Dizel Motorlarda Egr Akışının Modellenmesi

Abstract

Dizel motorlarda, hava sisteminin alt birimi olan EGR(Egzoz Gazi Resirkülasyonu) Sistemi silindirlere giren oksijen miktarını etkilemektedir. Farklı çalışma noktalarında, EGR akışı silindir girişi ve çıkışındaki dinamiklere bağlı bir karakteristik sergilemektedir. Bu çalışmada, dizel motorlarda Nitrojen oksit (NOx) emisyonlarını kontrol etmek için kullanılan EGR Sisteminin fiziksel denklemlerle modellenmesi gerçekleştirilmiştir. EGR Akışı izantropik akış denklemiyle ifade edilmiştir. Silindir girişi ve çıkışındaki basınç ve kütle akışı değişiminin dinamik denklemleri, enerjinin ve kütlenin korunumu yasaları kullanılarak çıkartılmıştır. Motorun dizayn parametrelerine göre değişen volümetrik verim ve EGR valfi etkin alanı dinamometre test verileri aracılığıyla istatistiksel yöntemlerle modellenmiştir. MATLAB Simulinkte kurulan benzetim motorun geçici rejimde çalıştığı standart emisyon regülasyonu test profilinde (NEDC) valide edilmiştir. Ölçüm verileri modelleme sonuçlarıyla karşılaştırıldığında sonuçların mühendislik açısından yeter yakınsaklığı sağladığı gözlenmiştir.

EGR System constitutes a subsystem of the air system in diesel engines which interacts with the amount of oxygen flowing into the cylinders. In different working conditions EGR flow show characteristics that depend on the dynamics at cylinder input and output. In this study, EGR System which is used to control NOx emissions, is modelled using physical equations. EGR flow is described with isentropic flow equation. Using the law of conservation of energy and mass, the dynamic equations of pressure and mass flows at cylinder input and output are derived. Volumetric efficiency and EGR valve effective area, which depend on engines design parameters, are modelled statistically using test data. The MATLAB Simulink based simulation is validated with NEDC test where the engine works transiently. The comparison of measurements with model outputs has shown good agreement with each other.