Buji ateşlemeli motorlarda çevrimsel farklılıkların azaltılması için ardışık çevrimlerde ateşleme zamanının elektronik kontrol ünitesi geliştirilerek denetlenmesi
The control of spark timing of consecutive cycles to reduce  the cyclic variations by developing electronic control unit in spark ignition engines
Yazar: ALİRIZA KALELİ
Danışman: DOÇ. DR. KÖKSAL ERENTÜRK ; PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Adaptif model izleme kontrol sistem = Adaptive model following control system ; Motor kontrol = Motor control ; Oransal kontrol = Proportional control ; Sistem modelleme = System modelling

Özet:
Buji ateşlemeli içten yanmalı motorlarda özellikle fakir yanma koşullarında veya düşük devir ve yük koşullarında çalıştırılması durumunda meydana gelen çevrimsel farklar, ardışık çevrimlerden her birinde maksimum basınç değerlerinin birbirlerinden farklı olmasına neden olmaktadır. Çevrimsel farklılıklar hem kimyasal ve hem de fiziksel olaylardan kaynaklanmaktadır. Bu farklılıkların sebepleri artık gazlardaki farklılıklar, hava-yakıt oranı ve yakıt bileşimi ile yanma odasındaki yanmamış gazlar gibi sebeplerle açıklanabilmektedir. Çevrimsel farkların azaltılması özellikle fakire yakın şartlarda veya motorun düşük devirlerde ve yük koşullarında çalıştırılmasında etkin bir faktör olmaktadır. Çevrimsel farklılıklar motor çıkış gücünde azalmalara, motorun kararsız çalışmasına ve motorda istenmeyen gürültü ve titreşimlere neden olabilmektedir. 
Bu çalışmanın amacı, içten yanmalı motorlarda meydana gelen çevrimsel farkları azaltmak için ardışık çevrimlerdeki ateşleme avansını kontrol etmektir. Bu çalışmada, sistem tanımlama teknikleri kullanılarak ateşleme avansı ile maksimum basınç noktası parametreleri arasında stokastik bir model oluşturulmuştur. Bu modelle bir çevrim sonraki maksimum basınç değeri tahmin edilmiştir. PI (Oransal İntegral), minimum varyans ve genelleştirilmiş minimum varyans kontrolcüler silindir içi maksimum basıncı düzeltmek amacıyla test motorunun birinci silindirinin ardışık çevrimlerinde ateşleme zamanını değiştirmek için tasarlanmıştır. Ayrıca bu kontrol algoritmaları LabView ortamında oluşturulmuş ve alan programlanabilir kapı dizileri (FPGA) şasisine yüklenmiştir.

Abstract:
The cyclic variations in spark ignition engines occurring especially under specific engine operating conditions make the maximum pressure variable for successive in-cylinder pressure cycles. The cyclic variations are caused by both chemical and physical phenomena. The reason of the variations can be expressed as a result of following events such as residual gas fraction, the fuel-air ratio, the fuel composition and the motion of unburned gas in the combustion chamber. Minimization of cyclic variations has a great importance in effectively operating near to lean limit, or at low speed and load. The cyclic variations may reduce the power output of the engine, lead to operational instabilities, and result in undesirable engine vibrations and noise.
The purpose of this study is to control of spark timing for consecutive cycles in order to reduce the cyclic variations in spark ignition engines. In this study, a stochastic model is performed between spark timing and in-cylinder maximum pressure using system identification techniques. By using this model, the maximum pressure of the next cycle has been predicted. PI (Proportional Integral), minimum variance and generalized minimum variance controllers have been designed to regulate the in-cylinder maximum pressure changing the spark timing for consecutive cycles of the first cylinder of test engine. In addition, these control algorithms have been built in LabView environment and installed to Field Programmable Gate Arrays (FPGA) chassis.