Bir Boyutlu Motor Modellemesi İle Kısmi Yükte Çevrim Atlatma Ve Değişken Strok Hacmi Yöntemi İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada benzinli motorlarda kısmi yük koşullarında yakıt ekonomisi sağlayan teknolojilerden ‘Değişken Strok Hacmi Yöntemi’ ve ‘Çevrim Atlatma Yöntemi’ bir boyutlu motor termodinamiği analizleri yapan bir program yardımıyla modellenmiştir. Değişken strok hacmi yöntemi için 1,6 litre 4 silindirli sabit supap zamanlamalı doğal emişli port enjeksiyonlu bir benzinli motor modelinin kararlı halde tam yükte dinamometreden alınan veriye göre korelâsyonu yapılmış ve daha sonrasında oluşturulan motor modeline değişken strok hacmi yönteminin uygulanabilmesi için gereken kontrol elemanları ve kontrol stratejisi eklenmiştir. İki adet düşük motor yükü ve hızında yapılan analizler ile bu yöntemin motorun yakıt ekonomisine olan katkısı ortaya konmuştur. Çevrim atlatma yöntemi için ise tek silindirli sabit supap zamanlamalı doğal emişli port enjeksiyonlu basit bir motor modeli üzerine eklenen kontrol elamanları ile modelleme yapılmış ve sabit motor hızında düşük yükte farklı çevrim atlatma stratejileri denenmiştir. Motor modelinden alınan çıktıların kontrolü amacıyla da silindir içi basınç verisinden motora ait efektif parametrelerin hesabını yapmaya yarayan bir Excel dosyası oluşturulmuştur. Oluşturulan motor modelleri ve Excel dosyası yardımıyla çevrim atlatma stratejisi yardımıyla motorun pompalama kayıplarındaki azalmalar gözlemlenmiş ve dolayısıyla yakıt tüketiminin azaltılmasındaki potansiyeli bir kez daha ortaya konmuştur.

In this study, Variable Stroke Volume Method and Skip Cycle Method technologies that provides fuel economy in spark ignition engines at partial load are modeled with the help of a program by using one-dimensional analysis of engine thermodynamics. To simulate the variable stroke volume method a 1,6L naturally aspirated, non-variable cam timed, port injected gasoline engine model was created and this model was correlated to full load steady state dynamometer data. After the correlation control elements and algorithms were implemented to the model to simulate the variable strok volume method. Model was run at 2 low load-speed points to show the positive effects of this method in fuel consumption. Skip cycle method was simulated by using a single cylinder naturally aspirated, non-variable cam timed, port injected gasoline engine model. Similar to the variable stroke volume method a control algorithm implemented to the method and different skip cycle stratejies were simulated at low load-speed conditions. Also an excel file was created to control the outputs of the model which calculates the effective outputs of the engine by using the crank angle resolved in cylinder pressure curves. With the help of engine models and Excel file, the potential of reducing pumping losses and therefore reducing the fuel consumption by using the skip cycle method observed and revealed once again.