Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu

Abstract

Sıvı püskürtme sistemlerinin dinamik incelemesi konusunda olan bu çalışmada diesel motorları yakıt püskürtme sistemleri ele alınmıştır. Yaygın olarak kullanılan püskürtme sistemleri konusunda bilgi verilerek ömür ve verim bakımından optimum püskürtme ve bunu gerçekleştirmede karşılaşılan problemler tanıtılmıştır. Sistemin birçok özelliğinin etkisinde olan bu problemlerin çözümünde kullanılabilecek bir yol olarak dinamik simülasyon çalışmanın esas amacı olmuştur. Bu amaçla ele alınan örnek bir motor ve yakıt püskürtme sisteminin matematiksel modellemesi yapılmıştır. Sistemin modeli kurulurken yakıtın sıkışması, donanımın elastikliği,sıvı sürtünmesi gibi faktörler göz önünde bulundurularak yüksek basınç pompası, enjektör ve yüksek basınç borusundaki olayların diferansiyel denklemleri elde edilmiştir. Yüksek basınç borusu için elde edilen hiperbolik kısmi diferansiyel denklemlerin başlangıç ve sınır şartları altında çözümü için iki yöntem tanıtılmıştır. Bu çalışmada çözüm için karakteristikler metodu kullanılmış ve sistemin herhangi bir noktasında hız ve basınç değerlerini elde etmek üzere bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Örnek sistemin sayısal değerleri kullanılarak program çalıştırılmış ve çeşitli parametrelerin püskürtme olayı üzerindeki etkileri incelenmiştir.

In this study, concerning the dynamic simulation of liquid injection systems, the fuel injection systems of diesel engines was investigated. The commonly used fuel injection systems were reviewed, the optimum injection and the relevant problems were introduced. Dynamic simulation was essentially aimed as a useful way in the solution of this problem which is under the effect of many system parameters. Thus, a mathematical model of a CI engine and its fuel injection system was established. In this modelling, the differential equations of phenomena in the injection pump, high pressure pipes and injector were ob tained by considering the compressibility of fuel, elasticity of physical system and fluid friction etc. Two methods were explained for the solution under the ini tial and boundary conditions of hyperbolic partial differential equations which were derived for the high pressure pipes. The method of characteristics was utilized and a computer program was prepared for the determination of velocity and pressure distribution. The numerical values of the selected model system were used as data for the computer program, and the effects of vari ous parameters on injection weres determined.