FBE- Otomotiv Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, sadece yüksek lisans düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Sustainable Development Goal "none" ile FBE- Otomotiv Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeÇift girişli türbinli ve tahliyeli aşırı doldurma sistemi korelasyonu ve prototipler için optimizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07-17) Özcan, Hüseyin Berk ; Kutlar, Osman Akın ; 503171707 ; Otomotiv ; Automotiveİçten yanmalı motorlar, ilk icat edildiği günden itibaren sürekli geliştirilmekte olan ve keşfedilen yeni teknolojilerin uygulanılarak sürekli iyileşme yönünde gelişime uğrayan makinalardır. Yapılan geliştirmelerin amaçlarının başında güç artışının yanında emisyon standartlarına sadık kalarak yakıt tüketimini birim güç başına azaltmaktır. Bu amaçla yapılan çalışmalar; motor parçalarında mekanik dayanımı arttıracak tasarım oluşturma ve üretim teknikleri geliştirmeye ek olarak motorlarda yakıt ekonomisi ve emisyonları düşürecek yönde teknoloji ve motor çalıştırma tekniklerinin geliştirilmesi şeklinde özetlenebilir. Geçmişten günümüze üretilen motorların hacimleri incelendiğinde, motor hacimlerinin devamlı küçüldüğü fakat motorlardan alınan güçlerin yakın mertebelerde olduğu gözlemlenmektedir. Bu durumda güç farkının olmamasını sağlayan öncü motor teknolojisi egzoz türbinli aşırı doldurma sistemleri gösterilebiler. İçten yanmalı motor gücünü, yakıtın hava ile yanması sonucunda ortaya çıkartır. Yakıtın da motor silindirinde tamamının yanabilmesi için yakıt miktarına bağlı olarak silindirde olması gereken yaktının tamamını yakacak minimum miktarda hava bulunması gerekir. Motor silindirlerinin küçültüldüğü durumda aynı gücün alınabilmesi içinde silindir içinde küçültülmediği durumdaki kadar hava olması gerekir. Bu durumu sağlamak için de küçültülmüş motor silindirlerine hava sıkıştırılarak gönderilir. Bu sıkıştırma işinin yapılabilmesi için mili egzoz türbinene bağlı bir kompresör kullanılarak gerçekleştirilir. Türbin, kompresörü çevirecek gücü üreten parçadır ve bu gücü üretirken de artık egzoz gazlarının enerjisinden faydalanır. Günümüzdeki egzoz türbinli aşırı doldurma sistemleri incelendiği zaman da kendi içinde farklı teknolojilere bölündüğü gözlemlenebilmektedir. Türbin teknolojileri araştırıldığı zaman, sabit geometrili türbin, değişken geometrili türbin ve tahliye kanalına sahip sabit geometrili türbinlerin var olduğu anlaşılmaktadır. Bu teknolojiler amaçlanan uygulamaya yönelik seçilebilir veya aynı amaçta farklı geometri teknolojili türbinler kullanılabilmektedir. Türbine giren egzoz gazları da türbin kanatlarına bir girişten veya ayrı 2 girişten olacak şekilde gönderilebilir. Yapılan seçimlerde de ön planda maliyet, performans isteği, emisyonları iyileştirecek tasarım seçimi veya motor çalışma tekniğine uygun şekilde tasarım seçimi bulunmaktadır. Tez kapsamında incelenen ve 1 boyutlu (1B) motor performans modeli korelasyonu yapılan motorun aşırı doldurma sisteminde de tahliye kanalına sahip, sabit geometrili ve çift girişe sahip bir türbini bulunan ve bu türbinin miline bağlı bir kompresör içeren aşırı doldurma sistemi mevcuttur. Deney motorunda tahliye kanalı sistemi kullanıldığından dolayı bu tür sistemlerin teknolojik olarak incelenmesi de araştırılmıştır. Pnömatik ve elektronik kontrollü olmak üzere 2 adet sistem mevcuttur. Pnömatik kontrollü tahliye kanallarının hedeflenen valf pozisyonlarına ulaşmasında kontrolcü basıncı ile genellikle sürtünmeden kaynaklanan