Bir dizel motorun ham emisyonlarının saha koşullarında modellenmesi ve kontrolü

Bir dizel motorun ham partikül madde emisyonlarının hesaplanması için gerçek zamanlı silindir içi basınca dayalı bir model geliştirilmiştir. Motor kontrol ünitesi ve silindir içi basınç verileri kullanılarak yeni değişkenler türetilmiş ve değişkenlerin üstel çarpımlarını esas alan sıfır boyutlu bir yöntem kullanılmıştır. Bu yaklaşım düşük hesap gücüne ihtiyaç duyarak motor kontrol ünitesinin partikül madde emisyonlarını devir bazlı hesaplayabilmesine olanak sağlamıştır. Partikül madde modeli, halihazırdaki bir azot oksit emisyon modeli ile birlikte çok girişli çok çıkışlı, kazanç ayarlama yöntemini kullanan, kapalı çevrim kontrol sisteminde kullanılmıştır. Çalışma silindir içi basınç ölçüm sensörleriyle donatılmış iki çeşit deneysel direk enjeksiyonlu dizel binek araç motoru üzerinde yapılmıştır. Geliştirme sırasında motor test düzeneğinde elde edilen kararlı ve geçici rejim ölçüm verilerine başvurulmuştur. Model ve kontrolör bir test aracına uyarlanarak test pistinde ve araç test düzeneğinde testler yapılmıştır. Yapılan çeşitli testler sonucunda model tarafından hesaplanan değerlerle ölçülen partikül madde emisyonları arasında oldukça iyi korelasyon gözlemlenmiştir. Model nitel anlamda ve bazı bölgelerde nicel olarak iyi sonuçlar göstermiş ve farklı çalışma koşulları arasındaki emisyon gradyanlarını başarıyla ortaya koymuştur. İlave bir optimizasyon yapılmamasına rağmen ham emisyon kontrol sistemi partikül madde ve azot oksit emisyonlarını egzoz gazı çevrim oranı ve ön enjeksiyon miktarını ayarlayarak kontrol etmede başarılı olmuştur. Kazanç ayarlama yöntemi sayesinde motorun bir invers modeline ihtiyaç duyulmamıştır. Egzoz gazı çevrim ve enjeksiyon sistemlerinin referans değerleri ardışık yapıda yapıda oransal integral kontrol kullanılarak ayarlanmıştır. Böylelikle motorda halihazırda var olan kontrol sistemlerinden faydalanılmıştır.