Tersane Dergisi 45. Sayı (Temmuz-Ağustos 2016)

24 tersane • temmuz 2016 SimulinkKullanarakKontrol Amaçlı Turboşarjlı DizelMotor Simülatör Tasarımı Dr. Şafak C. Karakaş / İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi Prof. Dr. Oğuz Salim Söğüt / İTÜ Denizcilik Fakültesi Prof. Dr. Can Özsoy / Beykent Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi B u çalışmada turboşarjlı dizel motorları için oto- matik kontrol amaçlı bir matematik model oluştu- rulup bu model kullanılarak Simulink ortamında bir simülatör dizayn edilmiştir. Simülasyonu yapılan motor 12.7 litre hacminde, 6 silindirli, turboşarjlı, EGR (Egzost gazı devridaim – Exhaust Gas Recirculation) ve VGT (Değişken geometrili türbin – Variable Geometry Turbine) sistemlerine sahip bir dizel motordur. EGR ve VGT sistemleri NO x emisyon miktarını ve yakıt sarfiya- tını kontrol etmeye yarayan mekanik sistemlerdir. Üreti- len matematik model, sistemin fiziksel işleyişini zamana bağlı lineer olmayan adi diferansiyel denklemlerle ve ampirik bağıntılarla ifade eden dokuzuncu mertebe bir modeldir. Simülatör başka sistemlere eklemlenebilecek şekilde dizayn edilmiştir ve kullanım amaçları yakıt sar- fiyatını ve emisyon miktarlarını düşürmek için kontrolör dizayn etmek, CODAD (Birleşik dizel ve dizel - Combi- ned Diesel And Diesel), CODAG (Birleşik dizel ve gaz türbini - Combined Diesel And Gas), CODLAG (Birleşik dizel, elektrik ve gaz türbini – Combined Diesel, Electric And Gas) vs. sistemlerinde motorların birbirleriyle etki- leşimini sağlayan alt sistemleri (otomatik şanzıman gibi) dizayn etmek, DPS (Dinamik konumlandırma – Dynamic Positioning System) ve otomatik pilot sistemleri dizayn etmek olarak sıralanabilir. 1. GİRİŞ Gemi sevk sistemlerinde en sık kullanılan ana makine olan dizel motorlar yüz yılı aşkın süredir insanlığa hizmet etmektedirler. Gelişen teknolojiyle birlikte verimlilik- lerinin giderek artmasının yanında çevre dostu yak- laşımlarla doğaya saygılı bir mühendislik ürünü olan dizel motorların uzun bir süre daha kullanımda olacağı değerlendirilmektedir. Yeni teknolojiler geliştirebilmek için oluşturulan dizel motor simülatörlerinin ve dizel motorlarla birlikte bu yeni teknolojilerin kullanımını mümkün kılmak için elektronik kontrol sistemlerinin önemi gün geçtikçe artmaktadır [1,2]. Bu çalışmada, yukarıda belirtilen amaçlara da hizmet ederek, dizel motor kontrol amaçlı bir matematik model oluşturulmuş ve Simulink programı kullanılarak simü- latör tasarımı yapılmıştır. Simülatör başka sistemlere eklemlenebilecek şekilde dizayn edilmiştir. Kullanım amaçları olarak yakıt sarfiyatını ve emisyon miktarlarını düşürmek için kontrolör dizayn etmek, CODAD (Birleşik dizel ve dizel - Combined Diesel And Diesel), CODAG (Birleşik dizel ve gaz türbini - Combined Diesel And Gas), CODLAG (Birleşik dizel, elektrik ve gaz türbini – Combined Diesel, Electric And Gas) vs. sistemlerinde motorların birbirleriyle etkileşimini sağlayan alt sistem- leri (otomatik şanzıman gibi) dizayn etmek, DPS (Dina- makale