konum arasında doğrusal olmayan bir histerizis vardır. Tahliye kanalı kapanırken, kanal pozisyonunda bir ilk sıçrama olur, daha sonra yavaşça son pozisyona yakınsar. Görev döngüsü tam pozisyonda kapatmaya çalışmaz çünkü ilk denemede tahliye kanalı kapanır. Elektronik kontrollü tahliye kanalının konum yakınsaması daha hızlı ve doğrudur. Pnömatik kontrolcü gibi hedef pozisyona yaklaşırken aşma göstermez. Pozisyonlar daha hızlı ve daha doğru bir şekilde tahmin edilir. Tahliye kanalını açarken ve kapatırken pnömatik sistem gibi histerezis olmamaktadır. Tez kapsamında pnömatik sistem kullanılmaktadır. Pnömatik sistem tercih edilmesinin başlıca sebeplerinden biri daha ucuz sistemler olmasıdır ve bir diğeri ise hedeflenen performans ve emisyon değerlerini sağlayabiliyor olmasıdır. Gelişen teknolojiye bağlı olarak; test maliyetlerini azaltma ve daha kısa zamanda daha doğru tasarımların seçilmesine yönelik bilgisayar destekli mühendislik (BDM) de gelişmiştir. Motorların geliştirilme sürecinde sürekli test yapmak yerine tercih edilen (BDM) çalışmalarının sonucunda prototip aşamasındaki motorların tasarımına yön verilebilir ve daha doğru parça seçimleri yapılabilmektedir. Yapılmış olan bir motorun daha da verimli çalışabilmesine veya geliştirilmesine yönelik de katkı sağlayan BDM modelleriyle birlikte standart test ortamlarının simülasyonunun yapılabilmesine ek olarak çevre koşullarının daha farklı bir rakım veya daha farklı sıcaklıkta olması da ayarlanarak motorun farklı koşullardaki çalışma şekline de ön görüde bulunulabilir. Yapılan çalışmada 6 silindirli ve eşit sayıda silindir çıkışının ayrı ayrı çift girişli egzoz türbinli aşırı doldurma sitemine bağlandığı bir 13 litre dizel motorun farklı hızlarda tam yükteki performans deney verisinden yararlanılmıştır. Yapılan deney sonucunda elde edilen veriler kullanılarak oluşturulan 1B modelin fiziksel özelliklerinin deney verileriyle belirlenmiş olan hata aralıklarında aynı olacak şekilde korelasyonu tamamlanmıştır. Korelasyon sırasında en kritik adım olan modelleme adımı da tahliye kanalına sahip çift girişli egzoz türbininin modellenmesi adımıdır. Bu parçanın modellenmesi sırasında çift girişli türbinin etkisi simülasyonlarda doğru bir şekilde gösterilmiş olup tahliye kanalının valf konumlarının da gerçeğe yakın valf konumlarındaki değerlerle örtüşecek şekilde sonuçlar vermesini sağlayacak adımların nasıl hesaplandığı ayrıntılı olarak gösterilmiştir. Bu hesaplama yöntemi kullanılarak oluşturulmuş olan modelde tahliye kanalı için yay ve yay ön yükü optimizasyonu yapılmıştır. Motorun farklı çevre koşullarında optimum seviyede çalışabilmesine yönelik tahliye kanalı için en ideal yay katsayısı ve yay ön yükünün nasıl ayarlanabileceği gösterilmiştir. Mevcut motorun optimizasyon çalışmasına katkı sağlayan bu model kullanılarak daha yüksek güç üretebilecek bir motorun tasarımına yön verilmesinde katkı sağlamıştır. Deneyi yapılmış olan motordaki mevcut aşırı doldurma sistemiyle hedeflenen yeni daha yüksek güç eğrisinin tahliye kanalında da optimizasyon yaparak motor limitlerini aşmadan elde edilip edilemeceyeceği 1B ortamda incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda mevcut aşırı doldurma sistemiyle bu güç eğrisinin sağlanamadığı hesaplanmıştır. Aynı çalışma 1B modeli kullanılarak aynı tahliye kanalına sahip farklı bir egzoz türbinli aşırı doldurma sistemiyle sanal ortamda yapılmıştır ve bu sistemin kullanılmasıyla hedeflenen gücün tahliye kanalı optimizasyonu yaparak elde edilebileceği gösterilmiştir.