern, yüksek hızlı otomotiv motorlarının oldukça yüksek verim ve güvenilirlik standardına, büyük ölçüde test verileri ve araştırma sonuçlarına bağımlı olarak ulaşılmıştır. Araştırma verileri sayesinde, üretim geliştirilebilmekte, gözlenen olaylar açıklanabilmekte ve belirli dizayn değişiklikleri ile çalışma değişkenlerindeki değişimlerin performans üzerindeki etkileri tahmin edilebilmektedir. Performans karakteristikleri, bir motorun değişik kullanma koşullarındaki muhtemel en etkili kullanımını gösterir ve dizayn değişikliklerinin belirtilen koşullardaki uygunluğunun belirlenmesine olanak sağlar. Tüm işlemler için modelin geliştirilmesi, tez içerisindeIll açıklanmaktadır. Model ile, gaz basınçları, gaz sıcaklıkları ve etkili iş değerleri, her bir krank donüş açısı aralığında, temel enerji denklemleri ile hesaplanmakta ve değişimlerin krank açısına bağımlı grafikleri çizilebilmektedir. Modelin geçerliliği, laboratuvar test verileri ile bilgisayardan alınan çıktıların karşılaştırılması ile test edilmiştir. Çeşitli çalışma devir sayılarında, tüm çevrimin simulasyonla modellenmesi sayesinde, indike ortalama efektif basınç, indike tork, indike güç, volumetrik verim, sürtünme gücü, fren ortalama efektif basıncı, efektif tork ve güç, yakıt tüketimi, özgül yakıt tüketimi, efektif termik verim ve mekanik verim gibi performans parametrelerinin elde edilmesi ve bunların motor hızına bağımlı değişimlerinin grafik olarak çizilebilmeleri mümkün olmaktadır. Yanma işlemi ile supap zamanlarına ait simulasyon işlemlerinin geliştirilmesi ile programdan daha gerçeğe yakın sonuçlar alınabilecektir.

COMPUTER AIDED SIMULATION OF A FOUR-STROKE SPARK IGNITION ENGINE PERFORMANCE (Ph.D. Thesis) Selim ÇETINKAYA GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY November 1987 ABSTRACT This thesis is a theoretical investigation about the computer aided simulation of the thermodynamic cycle and performance of a four-stroke spark ignition automotive engine, operating on gasoline. The comparatively high standard of efficiency and reliability of the modern high speed engines is due very largely to the application of test and research information and results. By the application of research data, products can be improved, the observed phenomena can be explained and as far as possible, and the effect of certain changes of design and operating variables on performance can be predicted. The performance characteristics show the possible effective use of an engine in certain conditions and allow the suitability of the design changes for these conditions to be assessed. The development of the model for all the cycle processes is illustrated throughout the paper. It computes the gas pressure,gas temperature and net works at each crank angle step and the results are plotted as a function cylinder volume and/or crank angle. The validation of the model has been carried out by comparing predicted and experimental data. At various engine speeds and full load, the entire cycle is modelled by simulation so that such performance parameters and graphs as indicated mean effective pressure, indicated torque, friction power, volumetric efficiency, brake torque and power, fuel consumption, specific fuel consumption, effective thermal efficiency and mechanical efficiency are computed and plotted. The program will be more realistic if the combustion and effective valve timing simulation processes are improved.