Tek silindirli otto çevrimi ile çalışan bir motorun performansına Atkinson çevriminin etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Otto çevrimi ile çalışan bir motorun Atkinson çevrimine dönüşümünün motor performansına etkisi araştırılmıştır. Çalışmada tek silindirli deney motorunun performans değerleri ile bu motorun Atkinson çevrimi ile 3 farklı emme supabı kapanma noktasında çalışması durumunda elde edilen motor gücü, tork, özgül yakıt tüketimi ve toplam motor verimi değerleri kıyaslanmıştır. Motorun emme supabı açılma ve kapanma değerleri, krank mili açısına bağlı olarak 10’ar derece ötelenerek 3 farklı emme valfi kapanma gecikmeli Atkinson dönüşümü elde edilmiştir. Yapılan simulasyonlar sonucunda, referans Otto çevrimine göre ilk 10 derecelik ötelemede motor performans değerlerinde kayda değer bir değişim gözlenmemiştir. Daha sonra 10 derece daha fazla öteleme yapılarak emme supap zamanlaması, toplamda Otto motoruna göre 20 derece ileri alınmıştır. Bu durumda motor gücünde ve momentinde özellikle düşük devirlerde düşüş gözlemlenmiştir. Aynı zamanda yine düşük devirlerde özgül yakıt tüketiminde azalma ve toplam motor veriminde artma gözlenmiştir. Bir sonraki 10 derecelik ötelemede ise yine düşük devirlerde motor gücü ve momentinde düşüş, yakıt tüketimi ve verimde kötüleşme gözlenmiştir. Analiz çalışmasına ek olarak, emme zamanı 20 derece ötelenmiş Atkinson çevrimi ile Otto motorunun güç, tork ve özgül yakıt tüketimi değerleri deneysel yöntemler ile kıyaslanarak analiz sonuçları doğrulanmaya çalışılmıştır. Her 3 Atkinson çevrimi arasında yakıt tüketimi ve verimlilik açısından en uygun motor çevrimi, krank mili açısına bağlı olarak emme supabı açılma ve kapanma zamanının referans Otto çevrimine göre 20 derecelik öteleme sonucunda elde edilen Atkinson çevrimidir. Bu motor çevrimi özellikle düşük devirlerdeki verimliliğinin yüksek olması ve düşük yakıt tüketimi yapması sonucunda hibrit araç teknolojilerinde veya motor devri sabit çalışma aralığında olan jeneratör sistemleri gibi uygulamada kullanımı aynı motorun Otto çevrimi ile çalıştırılmasından daha uygun olacaktır.