Dört Zamanlı Tek Silindirli Benzinli Bir Motor İçin Çevrim Atlatma Mekanizmasının Tasarlanması, İmalatı Ve Motora Adapte Edilmesi

Abstract

Benzinli motorlarda kısmi yük koşulunda efektif verimin hızlı bir şekilde düşmesinin en önemli nedeni yük kontrolünün gaz kelebeği ile yapılmasıdır. İTÜ Makine Fakültesi Otomotiv Ana Bilim Dalı bünyesinde yürütülen ‘Çevrim Atlatmalı Motor’ projesi kapsamında benzinli motorlar için alternatif bir yük kontrol sistemi geliştirilmiş ve patenti alınmıştır. Bu yöntemin amacı, motorun yükü azaldığında birbirini izleyen çevrimlerin bazılarına yakıt ve hava girişini durdurmak ve aynı gücü elde edebilmek için dolgu girişini (gaz kelebeği açıklığını) arttırarak toplam efektif verimi yükseltmektir. Anadolu Motor A.Ş. tarafından üretilen 3LD450 model tek silindirli bir motor üzerinde yapılan deneysel çalışmalarda, özellikle çok düşük yük ve hız koşullarında, çevrim atlatma yöntemi ile efektif verimde iyileşme sağlanmıştır. Ancak çevrim atlatma sırasında supapların kapalı tutulması yerine sadece emme kanalını bir kelebek sistemi ile kapatmanın yeterli olmadığı ve sistemin bu yönünün geliştirilmesi gerektiği gözlenmiştir. Bu çalışmada, 3LD450 model motor için, çevrim atlatma sırasında supaplara müdahale edebilmeyi mümkün kılabilecek bir mekanizma tasarlanmış ve imal edilmiştir. Ayrıca, deneyler sırasında ateşleme ve yakıt püskürtme işlemlerinin uygulanan çevrim atlatma stratejisine uygun şekilde gerçekleştirilebilmesi için motora bilgisayar üzerinden kumanda etmeye olanak sağlayan bir elektronik kontrol sistemi geliştirilmiştir. Böylece deney motoru çevrim atlatma sırasında supapların kapalı tutulmasının efektif verime etkisinin araştırılacağı deneyler yapmaya hazır hale getirilmiştir.

In gasoline engines, the most important reason of the decrease of effective efficiency during part load condition is the use of throttle valve for load control. A new load control method for gasoline engines called ‘Skip-Cycle Engine’ has been developed and patented in ITU Mechanical Engineering Faculty, Automotive Division laboratory. The aim of this method is to cut off the fuel and stop the gas exchange in some of the consecutive four-stroke cycles and increasing effective efficiency by increasing the charge (throttle opening) in order to maintain the same power, when the load is reduced. In experimental studies made on 3LD450 model single-cylinder engine of Anadolu Motor A.Ş., especially at very low load and speed conditions, improvement in the effective efficiency was observed when skip cycle method was used. But it was also observed that, skipping cycles by just cuttung off the intake port by a throttle valve despite closing intake and exhaust valves was not enough to obtain very good results, so improvement of the system is needed. In this study, a mechanism is designed and manufactured enabling to interfere in valves of 3LD450 model engine during cycle skipping. Besides, an electronic control system is also built up which enables to command the engine over computer for the purpose of performing ignition and fuel injection processes in accordance with cycle skipping strategy during experiments. By this way, research engine is prepared for experiments, in which, the effects of closing valves during cycle skipping to effective efficiency are researched.