Gaz enjektör sistemlerinin incelenmesi ve tasarlanan bir enjektörün karakteristiğinin belirlenmesi - Temurboğa, Selçuk (My University, 2009)
SAYFA NO ÖNSÖZ………………………………………………………………i ZET………………………………………………………………...v ABSTRACT……………………………………………..……..........vi KISALTMALAR………………………………...…………………vii ŞEKİLLER…….………………...…………...……………………..viii TABLOLAR …………………………..…...……………………….xi BÖLÜM I. GİRİŞ ve AMAÇ.……………………………………...1 I.1. GİRİŞ ……………………………………………..……………………1 I.2. AMAÇ …………………………………..……………………………...2 BÖLÜM II. LİTERATÜR TARAMASI…………………………...4 II.1 Hava Yakıt Karışımı Oluşturma Koşulları ………………….…….4 II.1.1.1. Soğukta İlk Çalışma Zenginleştirilmesi .....………………. 4 II.1.1.1.1. Soğukta Başlatma Enjektörü Kullanımı …..…...…….5 II.1.1.1.2. Yakıt Enjektörlerinin Soğukta Çalışma Kontrolü …...5 II.1.1.2. Soğukta Çalışma Rölanti Devir Kontrolü ……...........……. 5 II.1.1.3. İvmelenme ve Tam Yük Zenginleştirilmesi .....………..…. 6 II.1.2. Yakıt Enjeksiyon Sistemleri ……………………………………...6 II.1.2.1. Benzin Enjeksiyon Sistemi ……………...………………...7 II.1.2.1.1. Emme Manifolduna Tek Noktadan Püskürtme …...…9 II.1.2.1.2. Emme Supabının Önüne Püskürtme ..……………..…10 II.1.2.1.3. Silindir İçine Emme Strokunda Püskürtme ….…....…11 II.1.2.1.4. Silindir İçine Sıkıştırma Zamanı Sonunda Püskürtme………………………………….…….…... 12 II.1.2.2. LPG Enjeksiyon Sistemleri ………...………………..…....13 II.1.2.2.1. Mekanik Olarak Kontrol Edilen Karbüratörlü Sistemler …………………………………………….. 13 II.1.2.2.2. Elektronik Olarak Kontrol Edilen Karbüratörlü Sistemler ………..…….…………….…………….... 13 II.1.2.2.3. Sıralı LPG Enjeksiyon Sistemleri …………..….....… 14 II.1.2.3. CNG Enjeksiyon Sistemleri ………..……………………..15 II.1.2.4. Hidrojen Enjeksiyon Sistemleri …………………………...19 II.1.3. Enjektörler …………………..………………………………….…20 II.1.3.1. Benzin Enjektörleri ……………………....……………..… 20 II.1.3.2. LPG Enjektörleri ………………………..………………... 25 II.1.3.2.1. Tekli LPG Enjektörü ………………...……..….....… 28 II.1.3.2.2. Grup LPG Enjektörleri ………………...……..…...... 28 II.1.3.3. CNG Enjektörleri ………………………………………….29 II.1.3.4. Hidrojen Enjektörleri ………………………………..….… 29 II.1.4. Enjektör Kontrolü ………………………………………………....30 II.1.4.1. Mikroişlemci Esaslı Kontrol Birimi ………...………….… 30 II.2. GAZ ENJEKTÖRLERİ İLE İLGİLİ YAPILAN ÇALIŞMALAR. .31 BÖLÜM III. MATERYAL VE METOT…....…………………….. 38 III.1. DENEY TESİSATININ TANITILMASI...……………..…………... 38 III.1.1. Deney Enjektörü ………………….……………..…………….…38 III.1.2. Deney Aparatı …………………………………....……………....43 III.1.3. Yük Hücresi ………………………………………………….…..44 III.1.4. Amplifikatör …………………………...……….………………...45 III.1.5. Elektronik Kontrol Ünitesi ………………………………….........46 III.1.6. Dijital Osilaskop …………………………...…………..………...49 III.1.7. Güç Kaynağı ………………………………………………..…....49 III.1.8. Arayüz III.1.9. Akım Ölçer ve İşlemsel Yükseltgeç ……………………………..51 III.1.10. Sinyal Jeneratörü ………..……….……………..……………….52 III.2. DENEY PROSEDÜRÜ ……………………………………………….53 III.2.1. Manyetik Çekim Kuvvetinin Değişimine Göre Enjektör Karakteristiğinin İncelenmesi …………………………...…....… 54 III.2.2. Akım Değişimine Göre Enjektör Karakteristiğinin İncelenmesi .. 57 BÖLÜM IV. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA…….…. 58 IV.1. MANYETİK ÇEKİM KUVVETİNİN DEĞİŞİMİNİN PARAMETRELERE GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ ………..… 58 IV.1.1. Darbe Genişliği Değişiminin Etkisinin İncelenmesi ………...…..60 IV.1.2. Modülasyonsuz Darbe Genişliği Değişiminin Etkisinin İncelenmesi ……………………………………………………… 62 IV.1.3. Modülasyonlu Darbe Kullanım Oranı Değişiminin Etkisinin İncelenmesi ……………………………………………………... 66 IV.1.4. Modülasyonlu Darbe Frekansı Değişiminin Etkisinin İncelenmesi …………………………………………………….... 70 IV.1.5. Besleme Gerilimi Değişiminin Etkisinin İncelenmesi …...…...…73 IV.1.6. Nüve Açılma Mesafesi Değişiminin Etkisinin İncelenmesi ….…74 IV.1.7. Sıcaklık Değişiminin Etkisinin İncelenmesi ………………….…78 IV.2. AKIM DEĞİŞİMİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ ……………...….78 BÖLÜM V. SONUÇ VE ÖNERİLER…..........................................81 V.1. SONUÇ ………………………………………………………………...81 V.2. ÖNERİLER …………………………………………………………....82 KAYNAKLAR …………………………..………………..………...84 EKLER ……………………………………………...…………….…87 ÖZGEÇMİŞ ………………………………...………………….….... 90

GAZ ENJEKTÖR SİSTEMLERİNİN İNCELENMESİ VE TASARLANAN BİR ENJEKTÖRÜN KARAKTERİSTİĞİNİN BELİRLENMESİ Benzinli motorlardaki enjeksiyon sistemlerinde silindir içerisine gönderilen yakıt miktarı motorun emdiği hava miktarına bağlı olarak kontrol ünitesi tarafından belirlenir. Gaz dönüşümü yapılan araçlarda ise silindirlere gönderilen benzin miktarına eşdeğer gaz yakıtı, kontrol ünitesi tarafından sisteme ilave edilen gaz enjektörleri kumanda edilerek belirlenmektedir. Motora gönderilen gaz yakıtının miktarının hassas bir şekilde tespit edilmesi yakıt ekonomisi ve emisyonlar açısından önemlidir. Gaz enjektörünün motor çalışma şartlarına bağlı olarak değişen debi ihtiyaçlarına hassas bir şekilde cevap verebilmesi istenmektedir. Buna bağlı olarak, yakıt miktarının hassas bir şekilde ayarlanabilmesi gaz enjektörlerinin çalışma karakteristiklerinin (darbe genişliği, modülasyonsuz darbe genişliği, modülasyonlu darbe kullanım oranı, modülasyonlu darbe frekansı, besleme gerilimi, nüve açılma mesafesi, sıcaklık) bilinmesini gerektirir. Gaz enjektörlerinin özelliklerinin bilinebilmesi için enjektörün akış, manyetik ve dinamik analizlerinin yapılması gerekmektedir. Enjektör nüvesinin dinamik davranışı, manyetik çekim, yay ve akış kuvvetleri tarafından kontrol edilmektedir. Dolayısıyla bu kuvvetlerin etkisi incelenmelidir. Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan ve darbe genişlik modülasyonuyla kontrol edilen bir gaz enjektörünün çalışma karakteristiği, manyetik çekim kuvveti ve akım değişiminin incelenmesiyle belirlenmiştir. Deneysel çalışmada enjektör karakteristiğini darbe genişliği, modülasyonsuz darbe genişliği, modülasyonlu darbe kullanım oranı, modülasyonlu darbe frekansı, besleme gerilimi, sıcaklık ve nüve açılma mesafesinin etkilediği belirlenmiştir. Bu parametrelerin etkileri deneysel olarak tespit edilmiştir. Aralık, 2009 Selçuk TEMURBOĞA ABSTRACT INVESTIGATION OF GAS INJECTOR SYSTEMS AND DETERMINATION OF CHARACTERISTICS OF A DESIGNED INJECTOR In gasoline injection engines, the amount of fuel sent into the cylinder is determined by the engine control unit, depending on the amount of absorbed air. In LPG fueled engines, the amount of gas fuel equal to gasoline fuel sent into the cylinder is determined by the control unit used in the LPG conversion system with controlling the gas injectors attached to the system. Accuracy of the amount of gas fuel sent into the engine is important for fuel economy and emissions. With respect to engine operating condition, the accurate response of the gas injector is required. For this reason, it is needed to known the gas injector working characteristics (pulse width, without modulation pulse width, duty cycle of modulation, frequency of modulation pulse, supply voltage, plunger opening distance, temperature) for adjusting amount of fuel. In order to understand the properties of gas injectors, the injector’s flow, magnetic and dynamic analyses should be done. The dynamic behavior of the injector plunger is controlled by magnetic, spring and flow forces. Therefore the effects of these forces must be analyzed. In this study, the operating characteristics of a gas injector controlled by pulse width modulation were determined by investigating change of magnetic attraction and current flow. The experimental study has shown that the characteristics of the injector are affected by pulse width, without modulation pulse width, duty cycle of modulation, frequency of modulation pulse, supply voltage, temperature and plunger opening distance. The effects of these factors have been determined experimentally.
Keywords: Enjektörler; Makine Eğitimi