İçten yanmalı motor marş sisteminin can ağı üzerinden zeki denetimi

Abstract

İçten yanmalı motorlarda (İYM) marş sistemi, İYM krank miline çalışması için ilk hareketi sağlayan sistemdir. Bu çalışmada, İYM'nin en önemli sistemlerinden biri olan marş sistemini oluşturan deney düzeneği geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem ana kontrol ünitesi, motor yük direnci kontrol ünitesi, algılama devresi, veri kayıt sistemi, güç ünitesi ve CAN (Kontrolör Alan Ağı) dan oluşmaktadır. Marş sistemininin temel elemanları marş motoru ve bataryanın akım, gerilim, sıcaklık ve içten yanmalı motorun krank mili devir hızı verilerinin tamamı ölçülerek, ana kontrol ünitesinde işlenmekte ve CAN ağı üzerinden bilgisayara aktarılmaktadır. İYM'un soğuk çalışma ve sıcak çalışma durumlarında mekanik elemanları ve yağlayıcı kimyasallarının karakteristik özellikleri gereği farklı sürtünme dirençleri olması dolayısıyla bu motorlarda farklı yükler meydana gelmesine sebep olmaktadır. Deney düzeneğinde marş sistemi performansının değerlendirilmesi için marş motoru ile dört kademeli yük deneyleri yapılmıştır. Deneylerde ölçülen parametrelerdeki değişimler marş işlemi sürecinde bilgisayarda MATLAB Gui (Grafksel Kullanıcı Arayüzü) üzerinde tasarlanan kullanıcı arayüzü yardımıyla izlenmektedir. Marş sisteminde bulunan marş motorunun zorlanması için alternator marş motoruna krank mili aracılığı ile bağlanmaktadır. Marş motoru çalışması sırasında alternatörde üretilen elektrik, yük direnci üzerinden marş motorunun zorlanmasını sağlanmaktadır. Deneylerde marş motoru kademeli olarak %40, %60, %80 ve %100 yüklere maruz bırakılarak, farklı yükler altında batarya ve marş motoru performansları analiz edilmiştir. Yük akımının istenilen referans değerinde kontrol edilebilmesi için bulanık mantık denetleyicisi tasarımı yapılmış ve uygulanmıştır. Tez çalışması kapsamında içten yanmalı motorlarda bulunan marş sistemi performansı izlenerek arızai durumlarında arızalı parça veya parçalar kolaylıkla tespit edilebilecektir.

In internal combustion engines (ICE), the starter system is the system that provides the first movement for the operation of the ICE crankshaft. In this study, the real-time status of the components of the cranking system, which is one of the most important systems of ICE, was monitored with the experimental setup. The developed system consists of main control unit, motor and load resistance control unit, sensor circuit, data recording system, power unit, CAN (Controller Area Network) units. The basic elements of the starter system are all measured by the main control unit and transferred to the computer via CAN network by measuring the current, voltage, temperature and crankshaft rotation speed data of the starter motor and battery. In cold working and hot working conditions, due to the characteristic specifications of mechanical elements and lubricant chemicals, they have different frictional resistance and therefore cause different development loads in these ICEs. In order to evaluate the performance of the starter system in the test setup, the starter motor was subjected to four stages of load and the experiments were carried out. The changes in the parameters measured in the experiments are monitored by the user interface designed on MATLAB Gui on the computer during the experimental process. In order to force the starter motor in the starter system, the alternator is connected to the starter motor by means of the crankshaft. During the starter motor operation, the electrical load resistance produced in the alternator is consuming on and the starter motor is forced. In the experiment, the starter motor was gradually exposed to 40%, 60%, 80% and 100% loads and the battery and starter performances under different loads were analyzed. Fuzzy logic controller is designed and applied to control load current at desired reference value. Within the scope of the thesis, starting system performance in internal combustion engines is monitored and possible faults can be predicted by the expert beforehand, and in case of faults, it is thought to detect the faulty system part easily.