Diesel motorlarında pilot püskürtmenin performans ve emisyon açısından optimizasyonu

Abstract

Modern diesel motorlarında, püskürtmenin fazlandırılabilmesi emisyonların kontrolü açısından üreticilere esneklik sağlamıştır. Ana püskürtmeden önce püskürtülen pilot püskürtme NOx emisyonlarının ve yanma gürültüsünün azaltılmasında etkin biçimde kullanılmaktadır. Tez çalışmamın birinci aşamasında 1.8 lt, bir diesel motorda tek püskürtme stratejisinde referans deneyler gerçekleştirilmiş, daha sonra seçilen referans deneyeler için toplam püskürtülen yakıt miktarının %5, 10%, 15%'si pilot püskürtme olarak çeşitli avans açılarında sisteme sokularak deneyler gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada deney motoru AVL Boost programı ile modellenmiş ve model silindir içi basınç verilerini doğrulayacak şekilde kalibre edilmiştir. Üçüncü aşamada deney düzeneğinde denenmemiş noktalar için simülasyon programı kalibrasyon parametreleri Yapay Sinir Ağları yöntemi ile tahmin edilmiş ve program yeni parametre grupları ile çalıştırılmış ve sonuçlar analiz edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında, Yapay Sinir Ağları (YSA) metodu ile motor performans çıktı parametrelerini tahmin eden çok katmanlı algılayıcı tipinde YSA'lar geliştirilmiştir ve geliştirilmiş olan bu YSA'lar ile yeni noktalardaki performans parametreleri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, pilot püskürtmenin uygun miktarda ve avansla yapıldığında NOx emisyonlarının azaldığı, kullanılmış olan deney motorunda pilot püskürtmenin NOx emisyonlarını azaltmada etkin olarak kullanılabilmesi için pilot püskürtme miktarının ~1.5 mg/çevrimi geçmemesi gerektiği, pilot püskürtme miktarını uygun olarak seçildiği stratejilerde is emisyonlarındaki artış görüldüğü, püskürtme basıncının arttırılmasının is emisyonunu düşürebildiğini ancak daha iyi yanma nedeni ile ve NOx artışına sebep olduğu, model kalibrasyon parametrelerinin belirlenmesinde YSA metodunun kullanılabilir olduğu, YSA'nın tek başına kullanımı durumunda ise, metodun yeterli deney matrisleri ile eğitildiği durumlarda ara parametre tahmininde kullanılabileceğini ancak çok düşük sayıdaki deney matrisi sonuçları ile motor performans parametrelerini tahmin etmede yetersiz olduğu görülmüştür.