Dizel motorlarında mekanik kayıplar ortalama basıncının ve mekanik verimin indikatör diyagramı yöntemiyle belirkenmesi
Determination of mean pressure of mechanical losses and mechanical efficiency of diesel engines by applying indicator diagram method
Yazar: COŞKUN BAYRAM
Danışman: PROF. DR. ORHAN DURGUN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sunulan çalışmada dizel motorlarında mekanik kayıpların indikatör diyagramı yöntemi ile deneysel olarak belirlenmesi ve taşıt dizel motorları için kullanılabilecek ampirik bağıntıların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla önce mekanik kayıplara ilişkin genel bilgiler verilerek mekanik kayıpları belirlemede kullanılan yöntemler tanıtılmıştır. Ardından bu yöntemlerden biri olan indikatör diyagramı yönteminden yararlanarak; tüboşarjlı ve doğal emişli dizel motorlarında mekanik kayıplar deneysel olarak incelenmiştir. İndikatör diyagramı yöntemi için deneyler her bir motor tipinde 1/1, 3/4, 1/2 gaz konumlarında (farklı yakıt gönderme oranlarında) ve yüksüz durumda farklı devir sayılarında gerçekleştirilmiştir. Ayrıca farklı iki yağlama yağı ile türboşarjlı motorda 1/1 gaz konumunda ve farklı devir sayılarında deneyler yapılmıştır. Böylece farklı devir sayılarında ve gaz konumlarında deneyler yapılarak ortalama piston hızının, yüklemenin ve yağ viskozitesinin mekanik kayıplar üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu deneysel veriler değerlendirilerek mekanik kayıplar ortalama basıncının, mekanik verimin ve pompalama kayıpları ortalama basıncının; farklı gaz konumlarında (yakıt gönderme oranlarında) ortalama piston hızına ve hava debisine göre değişimleri elde edilmiştir. Ayrıca tüm deneysel sonuçlar eğriler şeklinde sunularak irdelenmiştir.İndikatör diyagramı yönteminin uygulanmasından elde edilen mekanik kayıplar ortalama basıncı ve pompalama kayıpları ortalama basıncı değerlerinin ortalama piston hızına ve hava debisine göre değişimlerine; çeşitli eğriler uydurularak: türboşarjlı ve doğal emişli dizel motorlarında farklı gaz konumlarında mekanik kayıplar ortalama basıncını ve pompalama kayıpları ortalama basıncını veren 3. dereceden polinomlardan oluşan ampirik bağıntılar geliştirilmiştir.Hata analizinin uygulanması amacıyla; her bir deney koşulunda yapılan ölçümler 5'er kez tekrarlanarak ölçülen ve türetilen büyüklüklere %5 anlamlılık düzeyinde Student's-t dağılımı uygulanmıştır.

Abstract:
In the presented study; it was aimed to investigate experimentally mechanical losses in diesel engines and to obtain empirical correlations suitable to use in diesel engines. For this purpose, firstly, fundamentals of mechanical losses have been given and methods aimed to determine mechanical losses have been introduced. Then by applying one of these methods, which is called as "Indicator Diagram Method", mechanical losses in turbocharged and natural aspirated diesel engines were experimentally investigated. For applying the indicator diagram method, experiments were performed at 1/1, 3/4, 1/2 gas positions (fuel deliver rates) and no load case at the various engine speeds. Moreover, experiments were performed by using two different lubrication oil at the 1/1 gas position at the various engine speeds for turbocharged engine. The variations of mean pressure of mechanical losses, mechanical efficiency and mean pressure of gas exchange losses with respect to mean piston speed and air flow rate at various gas positions (fuel deliver rates) have been determined. All of the experimental results have also been presented as various curves and evaluated.By applying curve fitting to variations of mean pressure of mechanical losses and mean pressure of gas exchange losses values obtained by using Indicator Diagram Method; various empirical correlations consisting of 3rd degree polynomials were developed to determine mean pressure of mechanical losses and mean pressure of gas exchange losses at various gas positions in diesel engines.For purpose of applying error analysis, every measurement has been repeated 5 times at each experimental condition and Student?s-t distribution at %5 level of significance has been applied.