Bir otobüsün SORT çevrimi CO2 emisyonunun vecto ile modellenmesi
SORT cycle CO2 emission simulation of an intercity bus with vecto
Yazar: MUAMMER ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. TARKAN SANDALCI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Ağır taşıtlar = Heavy vehicles ; Karbon emisyonu = Carbon emission ; Otobüs = Bus ; Yakıt tüketimi = Fuel consumption

Özet:
Kamyonlar, şehir içi otobüsleri ve seyahat otobüsleri, yollardaki araçlar arasındaki düşük sayılarına rağmen CO2 emisyonlarının azımsanamayacak kadar büyük bir bölümünden sorumludur. Günümüzde, CO2 emisyonlarının belirlenmesi ve simülasyonu, özel amaçlı geliştirilmiş VECTO simülasyon yazılımı ile gerçekleştirilmektedir. Mevcut durumda, kamyonların CO2 emisyonları Avrupa Birliği tarafından regülasyona tabi tutulurken, otobüsler ve diğer ağır taşıtlar da yakın zamanda regülasyona dahil olacak. Diğer yandan, otobüslerin yakıt tüketimlerinin belirlenmesi için UITP tarafından tasarlanmış olan Standardized On Road Testing (SORT) çevrimi geçerliliğini halen devam ettirmektedir. Bu çalışmada, bir otobüsün SORT çevrimindeki çalışma koşulları VECTO yardımıyla modellenmiştir. Modellemede sınır koşulları belirli ve standartlaştırılmış bir çevrim kullanılmasının, belirsizlikleri büyük ölçüde azalttığı görüldü. ZBÖH sürüş dosyası,
test ile model arasındaki sürüş farklılıklarını azaltarak modelin komponent validasyonu kalitesine katkı sağladı. Yardımcı yüklerin SORT koşullarında kullanılması, yük tiplerinin sayılarını azaltarak simülasyon kalitesini arttırmaya
yardımcı oldu. Simülasyon sonuçlarının, ölçülen değerlerden SORT 1-2-3 için sırasıyla %0.8, %1.0 ve %1.4 kadar farklı olduğu görüldü. Çevrim ortalama hızıyla artan sapma oranı, gerçek ölçümler ile simülasyonda uygulanmış olan rüzgar
hızlarının farklı olmasına bağlanmıştır. Hata payları bilinen bu araç modelinde, sürüş çevrimi MBHH ile değiştirildi ve VECTO şanzıman modelinin vites değiştirme davranışları gözlendi. Gerçek testlerdeki vites kademeleri ile simülasyon vites
kademelerinin genellikle yakın seyrettiği, yakıt tüketimlerinin de gerçek testlerle % 0.2-0.7 aralığında bir farka sahip olduğu görüldü. Valide edilmiş ve hata payları bilinen, kendi şanzıman modeli ile vites değiştirme stratejisini yönetebilen bu modele, farklı bir şanzıman eklenerek, şanzıman davranışları ve yakıt tüketimleri gözlendi. Sonuçlar, başka bir araç konfigürasyonunun gerçek testlerinde görülen farklara yakın seyretti. Sonuçlar göstermiştir ki; testler esnasında detaylı rüzgar verisi toplanması ve modellemede bu verilerin kullanılması, ZBÖH modelin doğruluğunu ve MBHH simülasyon kalitesini arttırmada önemli bir potansiyele sahiptir.

Abstract:
Lorries, buses and coaches contribute to road CO2 emissions in a substantial way, in spite of their low share in vehicle fleet. CO2 emissions determination and certification are executed using a dedicated simulation software (VECTO).
Currently, CO2 emissions of lorries are regulated by the European Union and consequently, buses and other types of heavy-duty vehicles will be regulated as well. On the other hand, the Standardized On Road Cycle (SORT) is still in use for bus fuel consumption measurements. The current study performed a simulation by modelling the SORT cycle operation
conditions using VECTO. Utilizing a standardized cycle for fuel consumption simulation decreased the uncertainties. Combining this driving cycle with a gas pedal signal generator that ensured the fixed acceleration pedal positions further improved the repeatability and the precision of the measurements. Setting the auxiliary parameters according to the SORT standards reduced the number of auxiliary types and brought their energy demand closer to the measured on-road
values, thus, improved the simulation quality in terms of fuel consumption estimation. The simulation results for SORT 1-2-3 indicated values in 0.8-1.4% margin with the on-road measurements, depending on each cycle. The difference was referred to wind speed conditions as the other parameters were precisely defined thanks to the standardized cycle. In the validated model, the drive file was changed to a DBTS file and the shifting strategy was compared to the TBMS drive
file. The shifting points of the model was close to the measured data and the fuel consumptions were in 0.2-0.7% margin depending on the cycle. A new gearbox model was inserted to the validated DBTS model and it resulted close to the data
from a similar configuration .The results point out that collecting detailed wind conditions data throughout the measurements has a potential to further improve the TBMS model and the accuracy of DBTS simulation results.