Model bazlı motor kalibrasyon algoritması geliştirilmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: CİHAN BÜYÜK

Danışman: Muammer Özkan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma, Python yazalım dilini kullanarak, silindir içi yanma, ısı transferi, sürtünme, mekanik ve emisyon hesaplamaları yapan bir motor modeli sayesinde, bir içten yanmalı dizel motorun, kalibrasyon haritalarının oluşturulması amacı ile bir algoritma ve bilgisayar yazılımı geliştirilmesini kapsamaktadır. Oluşturulan algoritma ve yazılım, verilen maksimum güç ve tork hedefleri ile birlikte, kullanıcı tarafından belirtilen motorun ana boyutlarını kullanarak, bir hedef motor performans karakteristiği oluşturur. Daha sonra içinde barındırdığı motor modeli sayesinde, verilen yakıt tüketimi başta olmak üzere, silindir içi basınç, egzoz sıcaklığı v.b. limitleri kullanarak, motorun farklı çalışma devrine ve yüküne bağlı en optimum kalibrasyon haritalarının çıktısını üretir. Ayrıca çalışma kapsamında dizel motorlarda oluşan \(N_2 O\) emisyonunun hesaplanması için yeni bir yöntem de önerilmektedir ve model sonuçları ile test sonuçları kıyaslanmaktadır. Bu çalışma, motor geliştirme safhasındaki en maliyetli ve uzun süreçlerden biri olan kalibrasyon testleri için pratik bir yöntem ortaya koyar. Test süreçlerinin kısalması, geliştirme fazındaki yakıt sarfiyatının ve buna bağlı maliyetlerin ve emisyon salınımının azalmasına olanak sağlar. Motorun kalibrasyon haritalarının ve performans sonuçlarının, henüz motor tasarımı tamamlanmamışken dahi belirlenebilmesi, motor bileşenlerinin tasarımına veya tedarikine yön verir. Ayrıca, algoritma, belirtilen sınır koşullara göre oluşturduğu haritalar sayesinde, testler esnasında oluşabilecek riskli ve tehlikeli çalışma noktalarının elenmesini sağlar, bu sayede maliyeti yüksek prototip motorları ve test sistemlerini korur. Geliştirilen yazılım, yalnızca tasarım ve test süreçlerinde değil, bu konuda öğrenim gören öğrencilerin alacakları eğitimlerde, motorun çalışma dinamiklerinin daha iyi anlaşılabilmesi adına bir araç olarak da kullanılabilir.