Elektromekanik EGR soğutma sistem tasarımının NOx emisyonlarına ve yakıt tüketimine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of electromechanical EGR cooling system design on NOx emissions and fuel consumption
- Tez No: 633781
- Danışmanlar: PROF. DR. KADİR BAKIRCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: egzoz gaz resirkülasyonu, NOx, BSFC, YSA, exhaust gas recirculation, NOx, BSFC, YSA
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 142
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.
Özet (Çeviri)
Purpose: In this thesis study, the integration of a traditional EGR cooling system with an advanced thermal management system has the potential to adjust temperatures depending on the predicted conditions. There is a control problem for protecting the outlet temperatures of EGR gases at an appropriate level for optimum fuel consumption with minimum emission levels. Thanks to the designed system by providing control of the EGR gas temperature, it is aimed to investigate its effects on NOx and BSFC changes. With the modelled artificial neural network (ANN), the relationship of ANN with its potential in estimating NOx emission and BSFC values has been investigated. Method: The thesis study carried out in two stages as experimental research method and artificial neural network (ANN) modelling. In the first stage, an electromechanical EGR cooling system has been designed. In the second stage, the performance and application potential of ANN modelled has been analysed. Findings: In the thesis study, the positive effects of cooling the EGR gases at different engine speeds and loads with the designed system have been determined on NOx emissions and BSFC. In 1700 and 2000 rpm engine speeds, significant reductions in NOx and BSFC have been observed, while at 1200 and 2500 rpm engine speeds, overall NOx emissions decreased and BSFC increases have been recorded. Thanks to the modelling study with ANN, it has been observed that there is a good agreement between the limited input variables and the real and predicted NOx emissions and BSFC. Results: With the designed EGR cooling system, the control of the EGR gas temperature directed to the intake manifold at the engine load, engine speed and EGR ratios is provided. It has been determined that it has positive effects on NOx and BSFC characteristics compared to classical system. The development and optimization of diesel engine control systems through calibration processes with ANN provides a good opportunity for emission and fuel consumption efficiency.
Benzer Tezler
- Elektromekanik bir diferansiyelin tasarımı, optimizasyonu ve prototipinin üretimi
Design, optimitzation and manufacture of prototype of an electromechanical differantial
ULVİ TAHA YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI AKÇAY
- İçten yanmalı motorlarda kullanılabilecek bir elektromekanik supap sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of an electromechanical valve system which will be used in internal combustion engines
NİDA BİRGÜL
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PERİHAN SEKMEN
- Fuzzy sliding mode control with applications
Uygulamalarıyla bulanık kayma kipli kontrol
YUNUS OKUTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS EKER
- Identification of mechanical backlash in electromechanical systems for control purposes
Elektromekanik sistemlerdeki mekanik boşluğun kontrol amaçlı tanılanması
MEHMET FATİH ÇAKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiKontrol ve Kumanda Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGAY KARA
- Elektromekanik doğa benzetimli gözlem mini iha tasarımı: Yapısal ve aerodinamik analizleri
Electromechanical bio-inspired survaillance mini uav design: Structural and aerodynamic analysis
EMRE ÖZBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN ŞÖHRET