Bir pnömatik motor kontrol sisteminin teorik ve deneysel analizi
Theoretical and experimental analysis of a pneumatic engine control system
Yazar: HALUK GÜNEŞ
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN BAYINDIR ; PROF. DR. ATİLLA KOCA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Elektromanyetik = Electromagnetic ; Elektromanyetik özellikler = Electromagnetic properties ; Elektronik = Electronics ; Elektronik devreler = Electronic circuits ; Pnömatik makineler = Pneumatic machinery ; Pnömatik sistemler = Pneumatic systems ; Sayısal elektronik = Digital electronic ; İki zamanlı motorlar = Two stroke engines

Özet:
Bu çalışmada tek silindirli 2 zamanlı benzinli bir motor basınçlı hava motoruna dönüştürülmüş ve emme supabının istenilen zamanda açılıp kapanabilmesi için eksenel çalışan elektromanyetik bir supap mekanizması hazırlanmış ve prototipi yapılmıştır. Motorun çalışmasının yönetilmesi için Atmega8 mikroişlemcili bir elektronik devre imal edilmiş ve en uygun emme supap (Emaks 40°, Emaks 50°, Emaks 60° ve Emaks 70°) zamanlaması belirlenerek performans deneyleri yapılmıştır. Deneyler sabit kelebek açıklığı ve farklı çalışma basınçlarında (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 ve 22 bar) yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre en yüksek doldurma verimine sahip olması sebebiyle, bütün çalışma basınçları için en uygun emme supap zamanlaması Emaks 60º belirlenmiştir. Emme supap zamanlaması Emaks 60º, 20 bar çalışma basıncı, 1000 1/min motor hızında motor verimi %22,16, motor momenti 2,92 Nm ve motor gücü 306 W olarak elde edilmiştir.Deneylerden elde edilen motor perfomans değerleri kullanılarak motor momenti ve hava tüketim debisinin tahmini için MATLAB programı kullanılarak, R2 değeri 0,99858 olan YSA ile modellemesi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde kurulan YSA'nın yüksek doğrulukta tahminler yaptığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study a single-cylinder two stroke gasolin engine has been converted to a compressed air engine and axial running electromagnetic valve mechanism and a prototype were prepared to open and close the intake valve at the desired time. An electronic circuit having Atmega8 microprocessor was produced to manage the work of the engine and the performance experiments were performed by determining the timing of the most appropriate intake valve (Emaks 40º, Emaks 50º, Emaks 60º and Emaks 70º). The experiments were performed at the constant throttle and different working pressures (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 and 22 bar). According to the experiment result, Emaks 60 was decided to be the most suitable intake valve timing for all the working pressure due to the fact that it has the highest volumetric effiency. Engine efficiency was found to be at intake valve timing Emaks 60º, 20 bar working pressure, 1000 1/min engine speed 22,16 % and its engine moment, 2.92 Nm and engine power 306 W.By using the engine performance values obtained from experiments and MATLAB program, an ANN which has R2 value is 0.99858 was modelled for engine torque and the estimation of air consumption flow rate. The predictions with high accuracy by the ANN were observed when the result obtained were analyzed.