İçten yanmalı motorun elektrik motoruyla senkron çalıştırılarak hibrit motor performansının iyileştirilmesi

Abstract

Tork, bir nesnenin bir eksen etrafında dönmesine neden olan kuvvetin bir ölçüsüdür. Bir nesnenin doğrusal kinematikte hızlanmasına neden olan güçte olduğu gibi, tork da bir nesnenin açısal hızlanma kazanmasına neden olur. Araçlar göz önüne alındığında tork bir aracın hızlanması ve yük çekme yeteneği ile bağlantılıdır. Bu tez çalışmasında içten yanmalı bir motorun elektrik motoru ile birlikte çalıştırarak performansının arttırılması amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda içten yanmalı motor krank mekanizması ve elektrik motoru Matlab/Simulink paket programı kullanılarak matematiksel olarak modellenmiştir. Krank mekanizmasına etkiyen kuvvetler de dikkate alınarak konum, hız ve ivme formülleri türetilmiştir. İçten yanmalı motorun 1200 rpm, 1400 rpm ve 1600 rpm sabit motor devirleri için elektrik motorunun da torku hesaplanmıştır. Geliştirilen hibrit tahrik sisteminin net torku, içten yanmalı motor ve elektrik motorunun toplam torku olarak kabul edilmiştir. Yapılan sayısal analiz sonucunda 3 model geneline bakıldığında; 1200 rpm için ortalama torkun %40,31 - %61,6 oranında arttığı, 1400 rpm için %47,88 - %68,56 oranında arttığı, 1600 rpm için %50,86 - %86,25 oranında arttığı tespit edilmiştir. En yüksek artışın %86,25 ile 1600 rpm 45 derece ateşleme avansı ile sağlandığı tespit edilmiştir.

Torque is a measure of force that rotates an object through an axis. It causes an object to gain angular acceleration just as force which causes an object to accelerate in linear kinematics. In perspective of vehicles torque is related to a vehicle's acceleration and ability of pulling load. The purpose of this thesis is to increase the performance of an internal combustion engine by operating it synchronously with electric motor. In this manner, the internal combustion crank mechanism and electric motor were mathematically modeled via Matlab/Simulink. Position, velocity, and acceleration formulas were derived by considering the forces acting on the crank mechanism. The torque of electric motor was also calculated for internal combustion engine that has 1200, 1400 and 1600 rpm for constant engine revolutions. The net torque of the hybrid drive system is considered as the summation of the total torque of electric motor and total torque of the internal combustion engine. As a result of numerical analysis of 3 investigated models, It was found as average torque increased by 40.31% - 61.60% for 1200 rpm, 47.88% - 68.56% for 1400 rpm, and 50.86% - 86.25% for 1600 rpm. It was detected that the maximum increase was 86.25% for 1600 rpm 45 degrees of ignition advance.