Elektromekanik EGR soğutma sistem tasarımının NOx emisyonlarına ve yakıt tüketimine etkisinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HALİL İBRAHİM AKOLAŞ

Danışman: Kadir Bakırcı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Amaç: Tez çalışmasında klasik EGR soğutma sistemi ile gelişmiş bir termal yönetim sisteminin bütünleşmesi, öngörülen koşullara bağlı olarak sıcaklıkları ayarlama potansiyeline sahiptir. Minimum emisyon seviyeleri ile optimum yakıt tüketimi için uygun bir seviyede EGR gazlarının çıkış sıcaklıklarını koruma amaçlı bir kontrol problemi bulunmaktadır. Tasarlanan sistem sayesinde, EGR gaz sıcaklığının kontrolü sağlanarak, NOx ve BSFC değişimlerine olan etkilerini araştırmayı hedeflemiştir. Modellenen yapay sinir ağı (YSA) ile YSA'nın NOx emisyonu ve BSFC değerlerini tahmin etmedeki potansiyeli ile olan ilişkisi araştırılmıştır. Yöntem: Tez çalışması deneysel araştırma yöntemi ve yapay sinir ağı (YSA) modelleme olmak üzere iki aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada elektromekanik EGR soğutma sistemi tasarlanmıştır. İkinci aşamada ise modellenen YSA'nın performans ve uygulama potansiyeli analiz edilmiştir. Bulgular: Tez çalışmasında farklı motor devir sayıları ve yüklerde EGR gazlarının tasarlanan sistemle soğutulmasının NOx emisyonları ile BSFC üzerinde olumlu etkileri tespit edilmiştir. 1700 ile 2000 d/dak motor devirlerinde belirgin oranlarda NOx ve BSFC'de düşüşler gözlenirken, 1200 ile 2500 d/dak motor devrinde genel olarak NOx emisyonlarında düşüş meydana gelirken BSFC'de artışlar kaydedilmiştir. YSA ile modelleme çalışması sayesinde kısıtlı girdi değişkenleri ile gerçek ve öngörülen NOx emisyonu ve BSFC arasında iyi bir uyum olduğu görülmüştür. Sonuç: Tasarlanan EGR soğutma sistemi ile belirtilen motor yükü, motor devri ve EGR oranlarında emme manifolduna yönlendirilen EGR gaz sıcaklığının kontrolü sağlanmıştır. Klasik sisteme göre NOx ve BSFC karakteristikleri üzerinde olumlu katkılarının olduğu tespit edilmiştir. YSA ile kalibrasyon işlemleri sayesinde dizel motor kontrol sistemlerinin geliştirilmesi ve optimize edilmesi, emisyon ve yakıt tüketimi verimliliği için iyi bir fırsat sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: egzoz gaz resirkülasyonu, NOx, BSFC, YSA.