Otto motorlarının farklı yakıt tiplerinde optimum performanslarının araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, LPG dönüşümü yapılmış buji ateşlemeli içten yanmalı bir motorun optimum şartlarda çalışmasında önemli etkileri olan ateşleme avans ve yakıt-hava oranı parametreleri dikkate alınarak bir performans iyileştirme stratejisi ortaya konmuştur. Tez temel olarak 5 farklı aşamadan meydana gelmiştir. Bunlar;1. aşama: Motorun orijinal ateşleme avans eğrileri sınırlı sayıdaki vakum değerleri için literatürden elde edilmiştir. Sonrasında ise farklı çalışma şartlarındaki farklı vakum değerleri için gerekli avans değerleri interpolasyonla hesaplanmıştır.2. aşama: Karbüratörlü deney motoruna 1. nesil LPG kiti montajı yapılarak, benzin ve LPG kullanımları arasındaki farklılıklar ortaya konmuştur.3. aşama: Karbüratörlü deney motorunun üzerinde bulunan ve Digiplex ticari markasına sahip orijinal ateşleme kontrol ünitesi, tasarımı bütünüyle bu tez kapsamında gerçekleştirilen ateşleme kontrol ünitesi ile değiştirilmiştir. Böylece LPG kullanımında ateşleme avans değişimlerinin motor performansı üzerindeki etkilerini gözlemlemek mümkün olabilmiştir.4. aşama: Karbüratörlü motorda deneylerin sonuçlandırılması sonrasında, karbüratör devre dışı bırakılmış ve tasarımı bu çalışma kapsamında gerçekleştirilen LPG püskürtme sistemi motora monte edilmiştir. Bu işlem sonrasında tasarlanan ateşleme ve yakıt kontrol üniteleri kullanılarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneyler sırasında orijinal ateşleme avans değerleri kullanılmıştır. Bu aşamada karbüratörlü ve püskürtmeli yakıt besleme sistemlerinin motor performansı üzerindeki etkilerinin kıyaslanabilmesi mümkün olabilmiştir.5. aşama: Son olarak LPG püskürtme sistemine sahip motorda ateşleme avans değerleri değiştirilerek deneyler gerçekleştirilmiştir.Tasarlanan LPG enjeksiyon sistemi ile gerçekleştirilen tüm deneylerde 3-yollu katalitik dönüşüme en uygun hava fazlalık katsayısı değeri olan 1 civarında kalınmaya gayret edilmiştir.Sonuç olarak; deney motoru tasarlanan ateşleme ve LPG püskürtme kontrol üniteleri vasıtasıyla başarılı bir şekilde çalıştırılabilmiştir.

In this study, a performance improvement strategy has been presented by taking the ignition advance and fuel air ratio parameters into account which have important effects on the running of LPG fueled spark ignited engine at optimum condition. The thesis basically consists of 5 different stages which are;1th phase: The original ignition advance curves for limited number of vacuum values were provided from the free literature. Then the advance angles corresponding to different vacuum values occurred at various operational points on the performance map of the engine were calculated by interpolation.2nd phase: The first generation LPG kit was installed on the carbureted test engine and performance differences between the use of LPG and gasoline has been presented.3th phase: The original ignition control unit with commercial name "Digiplex" on the carbureted test engine was replaced with an ignition control unit which was entirely designed in the scope of this thesis. This enabled us to observe the effect of ignition advance variations on engine performance with the use of LPG.4th phase: After finishing the tests with carburetor engine, carburetor was removed and LPG injection unit, which was specifically designed within the scope of this study, was installed on the engine. Then the tests were realized by using the designed ignition and injection control units. The original ignition advance values were used during the tests. To compare the effects of carburetor and injection fuel supply systems on the engine performance could be possible in this phase.5th phase: Finally, the tests were realized on LPG injection engine with the varied ignition advance angles.As it can easily be understood from these explanations, this study is an optimization study based on basically ignition advance and partly on fuel-air ratio. The excess air ratio was tried to keep as close to unity as possible for convenience to use 3-way catalyst in all the experiments realized with use of designed LPG injection system.Consequently; the test engine could be run successfully by designed ignition and LPG injection control units.