7.3L dizel motorunun matematiksel modellenmesi ile silindir içi parametrelerin, performansın ve egzoz emisyonlarının incelenmesi
Mathematical modelling of 7.3L diesel engine and investigating its parameters and exhaust emissions
Yazar: OLCAY ATAY
Danışman: PROF. DR. RAFİG MEHDİYEV
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dizel motorlar = Diesel engines ; Yanma = Combustion ; Yanma modelleri = Combustion models ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Petrol fiyatlarının giderek artması daha ekonomik olan dizel motorların yaygın olarak kullanılmasını otomotiv endüstrisinin gündemine yeniden getirmektedir. Dizel motorlar benzinli motorlarla yakıt tasarrufu açışından karşılaştırıldıklarında %25-30 daha ekonomiktirler. Dizel motorların yaygınlaşmasındaki temel engel egzoz gazlarındaki azot oksitleri (NOx) ve is-partikül (duman) kirleticilerinin benzinli motorlara göre daha yüksek olmasıdır. Çevre kirliliği problemleri ön plana çıktığı için güncel emisyon standartları bu kirleticilerin sınır değerlerini düşük seviyelerde tutulmasını gerektirmektedir.Bu noktada dizel motorlarda yanma karakteristiğinin belirlenmesi önemlidir. Egzoz emisyonlarının matematiksel modelleme ile hesaplanabilmesi Euro standartlarına uygunluk açısından ön fikir verebilmektedir. Silindir içi sıcaklık ve basınçtaki değişimin, motor verimi ve egzoz emisyonlarına etkisi belirlenebilmektedir.Matematiksel modelleme için Ford Otosan A.Ş'ye ait 7.3L dizel motor bu çalışmada örnek olarak alınmıştır. Matematik model krank açısı değişimine bağlı olarak silindir içi parametreleri olan sıcaklık ve basıncı hesaplayarak, reaksiyon hızları üzerinde etkisi olan bu parametreleri denge denklemlerini çözmekte kullanacaktır. Denge denklemlerinin modellenmesinin ardından Zeldovich difüzyonlu yanma mekanizması kullanılarak NOx emisyon değerlerinin hesabına geçilecektir. Kullanılan denge konsantrasyon denklemleri İTÜ Otomotiv Anabilimi tarafından geliştirilen amprik formüllerdir.Bu çalışma ile birlikte, Ford OTOSAN tarafından üretilmekte olan 6 silindirli dizel motorunun hazırlanan matematik model ile silindir içi, indike ve efektif parametreleri incelenerek, dizel motorun NOx emisyonunun EURO kurallarına uygunluğu tartışılacaktır. Çalışmanın değerlendirme kısmında alternatif emisyon azaltma yöntemlerinden bahsedilecektir.

Abstract:
Increase in oil prices brings more economical diesel engines to be used as widespread to the agenda of the automotive industry. When diesel engines are compared with gasoline engines, they are 25-30% are more economical than gasoline engines. The main obstacle for Diesel to be more widespread than gasoline engines is their high nitrogen oxides and, particles (smoke) in exhaust gases. Environmental pollution problems that come to the fore of current emission standards for these pollutants to limit demand to be kept at low levels.At this point, determining the characteristics of combustion in diesel engines is important. Exhaust emissions can be calculated with mathematical modeling for compliance with Euro standards will provide preliminary ideas. Changes in temperature and pressure within the cylinder of the engine exhaust emissions and its effect on yield can be determined.Mathematical modeling 7.3L diesel engine belong to Ford OTOSAN A.Ş is taken as an example. Mathematical models based on crank angle change parameters within the cylinder by calculating the temperature and pressure, reaction rates have an impact on the balance of these parameters will be used to solve equations. Equilibrium of the model equations to be the mechanism of diffusion and then by using the Zeldovich NOx emissions will exceed the value of the account. Equations of equilibrium concentration used was developed by ITU Automotive Departmant empiric formulas.With this study, 6 cylinder diesel engine whis is being produced by Ford OTOSAN is modelled mathematically to evaluate its effective parameters, NOx emissions of the engine, and its compliance of Euro emission standarts. Working in the evaluation of alternative emission reduction methods are mentioned.