Tek rotorlu Wankel motorunun ateşleme ve püskürtme ünitelerinin (kontrol ünitesinin) tasarımı, imalatı ve bilgisayar arayüzü ile kontrolü

Bir enerji türünü mekanik işe çeviren makinelere genel olarak motor denir. Dönüştürülen enerji türlerine göre motorlar Isı(Termik), Elektrik, Nükleer veya Hidrolik olabilmektedirler. Isı (Termik) motorlarda yakıtların kimyasal enerjisi yanma ve oksidasyon sonucu önce ısı enerjisine dönüşür, bunun sonucunda gazların sıcaklığı ve basıncı hızla yükselir ve bu gazların genişlemesi ile mekanik iş elde edilir. Yakıtın kimyasal enerjisinin motorun (silindirin) içinde ısı enerjisine dönüştüğü İçten Yanmalı Motorlarda doğrudan basıncı ve sıcaklığı yükseltilmiş yanma ürünleri kullanılmaktadır. Bu motorlara örnek olarak Gaz Tribünleri, Jet, Dizel, Otto ve Wankel Motorları verilebilir. Silindir yapılarına göre karşılaştırıldığında, yanma ile pistonların aşağı yukarı itilmesi yerine düz bir diskin döndüğü Wankel Motorları dünyanın en verimli, devirli ve güçlü motorları arasında gösterilmektedir. 1950 ve 60'lı yıllarda Alman Mühendis Felix Wankel tarafından geliştirilen, şimdilerde ise daha teknolojik versiyonları sadece bazı Mazda modellerinde kullanılan Wankel motorları, klasik motorlara göre üçte iki oranında daha az hareketli parçaya sahiptir. İçten yanmalı olmasına karşın, daha farklı bir iç yapısı bulunmaktadır. Döner pistonlu motor olarak da bilinen bu motorlarda diğer içten yanmalı motorlardan farklı olarak, kenarları yayvanlaştırılmış üçgen şeklinde döner pistonlar kullanılır. Güç iletiminin doğrudan piston üzerine bağlı mil yardımı ile gerçekleştirilmesi sayesinde yapıları diğer motorlara göre daha az karmaşıktır. Düşük hacimden yüksek miktarda güç elde eden, basit, hafif bir motor olarak bilinen Wankel Motoru 1957'nin dünya hız rekorunu egale etmiştir. Yakıt tüketiminin fazlalığı ve ekonomik olmaması sebepleriyle yaygın olarak kullanılamamasına karşın yüksek motor devirlerine çıkabilmesi, verimli ve dayanıklı olması ve kompakt boyutları sayesinde spor otomobillerde tercih edilmiştir. Günümüzde de patentini elinde bulunduran Mazda Firmasının RX7 ve RX8 modellerinde Wankel Motoru kullanılmaktadır. Bu çalışmada deney standartları açısından tek rotorlu hale çevrilmiş bir Wankel Motoru için püskürtme ve ateşleme zamanlamaları (avansları) ile enjektör püskürtme süresi ve ateşleme bobini dolma süresi (dwell süresi) değişkenlerinin bilgisayardan kontrolü yapılacak bir kontrol mekanizması tasarlanmış ve imal edilmiştir. Mikrodenetleyici kontrol kartı olarak Arduino kullanılmış, ateşleme ve püskürtme sinyallerini güçlendirmek için sürücü rölelerden oluşan bir kontrol kutusu imal edilmiştir. Wankel motoru çevrimlerinin kontrolü ve motordan geri besleme almak için krank miline bir enkoder bağlanarak, sistemin işleyişi enkoder başlangıç sinyali sıkıştırma üst ölü noktasına gelecek şekilde tasarlanmıştır. Enjektör debisini hesaplamak için bir deney düzeneği oluşturulmuştur. Wankel motorunun çalışma prensibi hakkında bilgi verilmiş, ateşleme ve püskürtme elemanlarından ve bu elemanları seçerken hangi kriterlerin uygulanacağından bahsedilmiştir. Kontrol sistemi yük ve motor hızındaki değişimlere uyum sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Kontrol sistemi deney motoruna bağlanmadan önce kurulan gerçek zamanlı bir deney düzeneğinde denenmiş ve tasarım kriterlerine bağlı olarak sorunsuz şekilde çalıştığı gözlemlenmiştir. Ayrıca ileride sistem üzerinde yapılacak çeşitli deneylerde veri depolamak ve gerektiğinde bu verileri kullanabilmek için harici bir hafızalama elemanı (EEPROM) devresi imal edilmiş, imal edilen devre elektronik sisteme eklenmiştir. İleride üzerinde çalışacak araştırmacılara kaynak olması açısından hafızalama elemanının kontrolcü programa kurulumu ve üzerine veri yazıp okumak için gerekli yazılım çalışmaları hakkında detaylı bilgi verilmiştir.