Dizel motorlu taşıtta kabin ısıtma sisteminin motor ısınma periyoduna etkisinin AVL CRUISE™ M ile analizi
Analysis of the effect of cabin heating system on engine heating events in a diesel engine vehicle using AVL CRUISE™ M
Yazar: GÖKHAN GELEN
Danışman: PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ
Erzurum Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Benzetim programları = Simulation programs ; Dizel motorlar = Diesel engines ; Isıtma sistemleri = Heating systems ; Taşıt kabini = Vehicle cabine

Özet:
İçten yanmalı motorların kullanıldığı taşıtlardan yayılan emisyonların azaltılmasına dair standartlar sürekli güncellenmekte ve giderek daha katı hale gelmektedir. Bu durum hem motor/taşıt üreticilerini yeni nesil sistemler geliştirmek konusunda zorlamakta hem de araştırmacıları bu alana yönlendirmektedir. Bu çalışmada kabin içi ısıtma siteminin motor ısınma fazına etkileri, farklı çevre sıcaklıklarında analiz edilmiştir. AVL CRUISE™ M simülasyon programı ile yapılan modellemede, 3 farklı durum ve 10, 5, 0, -5 ve -10 °C olmak üzere beş farklı çevre sıcaklığının kabin ısıtma sisteminin motor ısınma süreci üzerindeki etkisini incelemek için kullanılmıştır.  Bu kapsamda önemli motor çalışma durumlarından bir tanesi de soğukta ilk hareket ve motorun ısınma sürecinde gerçekleşen olaylardır. İlk çalıştırmanın ardından motor ısıl verimi düşük seviyede kalmaktadır ve bu durum motor soğutma suyu sıcaklığı ve yağlama yağı sıcaklığı daimî çalışma şartlarına gelinceye kadar da böyle sürmektedir. Sonuç olarak, kabin ısıtma sisteminin motor ısınma süreci üzerinde belirli seviyede etkili olduğunu göstermiştir. Azalan çevre sıcaklığı ile birlikte motor ısınma süresi uzamaktadır. Ancak özellikle motor termostatı açılıncaya kadar kabin ısıtma sisteminden motor soğutma suyunun dolaşımına izin verilmemesi durumunda motor ısınma süresinde kısalmalar görülmüştür. Motor soğutma suyunun kabin ısıtıcısına ulaşmasına engel olunması kabin içi sıcaklığın istenen seviyelere daha geç ulaşması ve konfor şartlarının olumsuz etkilenmesi anlamına gelmektedir ancak özellikle 0 °C'nin altındaki sıcaklıklarda bu tasarımın kabin içi sıcaklığın artış süresini de önemli seviyede artırmadığını görülmüştür.

Abstract:
Standards for reducing emissions from vehicles using internal combustion engines are constantly being updated and become increasingly stringent. This situation both forces engine/vehicle manufacturers to develop new generation systems and directs researchers to this field. In this study, the effects of the cabin heating system on the engine warm-up phase were analyzed at different ambient temperatures In the modeling made with the AVL CRUISE™ M simulation program, the temperature of the cabin heating system was used to examine the different situations on the engine warming process and five different environmental effects as 10, 5, 0, -5 and -10 °C. In this condition, one of the important engine operating situations is the first start in the cold and the events that occur during the warm-up process of the engine. After the first start-up, the engine thermal efficiency remains low, and this continues until the engine coolant temperature and lubricating oil temperature reach steady operating conditions. As a result, it has been shown that the cabin heating system has a certain effect on the engine warm-up process. With the decreasing ambient temperature, the engine warm-up time is prolonged. However, especially when the engine coolant is not allowed to circulate from the cabin heating system until the engine thermostat is opened, a shortening of the engine warm-up time has been observed. Preventing the engine coolant from reaching the cabin heater means that the cabin temperature reaches the desired levels later and comfort conditions are negatively affected. However, it has been observed that this design does not significantly increase the rise time of the cabin temperature, especially at temperatures below 0 °C.