Buji ateşlemeli içten yanmalı bir motorda Matlab programı ile yanmanın modellenmesi
Modeling of spark ignition internal combustion engine by using Matlab program running by two fuel
Yazar: KHANDA JALIL
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI AKÇAY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında, buji ateşlemeli bir motorun termodinamik analizi,
MATLAB programlama kodları kullanılarak LPG ve benzin olmak üzere iki
yakıt türü açısından teorik olarak incelenmiştir. Yanma odası içerisinde
gerçekleşen yanma sürecinin modelini çıkarmak için iki‐bölgeli ısı salımı
modelinden yararlanılmıştır. Silindir içi basınç, yanmış ve yanmamış karışm
bölgesinin sıcaklığı, ortalama efektif basınç, ateşleme avansı, sıkıştırma oranı
ve Y/H karışım oranı gibi parametreler 2 farklı yakıt tipi için modelde
kulanılmıştır.
Krank açısı, 0 derecede emme supabının ve 314 derecede de egzoz supabının
açıldığı bir (0'dan 360 dereceye kadar krank açısında) bir döngü gerçekleştirir.
Sıcaklık ve basınç değişikliğine ilişkin maksimum değerler, krank açısı
doğrultusunda hesaplanan motor hızına dayanır. Motor performansı, 1000,
1500, 2000, 2500 ve 3000 d/d'lık motor devirleri, 8, 9 ve 10 sıkıştırma
oranları ve 145 ile 160 arası krank açısı dereceleri aralığındaki ateşleme
avansı kapsamında incelenmiştir. MATLAB programı kapsamında yer alan
Grafik Kullanıcı Arabirimi (GUI) aracılığıyla, yakıt türü, motor geometresi ve
işletme koşulları da her hangi bir içten yanmalı motora uyacak şekilde
kolaylıkla değiştirilebilir ve bunlara ilişkin tüm grafikler tek bir pencereden
izlenebilir.
Bu teorik çalışmanın sonucu olarak, motorun benzin ile çalıştırılması,
maksimum basınç, sıcaklık ve verim, LPGden elde edilenden çok daha
büyüktür. Burada benzinle çalışma verimi kapsamında, maksimum basınç,
sıcaklık ve elde edilen veriler sırasıyla 4500 kpa, 2500 K ve 500'dür. Bu
rakamlar LPG için ise 4000 kpa, 2200 K ve 400 olup, 3000 d/dlık hızda
ateşleme avansı ise 145 derecedir. Maksimum güç ve tork 153 derecelik
ateşleme avansında gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: buji ateşlemeli motor, çıftbölgeli yanma modeli, MATLAB
modelleme, termodinamik analiz.

Abstract:
In this study, thermo dynamic analysis of a spark ignition internal combustion
engine investigated theoretically for two types of fuel LPG and benzin by using
a MATLAB programming codes. A two‐zone heat release model was utilized to
model the combustion process inside the combustion chamber. The wide
range of engine parameter were modeled for each type of fuel such as
pressure, burn and unburned temperature, indicative mean effective pressure,
compration ratio, air fule ratio.
The crank angle take a pleas between 0 to 360 crank angle degree where 0
degree refers to intake valve is closed and 314 degree refers to exhaust valve is
open the temperature and pressure variation, the maximum values depend on
the engine speed were calculated according to the crank angle. The engine
performance was investigate in the range of engine speed (1000, 1500, 2000,
2500 and 3000rpm), compression ratio of 8,9 and 10 and the spark advance in
the range of 145 to 160 crankangle degree. Through the Graphical User
Interface (GUI) in MATLAB program the type of fuel, engine geometry and
operating conditions can be change easily to fit any internal combustion
engine and the all graphic can be seen in one window.
As a result of this theoretical study, the maximum pressure, temperature and
work for benzin was greater than the LPG. Where the maximum pressure,
temperature and work for benzin were 4500kpa, 2500K and 500 J
Subsequently, and 4000kpa, 2200K and 400J for LPG Subsequently in
3000rpm and 145 degree of spark advance. The maximum power and torque
observed at 153 degree of spark advance.

Keywords: internal combustion engine, two zone engine MATLAB modeling,
thermo dynamic analysis.