Dört zamanlı kıvılcım ateşlemeli motorlarda kısmi yükte yakıt tüketimini azaltmak için yeni bir yöntem: Çevrim atlatmalı motor
İ.T.Ü. Makina Fakültesi, Otomotiv Anabilim Dalı'nda yürütülen bu çalışmada kıvılcım ateşlemek motorların düşük yüklerde çalışması durumunda meydana gelen kısılma kayıplarını azaltmak için alternatif bir yük kontrol sistemi olan ve "çevrim atlatmalı motor" olarak isimlendirilen bir yöntem geliştirilmiştir. 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. Çevrim atlatma sisteminin termodinamik analizi için geliştirilen model ile elde edilen sonuçlar, kısmi yükte yakıt tüketimini azaltmada bu yöntemin önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Yapılan deneyler, çevrim atlatma stratejisinde normal çalışma haline göre gaz kelebeğinin daha fazla açıldığını ve en yüksek momentin elde edildiği en düşük ateşleme avansının azaldığını göstermiştir. Özgül yakıt tüketimi, özellikle çok düşük hız ve yük koşullarında azalmış fakat yüksek hızlarda atlatılan çevrimlere yakıt kaçması nedeniyle artmıştır. Bu strateji ile motor rölanti konumunda çok daha düşük hızlarda kararlı olarak çalışmış ve buna bağlı olarak rölantideki yakıt tüketimi azalmıştır.
A new method to control the power named 'skip-cycle engine' had been developed in ITU Mechanical Engineering Faculty, Automotive Division laboratory in order to reduce pumping losses at part load of spark-ignition engines. 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. A thermodynamic model, besides experimental results, is used to explain the skip cycle strategy in more detail. This theoretical investigation shows considerable potential to increase the efficiency at part load conditions. Experimental results obtained with this novel strategy show that the throttle valve of the engine opens wider and the minimum spark advance for maximum brake torque decreases in comparison to those of the classical operation system. The brake specific fuel consumption decreases at very low speed and load, while it increases at higher speed and load due to the increased fuel loss within the skipped cycles. In this working mode, the engine operates at lower idle speed without any stability problem; and moreover with less fuel consumption.
___
1. Kutlar, O, A., Dört Zamanlı Otto (Rochas) Çevrimli Motorlarda Kısmi Yükte Yakıt Tüketimini Azaltmak İçin Yeni Bir Yöntem, Doktora Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999.2. Kutlar, O. A., Dört Zamanlı Motorlarda Çevrim Atlatma Sistemi, İncelemeli Patent TR 2000 03902 B, 2000.
3. Kutlar, O. A.., Arslan H. and Calik A. T., Skip Cycle System For Spark Ignition Engines: An experimental Investigation of a New Type Working Strategy. Energy Conversion and Management,2007;48:370-379.
4. Arslan, H., Otto Motoru Kısmi Yüklerinde Minimum Yakıt Tüketimi, Doktora Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enst., 2003.
5. Arslan, H., Mehdiyev, R., Kutlar O. A. and Çalık, A.T., A New Calculation Model For Spark-Ignition Engines In Relation To Different Combustion Mechanisms, 8th International Combustion Symposium, Ankara, 2004
6. Kolchin, A. and Demidov, V., 1984. Design of Automobile Engines, Mir Publishers, Moscow
7. Basshuysen, R. V., Schmaedeke, W. und Vogt, R., 1980. Reibungsverluste von Fahrzeugmotoren Unterschiedlicher Groesse und Zylinderanzahl, MTZ Motorentechnische Zeitschrift,41,509-511.
8. Çalık, A. T., Deney Motoru Veri Toplama ve Analiz Sistemi Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999.
9. Basshuysen, R. V., "Zylinderabschaltung und Ausblenden einzelner Arbeitszyklen zur Kraftstoffersparnis und Schadstofminderung", MTZ Motortechnische Zeitschrift, 54-5,1993.
10. Salber, W., Kemper, H., Staany, F., Esch, T., "Der Elektromechanische Ventiltrieb-Systembaustein fuer zukuenftige Antriebskonzepte Teil 2", MTZ Motortechnische Zeitschrift, 62-1,2001.
- ISSN: 1300-3402
- Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
- Başlangıç: 1957
- Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI