One cycle simulation of four stroke spark ignition engine by using conservation laws

Abstract

KORUNUM KANUNLARI KULLANARAK DÖRT ZAMANLI İÇTEN YANMALI MOTORLARIN BİR TAM ÇEVRİMİN SİMULASYONUNUN YAPILMASI Bu tez, içten yanmalı buji ateşlemeli motorların bir çevrimini termodinamik kuralları kullanılarak bilgisayar ortamında gösterilmesidir. İçten yanmalı motorların dizaynı oldukça teorik kalmıştır. Bu dizaynların gelişmesi mevcut metod ve bilgilerin birbirleriyle ilişkisinin kurulması ya da daha önceden deneylerle elde edilmiş olan sayısal değerleri kullanarak yeni modellerin geliştirilmesine dayanır. Bu tezde termodinamik yasaların içten yanmalı motorlarda kullanılması vurgulanacaktır ve yazılan bilgisayar programında termodinamikteki eşitlikler mümkün olduğunca basit tutulacaktır. Yukarıda bahsedilen tüm faktörlerin motor üzerindeki etkileri gösteren program parçacıkları (subroutine) hepsi birbirine bağlanacak ve beraber çalışması sağlanacaktır. Böylece motorun değişik çalışma koşullarındaki davranışları hem sayısal hem de grafiksel olarak görülecektir. Bu bize bir motorun optimum koşullarda çalışmasını bulmamıza yardımcı olacaktır. Ayrıca bu birleştirilmiş program parçacıklarıyla değişik faktörlerin motoru nasıl ve hangi şiddette etkilediği görülebilecektir. Yapılacak bilgisayar deneysel ortamlarda daha önce bulunan değerlere çok yakın sonuçlar çıkacaktır. Bu bize motorun çalışmasını etkileyen değişik faktorlerin motoru nasıl ve hangi şiddette etkilediğini deneylere gerek kalmadan birçok değer için sonuçlar bulmamıza yardım edecektir. Önce konu ile ilgili yapılan çalışmalar sunulacak ve termodinamikteki eşitlikler yardımı ile motoru etkileyen faktörlerin matematiksel eşitlikleri bulunacaktır. Sonra bunlar bir bilgisayar yardımı ile moturu etkileme şiddetleri incelenecektir.

ONE CYCLE SIMULATION OF FOUR STROKE SPARK IGNITION ENGINE BY USING CONSERVATION LAWS The thesis is about one cycle simulation of spark ignition internal combustion engine with using the thermodynamics laws. The design of internal combustion engine remains a highly empirical science. The development of such design requires the knowledge of methods and analysis that can be used to correlate or catalog the results of experiments and to design new ones. In this thesis, thermodynamics analysis of internal combustion engine will be emphasized and equation of state are kept simple by assuming constant specific heats. All different engine situations and properties mentioned above that will be made at different subroutines will be at various operation conditions all of which will be analysed and shown as graphics. This would lead us to operate the engine in optimum. Moreover, with this linked subroutines, it can be seen how different variables effect the engine with various degrees. The values to be determined with computer program and existing results are very close which leads us to understand which factors effect engines variables at which level without need of experimental results. After presenting the previous studies on the subject, the mathematical equation of the factor which effect engines will be listed by using thermodynamics laws. Then, all these equations will be calculated in order to see the level of effect on the engine.