Dizel bir araçta tahliyekapaklı turboşarjın tasarım ve analizi
Design and analysis of turbocharger in a diesel vehicle
Yazar: MUHAMMED TAHA TOPCU
Danışman: PROF. DR. KADİR BİLEN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dizel motorlar = Diesel engines

Özet:
Gelişen teknoloji ve endüstri sanayi ile beraber gündelik hayatımızda önemli bir yeri olan ulaşım araçları özelliklede otomobil sanayisi bu gelişmede önemli bir noktaya sahiptir. Yakıt tüketimi ve daha düşük hacimli motorlar kullanılarak mevcut performanslarını koruyan ve daha çevreci bir özelliği olan yenilikler motor üreticilerinin üzerinde çalıştığı ve Araştırmacılar son yıllarda yakıt tüketimi daha az ve motor hacmi küçük olan motorlar üzerinde çalışmaktadırlar. Böylece çevreye atılan emisyon gazlarıda azalmaktadır. 
Bu çalışmada dizel bir araç motorunda farklı sınır basınç oranları olan tahliye kapaklı bir turboşarjın 6.7 lt silindir hacmi üzerinde performans değerleri analiz edilmeye çalışılmıştır. Turboşarjın kullanım amacı motora gönderilen hava yakıt karışımında yoğunluğu artırmayı hedeflemektir. Bu şekilde motorda güç artışı daha düşük motor hacimlerinde sağlanabilmektedir. Aynı zamanda düşürülen hacim ile beraber mekanik kayıplarında önüne geçilmektedir. Bu çalışmada Concept Nrec programının alt programları Compal ve Rital programlarıyla tahliye kapaklı turboşarjın analizleri yapılmıştır. Motor özellikleri bilinen turboşarj sisteminde wastegate basınç oranı Pr=1.6, 2.0 ve 2.8 için farklı motor devirlerinde analizler gerçekleştirilmiştir. Kompresör, türbin ve motor için giriş ve çıkış noktalarındaki sıcaklık, basınç, güç değerleri ve verimlilik değerleri kıyaslanmıştır. Turboşarj verimi %45-50 aralığında veya biraz fazla olması istenmektedir. Bu çalışmanın sonucunda türbin için verim ηT=0,72 ve kompresör için ηC=0.73 bulunmuştur. Böylece hesaplanan turboşarj genel verimi sürtünme kayıpları ile birlikte 0,51 olmuştur. Bu değer literatürde önerilen verim değeri %50 nin üzerinde olma koşulunu iyi bir şeklide sağlamıştır.

Abstract:
Automobile industry, which has an important place in our daily life together with the developing technology and industrial industry, has an important point in this development. It requires the use of turbocharger technology with a centuries-old history. Recently, the researchers have conducted the works on the down size engines and lower fuel consumption engines with providing the same performance of the engines, thus it is reduced the emission released into atmosphere 
In this study, a turbocharger for different waste gate pressure ratio examined for an engine of 6.7 lt. The purpose of the turbocharger is to increase the density of air entering the engine. In this way, the power of engine can be increased in small size engines. Thus mechanical losses can also be decreased. In this study, an ideal turbocharger analysis was carried out numerically with the help of Compal and Rital programs which are sub-programs of Concept Nrec program. The analysis of turbocharger was carried out for specified engine.  For the specified engine, the simulations were carried out for the waste gate pressure ratio Pr=1,6, 2,0 and 2,8.  For the engine, compressor and turbine, inlet and outlet temperature pressure and efficiency were found and compared to each other. The efficiency of turbocharger is demanded in the range of %45-50 or having the value more than it. and efficiency results were compared to each other.  As a result of the study, it is obtained the efficiency of turbine is ηT=0,72 and 0,73 for compressor. Thus total efficiency of turbocharger is found to be 0,51 included mechanical friction. This result is higher than the value of %50 suggested in the literature and it can be accepted as the good result compared to that of literature.