16 PA4 V185 tipi dizel lokomotif motorunda dolgu havası soğutucusunun modernizasyonu

Abstract

Günümüzde ulaşım sektörünün hızla gelişen bir kolu olan raylı sistem araçlarında kullanılan dizel motor aşırı doldurma sistemlerindeki ara soğutucunun seçilmesi veya tasarlanması motor verimi ve yakıt tüketimi açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada, turbo şarjlı ve ara soğutuculu 16 silindirli dizel lokomotif motorunda kullanılmak üzere 12 farklı ara soğutucu tasarımı üzerinde Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizi yapılmıştır. Tasarımlar, mevcut ara soğutucu ile sıcaklık ve basınç kaybı açısından karşılaştırılarak optimum tasarımın prototip imalatı yapılmıştır. Mevcut ara soğutucu ile optimum tasarım ara soğutucusunun motor üzerine montajı yapılarak motorun maksimum gücünü elde ettiği devir sayısında, farklı yüklerde performans testleri gerçekleştirilmiştir. Mevcut ara soğutucusunun kullanıldığı duruma göre, optimum tasarım ara soğutucusunun kullanılması durumunda ara soğutucu çıkış sıcaklığının 7 ˚C daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Mevcut ara soğutucu için etkenlik değeri 0,88 optimum tasarım ara soğutucusu için etkenlik değeri 0,96 olarak hesaplanmıştır. Test motorlarında 1500 d/d sabit devir ve 4 farklı yük değerinde test verileri değerlendirildiğinde; maksimum yükte optimum tasarım ara soğutucusunun kullanıldığı durumda motorun yakıt sarfiyatının mevcut ara soğutucusunun kullanıldığı motora göre % 6,22 daha düşük değer aldığı görülmüştür. Mevcut ara soğutucunun kullanıldığı motorun efektif verimi % 31,6 optimum tasarım ara soğutucusunun kullanıldığı motorun efektif verimi ise % 33,74 olarak hesaplanmıştır.

The choice or design of the intercooler in the diesel engine overfill system, which is used today in the railway system vehicles, which is a rapidly developing sector of the transportation sector, is important in terms of engine efficiency and fuel consumption.In this study, 12 different intercooler model were designed for turbo charged and intercooled 16-cylinder diesel locomotive engines and Computational Fluid Dynamics (CFD) of analysis of each design was use. Designs were produced with prototype of optimum design compared with existing intercooler in terms of temperature and pressure loss. With the present intercooler, the optimum design intercooler was mounted on the motor and performance tests were carried out at different loads at the speed at which the motor achieved maximum power. According to the situation where the present intercooler is used, it is determined that the intercooler outlet temperature is 7 ˚C lower when the optimum design intercooler is used. The efficiency value for the current intercooler was calculated to be 0,88 and the efficiency value for the optimum design intercooler was calculated to be 0,96. When test motors of 1500 rpm constant speed and 4 different load values are evaluated in test engines, when the optimum design intercooler was used at maximum load, the current intercooler of the engine fuel consumption was found to be % 6,22 lower than that of the engine used. Effective efficiency of the engine in which the present intercooler is used is calculated as % 31,6 and the effective efficiency of the engine in which the optimum design intercooler is used is calculated as %.33,74.