Bir benzin motoru çevrim analizinin matematiksel modellemesi

Özet

Bu çalışmada, bir benzinli motorun (Kartal 1.6 i.e.) en uygun çalışma koşulları ve performansını belirlemek için bir matematiksel model geliştirilmiştir. Matematiksel modele uygun bir bilgisayar programı geliştirilmiş, çeşitli hava fazlalık katsayısı (HFK), ateşleme avansı ve yanma aralığı kombinasyonları, gerçek motor gücünü sağlayacak koşullarda denenerek, optimum HFK ateşleme avansı ve yanma aralığı belirlenmiştir. Enerji denklemleri kullanılarak sıkıştırma, yanma ve genişleme periyotlarında basınç ve sıcaklığın birer derecelik krank mili açısına göre değişimleri belirlenmiştir. Bulunan en uygun çalışma koşullarında maksimum sıcaklık ve basınç sırasıyla 2077°K ve 6800 kPa bulunmuştur. Ele alınan benzinli motor, gerçekte 5500 d/d'da, 58.9 kW güç üretmektedir. Model kullanıldığında HFK'nın 1.05, ateşleme avansının 27° KMA ve yanma aralığının 39° KMA'ında motor gücü 59.3.kW olarak hesaplanmıştır. Buna göre, bu çalışmada geliştirilen model kullanılarak bulunan uygun çalışma koşullarında gerçek güç değeri ±%1 den küçük bir hata ile hesaplanmıştır.

Abstract

The purpose of this study was to develop a model to calculate the poner obtained experimentally from a gasoline engine produced by Fiat-Tofaş in Turkey (Kartal 1.6 i. e.). A computer program was developed based on the model to perform cycle analysis. Using the computer program, the most proper combination of air-fuel mixture, ignition timings, and combustion periods was sought amongst various excess air ratio, ignition times, and combustion periods. The engine generates 58.9 kWat 5500 rpm, according to the manufacturer. Using the model developed in this study, 59.3 kW was calculated at 5500 rpm of the crankshaft for air-fuel mixture of 1.05, ignition timing ot 27° before head dead center, and combustion duration of 39°. It was concluded that the model enables to calculate the power that could be delivered by the gasoline engine within an error less than ±%1. The temperatures and pressures were calculated through energy eouations tor compression, combustion, and expansion periods for each degree of crankshaft. The calculated peak temperature and pressure were 2077 °K, and 6800 kPa, respectively for the operating conditions that provided the specified power level.