İçten yanmalı motorlarda yanma odası basıncı ölçme sisteminin tasarımı

Abstract

İçten yanmalı motorlar, yüz yılı aşkın bir geçmişe sahiptir. İlk içten yanmalı motor, buji-ateşlemeli olarak 1876 yılında Otto tarafından geliştirilmiştir. 1892 yılında ise Diesel patlamalı motorları icat etmiştir. Bu tarihten günümüze motorlar sürekli olarak gelişmektedir ve motorda gerçekleşen süreçler hakkındaki genel bilgi düzeyi, yeni teknolojilerin kullanılabilir hale gelmesiyle, yeni motor teknolojilerine olan talep arttıkça ve motorların kullanımı ile ilgili çevresel kısıtların değişmesiyle birlikte artış göstermiştir. İçten yanmalı motorlar ve bu motorun üretiminde rol alanlar, güç ve enerji alanında baskın bir role sahiptirler. Son 25 yılda motorlar üzerine yapılan çalışmalar ve kaydedilen gelişmeler büyük boyutlara ulaşmıştır. Bu çalışmalar daha çok alternatif yakıt türlerinin içten yanmalı motorlarda kullanılması, hava kirliliğini azaltan egzoz gazlarının emisyonu ve resirkülasyonu, yakıtın daha ekonomik kullanımı gibi konular üzerine yoğunlaşmaktadır.Bu çalışmada, içten yanmalı bir motorun silindir içi basıncının krank açısına bağlı değişimi incelenmiştir. Motora ait bu verilerin toplanması ve analiz edilmesi, motorda gerçekleşen yanma sürecinin karmaşık yapısı hakkında önemli bilgiler elde edilmesini sağlar. Bu çalışmada içten yanmalı bir motora ait verilerin toplanması ve analiz edilmesini sağlayan bir sistemin geliştirilmesi amaçlanmıştır.Motora ait verilerin toplanması ve değerlendirilmesi, motorun çalışma koşulları altındaki karakteristik özelliklerini belirlemek için hem endüstriyel olarak hem de akademik amaçlı olarak kullanılmaktadır. Toplanması ve analizi mümkün olan motor verilerinden en kullanışlı olanı silindir içi basınç verileridir. Basıncın ve basınç verilerinden elde edilen parametrelerin analiz edilmesi kompleks yanma süreci hakkında detaylı bilgiler elde edilmesini sağlar.Motora ait verilerin kaydedilmesine yönelik bir çok metot vardır. Geleneksel uygulamalarda veri sabit bir hızla kaydedilir ve iki kayıt noktası arasındaki zaman farkı her zaman sabittir. Fakat motor çevrimi bir dizi mekanik mekanizmanın birleşiminden (sürgü-krank mekanizması, poppet valfleri v.b) meydana geldiğinden ve bu mekanizmalar için yanma olayının nasıl cereyan ettiği büyük önem taşıdığından verilerin belirli bir zaman aralığı yerine belirli bir krank açısı aralığında kaydedilmesi gerekir.Anahtar Kelimeler : Basınç, piezo-elektrik sensör, içten yanmalı motor, enkoder.

Internal combustion engines have a history about 100 years. The first internal combustion engine was a spark ignition engine and was developed by Otto in 1876. In 1892, Diesel invented the compression ignition engine. Since that time they continue to develop, as our knowledge about the processes that takes place in an engine, as new technologies became available, as the demand for new technologies arose, and as the environmental constraints changed. Internal combustion engines and the industry which manufactures the engines, has a vital role in the fields of power and energy. In the last 25 years the research on the internal combustion engines had an explosive growth. These researchers usually focused on using alternative fuels in the internal combustion engines, emission and recirculation of the exhaust gases that pollute the air and more economic ways to use fuels in the engines.In this study, the changes of in cylinder pressure of an internal combustion engine based on crank angle are analyzed. Gathering and analyzing these type of engine data supplies valuable information about the complex burn processes that take place in the engine. In this project, it?s aimed to develop a system that is capable of gathering and analyzing engine data.Gathering and analyzing the engine data is used in industry and also is used for academic purposes and determining the characteristics of an engine under working conditions. The most useful data type that is possible to collect and analyze, is the in-cylinder pressure data for an engine. Analyzing the pressure data and the parameters that relate to the in-cylinder pressure, gives detailed information about complex burn processes.There are a lot of ways to store the engine data. In most applications, data is gathered in a constant speed and the time difference that passes along the two data points is always constant. But because of the engine cycle consists of some mechanical processes and it?s important how the burn processes takes place for these mechanical systems, it?s advisable to collect the data in a constant crank angle range instead of gathering these data in a constant time period.Keywords : Pressure, piezo-electrical sensor, internal combustion engine, encoder