Değişken geometrili türbin kullanımının dizel motor performans karakteristiklerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Motordan elde edilen güç; motor deviri, hacmi, silindir içerisinde yanan yakıt ve silindir içerisine alınan hava miktarı ile orantılıdır. Doğal emişli motorlarda silindir içerisine alınan hava motor hacmine bağlıdır. Silindirlere birim hacimde daha fazla hava almak için ‘aşırı doldurma’ sistemleri geliştirilmiştir. Böylece motor hacmi ve motor devri değiştirilmeden motorda güç artışı sağlanmıştır. Dizel motorlarda kullanılan aşırı doldurma yöntemleri egzoz gazı ile aşırı doldurma ve mekanik aşırı doldurma şeklinde ikiye ayrılmaktadır. Egzoz gazı ile aşırı doldurma yöntemlerine; basınç dalgaları ile aşırı doldurma, iki kademeli turboşarj, iki girişli türbine sahip turboşarj, değişken geometrili türbine sahip turboşarj örnek gösterilebilir. Bu çalışmada, değişken geometrili türbinin kanatçıkları elektronik olarak kontrol edilip, özellikle düşük motor devirlerindeki performans iyileştirilmeleri incelenecektir. İlk olarak motor performans analizlerinde kullanılan GT-POWER programında 1-D motor modeli oluşturulmuştur. Bu model, normal turboşarja sahip dizel motor modeli olup, test sonuçları ile valide edilmiştir. Daha sonrasında, düşük motor devirlerinde hedeflenen tork değerleri için gerekli olan emme manifoldu basıncı ve debiye göre tedarikçilerden turboşarj haritası istenilmiştir. Değişken geometrili turboşarjın kompresör ve türbin haritaları motor modelindeki turboşarj ile değiştirilerek, motor modeli simule edilmiştir ve hedeflenen tork değerlerine ulaşabilmek için olması gereken türbin kanatçık açıları belirlenmiştir. Belirlenen turboşarj tedarikçiden geldikten sonra dizel motora entegre edilmiştir ve dinamometre üzerinde testleri gerçekleştirilmiştir. Tork, Güç, Özgül yakıt tüketimi, lambda, egzoz sıcaklığı gibi motor performans karakteristiklerindeki iyileşmeler incelenmiştir.