Tersane Dergisi 45. Sayı (Temmuz-Ağustos 2016)

tersane • temmuz 2016 27 2.5 NO x Üretimi Motor tarafından üretilen NO x gazının üretimi ampirik bir bağıntı kullanılarak aşağıdaki şekilde modellenir: (17) Burada m NOx NO x emisyonu kütlesini, T bm yanma işlemi sırasında elde edilen en yüksek yanmış gaz sıcak- lığını, α st yanmamış gaz – yakıt oranını, p f enjeksiyon basıncını, k i terimleri de sabit katsayıları ifade etmek- tedir [7]. 3. MOTOR SİMÜLASYONU Dizel motorun simülasyonu ikinci bölümde verilen (1), (6), (7), (8), (9) ve (14) numaralı diferansiyel denk- lemlerden oluşan denklem sisteminin Simulink progra- mında çözülmesi yöntemiyle yapılmıştır. Motor dinamiği ile ilgili diferansiyel denklem sistemi altıncı mertebe olup, EGR aktüatörü için ikinci mertebe lineer, VGT aktüatörü için ise birinci mertebe lineer model yaklaşımı yapıldığında tüm sistem dokuzuncu mertebe olmaktadır. Bu koşullarda sistem durumları aşağıda verilmektedir: (18) Model giriş ve çıkışları Şekil 2’de verilmektedir. Sistem girişleri yakıt aktüatör sinyali (u d ), EGR aktü- atör girişi (u egr ) ve VGT aktüatör girişi (u vgt ); bozucu motordan istenen moment; sistem çıkışları ise motor devri, motorun ürettiği moment, oksijen-yakıt oranı ve EGR gazı oranıdır. İhtiyaç durumunda modele yeni çıkış sinyalleri eklenebilmektedir. Sistemin Simulink diyagramı ise Şekil 3’te veril- mektedir. 4. UYGULAMA VE DEĞERLENDİRME İşlem blokları arasında sinyal etkileşimini tanımlaya- rak oluşturulan Simulink diyagramı kullanılarak sistemin simülasyonu yapılmıştır. Şekil 4’te yakıt girişinin 50. saniyede 135 mg/çevrim/ silindir miktarından 195 mg/çevrim/silindir miktarına artırılması ve 60. saniyede tekrar başlangıç miktarına düşürülmesi sonucunda sistemin verdiği cevap görülmek- tedir. İstenen moment miktarı sabit kaldığı için yakıt artı- şıyla birlikte motor devri artmakta, yakıt miktarı düşü- şüyle birlikte motor devri düşmekte, üretilen moment miktarı ise geçici rejimde denge konumunu yakalamak amacıyla değişmekte, sürekli rejimde ise istenen moment miktarını takip etmekte, yani değişmemektedir. Turboşar- jer devri yakıt miktarının artışıyla artmakta ve azalışıyla azalmaktadır. Şekil 5’te istenen moment girişinin 50. saniyede 900 Nm miktarından 1000 Nm miktarına artırılması ve 60. saniyede tekrar başlangıç miktarına düşürülmesi sonu- cunda sistemin verdiği cevap görülmektedir. Yakıt mik- tarı sabit kaldığı için moment artışıyla birlikte motor devri azalmakta, moment düşüşüyle birlikte motor devri artmakta, üretilen moment miktarı ise istenen moment miktarını takip etmektedir. Turboşarjer devri moment miktarının artışıyla azalmakta, azalışıyla artmaktadır. Şekil 6’da yakıt girişinin 50. saniyede 135 mg/çevrim/ Şekil 2. Sistem giriş ve çıkışları