Dizel motorlarda silindir içi yanma modeli

Dizel motorlar yüksek tork ve düşük yakıt tüketimleri sebebiyle otomotiv, havacılık ve denizcilik gibi birçok sektörde yıllardır yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak dünya üzerindeki küresel ısınma nedeniyle, her geçen gün emisyon salınımına karşı alınan önlemlerin artması ve bunun sonucu olarak emisyon regülasyonlarına getirilen kısıtlamalar sebebiyle dizel motor emisyonları ciddi problem haline gelmiştir. Araç kullanıcılarının yüksek performans ve düşük yakıt tüketimi beklentilerine karşı emisyon limitlerinin giderek azaltılması dizel motor kontrolünü bir optimizasyon problemi haline getirmiştir. Bu gereksinimleri ve kısıtlamaları sağlayabilmek amacıyla dizel motorlarda kullanılan sensör, eyleyici ve komponent sayısı; dizel motorun üretildiği ilk yıllarla kıyaslandığında ciddi miktarda artmıştır. Sensör ve eyleyici sayısındaki artışa bağlı olarak dizel motorlardaki elektronik kontrol de kaçınılmaz hale gelmiştir. Son yıllarda dizel motorlarda elektronik kontrol alanındaki ilerlemeler mekanik gelişmelere göre çok daha fazladır. Günümüzde dizel motor kontrol üniteleri içerisinde yüzlerce harita ve eğrilerden oluşan kalibrasyon parametreleri bulunmaktadır. Bu harita ve eğriler her farklı araç için kalibre edilmekte ve bu kalibrasyon süreçleri uzun zaman almaktadır. Ayrıca harita tabanlı modellerin kullanılması farklı kontrol yöntemlerinin uygulanabilmesine engel olmaktadır. Gelişen teknoloji ve buna bağlı olarak sensör ve eyleyici teknolojisindeki ilerlemeler, her alanda olduğu gibi dizel motor kontrolünde de farklı kontrol metotlarının uygulanabilmesini mümkün kılmaktadır. Yapılan bu çalışmada; dizel motorlarda yakıt tüketimi, performans ve emisyon isterleri üzerinde en büyük etkiye sahip silindir içi yanma Matlab/Simulink ortamında dinamik olarak modellenmiştir. Modelleme yöntemi olarak günümüz dizel motor kontrol ünitelerinde kullanılan harita tabanlı modelleme yerine; büyük oranda fiziksel denklemlere bağlı olmakla birlikte ampirik denklemler de içeren sıfır boyutlu modelleme tekniği kullanılmıştır. Bu modelleme tekniği kontrol için oldukça elverişli ve gerçek zamanlı sistemlerde koşabilme yeteneğine sahiptir. Matlab/Simulink ortamında oluşturulan modelin doğrulaması için GT-Suite ortamında tek silindirli bir motor modeli oluşturularak bu modelin simülasyonu ile elde edilen veriler kullanılmıştır. Matlab/Simulink ortamında oluşturulan tek silindirli dizel motor modeli sonuçları ile GT-Suite ortamında oluşturulan motor modeli sonuçları kıyaslandığında oldukça başarılı sonuçlar elde edildiği görülmüştür.