Benzin motorunda çevrim atlatma metodunun teorik incelemesi
Theoretical analysis of skip-cycle method in gasoline engine
Yazar: EMRAH ÖZGÜMÜŞ
Danışman: PROF.DR. METİN ERGENEMAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
İ.T.Ü. Makina Fakültesi, Otomotiv Ana Bilim Dalı bünyesinde yürütülen ?ÇevrimAtlatmalı Motor? projesi kapsamında benzin motorları için alternatif bir yük kontrolsistemi geliştirilmiş ve patenti alınmıştır. Bu yöntemin amacı, motorun yükü azaldığındabirbirini izleyen çevrimlerin bazılarına yakıt ve hava girişini durdurmak ve aynı gücüelde edebilmek için dolgu girişini (gaz kelebeği açıklığını) arttırarak toplam efektifverimi yükseltmektir. Tek silindirli bir motor üzerinde yapılan deneysel ve teorikçalışmalarla, sistemin kısmi yük bölgesinde verimi arttırmaya yönelik potansiyeli ortayakonulmuştur.Bu çalışmada, mevcut termodinamik model geliştirilerek çevrim atlatma sisteminin teksilindirli ve çok silindirli motorlara uygulanması teorik olarak incelenmiştir. Öncelikletermodinamik modelin, motorun normal çalışmasına yönelik hesaplama adımlarıaçıklanmış ve modelden elde edilen sonuçlarla gerçek motor verileri karşılaştırılmıştır.Sonuçlar, modelin yeterli doğruluğa sahip olduğunu ortaya koymuştur. Daha sonramodel, çevrim atlatmalı motorun hesabına yönelik olarak geliştirilmiştir. Tek silindirlimotor için yapılan bazı hesaplamalarla, çevrim atlatma sisteminin indike ve efektifparametreler üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Çok silindirli motorlara yönelikyapılan inceleme, belli sınırlar dahilinde çok sayıda farklı çevrim atlatma stratejisininuygulanabileceğini ve efektif verimde önemli bir artış sağlanabileceğini göstermiştir.Ayrıca, çevrim atlatma stratejisinin seçiminde krank milindeki moment değişimininönemi vurgulanmıştır. Son olarak bir binek otomobilin, Avrupa şehir çevrimindekiyakıt tüketiminin, çevrim atlatma metoduyla ne oranda iyileştirilebileceği teorik olarakhesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler: Benzin motoru, Çevrim Atlatmalı Motor, Kısmi Yük

Abstract:
A new load control method for gasoline engines called `Skip-Cycle Engine? has beendeveloped and patented in ITU Mechanical Engineering Faculty, Automotive Divisionlaboratory. The aim of this method is to cut off the fuel and stop the gas exchange insome of the consecutive four-stroke cycles. In order to maintain the same power, thecharge (throttle opening) must be increased which means higher efficiency of the enginewhen the load is reduced. Experimental and theoretical studies made on a singlecylinderengine have revealed the considerable potential to increase the efficiency at partload conditions.In this study, application of the skip-cycle system to single- and multi-cylinder engines isinvestigated theoretically by improving the thermodynamic model. First of all,calculation procedure of the thermodynamic model for the normal working condition ofthe engine is described and the results that are obtained by using this model arecompared with the real engine data. Secondly, the thermodynamic model is improvedfor the skip-cycle engine. Several information about the effects of the skip-cycle systemon the indicated and effective parameters are obtained from the calculations made for asingle-cylinder engine. Investigations made for multi-cylinder engines reveal that undersome constraints, many different skip-cycle strategies can be applied and that aconsiderable increase in effective efficiency can be obtained. Additionally, it is pointedout that the moment variation on the crank shaft is very significant in the choice of theskip-cycle strategies. Finally, how much the fuel consumption of a touring car in theEuropean Driving Cycle can be decreased by using the skip-cycle method is examined.Keywords: Gasoline engine, Skip-Cycle Engine, Part Load