İTÜ Makina Fakültesi Otomotiv Ana Bilim Dalı misafir LESİ GELİŞ MEKANİZMALARI. TÜBİTAK TAK destekli PROJELER

Transkript

1 Prof.Dr.. Rafig MEHDİYEV İTÜ Makina Fakültesi Otomotiv Ana Bilim Dalı misafir öğretim retim üyesi, Proje Bilimsel Yöneticisi. Y ULUSAL DİZEL D MOTORLAR AİLESA LESİ GELİŞ İŞTİRMEK İÇİN N YENİ YANMA MEKANİZMALARI ZMALARI konusunda Üniversite-Sanayi işbirliği i kapsamında yılary larında yürütüleny TÜBİTAK TAK destekli PROJELER (T.C. SSM tarihli Endüstri GünüG ve Çalıştay da Sunum)

2 İTÜ de tamamlanmış olan MOTOR projeleri: 1) "Motosan" 3 Silindirli AşıA şırı Doldurmalı yeni ulusal dizel motorunun geliştirilmesi, TÜBİTAK TAK -TEYDEB ve TTGV destekli proje olarak MOTOSAN-İTÜ ortaklığı ığında 2005 yılında y başar arıyla tamamlanmış ıştır. 2) Ultra Düşük D k Emisyonlu Benzin Motoru (No: MİS-AG M G33. TÜBİTAK TAK Araştırma rma projesi olarak İTU, ODTÜ ve TOFAŞ in ortaklığı ığında 2005 yılında y başar arıyla tamamlanmış ıştır. 3) Başak ak DW 401 dizel motorunun Stage I. ve Stage II. emisyon değerleri erleri seviyesine düşürmek d için i in geliştirilmesi, TÜBİTAK TAK TEYDEB projesi olarak Başak ak Traktör A.Ş.. ve İTÜ-OTAM ortaklığı ığında 2007 yılında y başar arıyla tamamlanmış ıştır.

3 Sürdürülmekte olan MOTOR projeleri 1) Dizel Motorlarında İki Döngülü MR-2 Yanma Mekanizması Kullanımı, 106MO56 nolu TÜBİTAK Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projesi olarak İTÜ ve Anadolu Motor A.Ş. ortaklığında yürütülmektedir. ( ,00 YTL). 2) Antor 3 LD 510 Dizel Motorun MR-2 Yanma Odası ile geliştirilmesi, TÜBİTAK- TEYDEB projesi olarak Anadolu Motor A.Ş. ve İTÜ (OTAM) ortaklığında sürdürülmektedir ( ,00 YTL). 3) TÜMOSAN Dizel Motorları Emisyonlarının Stage II. ve Stage III. seviyelerine dek geliştirilmesi, TÜBİTAK - TEYDEB projesi olarak ALÇelik Çelik Yapı İnşaat San ve Tic. A.Ş. ve İTÜ (OTAM) ortaklığında sürdürülmektedir ( ,00 YTL).

4 1) Yayınlar; Proje Çalışmaları Sonucu: - Makaleler 11 adet - Uluslar arası Bildiriler 13 adet - Ulusal Bildiriler 29 adet - Sanayi Kurumlarına teslim edilmiş Bilimsel Raporlar 15 adet 2) Patentler; 1. İçten yanmalı Dizel Motoru Anadolu MOTOR, İTÜ, R.MEHDİYEV, A.KUTLAR adına onaylanmış Patent No: B.14.1.TPE /01040), 2. Kademeli Dolgulu İçten Yanmalı Motor TOFAŞ - R.MEHDİYEV - D.BAYKA, adına onaylanmış Patent No: TR A2, 2500/06/01, 3. Dizel Motoru Yanma Odası MOTOSAN ve R.MEHDİYEV adına onaylanmış Faydalı Model No: B.14.1.TPE / İçten Yanmalı Dizel Motoru TÜMOSAN, İTÜ, R.MEHDİYEV adına Patent Başvurusu No: B.14.1.TPE , 2007/06769 (Patent işlemleri devam etmektedir).

5 Projelerin sürdürülmesinde Emeği Geçenler: 1) İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyeleri ve Araştırma Görevlileri 11 kişi (Prof.Dr.Rafig MEHDİYEV, Prof.Dr. Taner DERBENTLİ, Prof.Dr.Cem SORUŞBAY, Prof.Dr.Metin ERGENEMAN, Prof.Dr.Ertuğrul ARSLAN, Prof. Dr. Kadir KIRKKÖPRÜ, Yar.Doç.Dr. O. Akın KUTLAR, Dr.Hikmet ARSLAN, Dr.Alper T.ÇALIK, Abdurrahman İMREN, Mustafa KAVİTAŞ). 2) OTAM Elemanları 9 kişi (Yunus CANLI, Emrah ÖZGÜMÜŞ, Gamze KARAKOÇ, Barış DOĞRUL, Cihan DOĞRUL, Fatih TAŞ, Başar SAVRAN, Kenan UZUN, İbrahim DURMUŞ ). 3) Doktorasını tamamlayan Öğrenciler 2 kişi (H.ARSLAN, T.GÜDÜ). 4) Yük.Lisansını tamamlayan Öğrenciler 8 kişi (A.REŞİDOVA, F.ÇOĞALAN, G.KOCABAŞ, E.ÇAKIR, R.GÖKBEL, Ruhi GÖKBEL, Önder K. KAVRUK, Hakkı Can KOMAN ), 5) Lisans Öğrencileri (17 adet BTP) 53 kişi

6 SSCB in ilk Direkt Enjeksiyonlu Kademeli Dolgulu Benzin M O T O R U *) ve İYM ilgili buluşlara lara alınm nmış PATENTLER ( yıllar) y SSCB (Russia): (1965), (1967), (1969), (1972), (1975), (1981), (1988), (1991) ABD: 3,682,146 (1972), 4,250,852 (1981) İngiltere: (1972), (1979) Fransa sa: (1972), (1976) Japan: (1974), (1981) Italya: (1972), (1976) Almanya: (1973), (1982) *) Kaynak: R.MEKTİEV EV Engine with Stratified Charge, SAE Paper No:780342,, Detroit, 1978

7 Dizellerin Açık ω geometrili Klasik Yanma Odalarında Yakıt-Hava Karışı ışım m Oluşumu umu ( