Dizel motorlarda çoklu ön püskürtme stratejilerinin performans ve emisyon açısından optimizasyonu

Abstract

Dizel motorlarda çoklu püskürtme veya bölünmüş püskürtme stratejileri giderek ağırlaşan emisyon standartlarına uyum sağlanması açısından oldukça büyük potansiyele sahiptir. Bu tip stratejiler hem emisyon hedeflerine ulaşılmasını kolaylaştırmakta hem de motor gürültüsünü azaltarak sürüş konforuna da katkı sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında da iki ön püskürtme ve bir ana püskürtmenin uygulandığı stratejilerin motor performansı ve emisyonları açısından optimizasyonunda kullanılmak üzere bir motor modeli oluşturulması ve oluşturulan model ile optimizasyon çalışması gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Termodinamik motor modelinin oluşturulması için GT-Suite programı kullanılmıştır. Öncelikle hava yolunun kalibrasyonu gerçekleştirilen motor modelinde daha sonra kullanılan öngörülü yanma modeli tek bir noktada kalibre edilmiş ve diğer tüm işletme koşullarında aynı yanma modeli kullanılarak simülasyon sonuçları valide edilmiştir. Çoklu ön püskürtme parametrelerindeki değişimlerin motor performansına ve emisyonlara etkileri termodinamik model ile yapılan simülasyonlar ile ortaya koyulmuş ve sebepleri irdelenmiştir. Yapılan bağıl duyarlılık analizi ve Spearman korelasyon katsayıları analizleri ile performans ve emisyon değerleri üzerinde en etkili parametre 2. ön püskürtme miktarı olurken en az etkili parametre ise 2. ön püskürtme açısı olmuştur. Oluşturulan termodinamik model, seçilen bir işletme şartında çoklu ön püskürtme parametrelerinin optimizasyonu için kullanılmış ve genetik algoritmanın kullanıldığı optimizasyon çalışmasında fren gücü korunurken NOx emisyonlarının en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Optimum olarak bulunan çoklu ön püskürtme parametreleri ile NOx emisyonunda 25% oranında azalma elde edilirken, fren gücü 0,7% oranında artış göstermiştir.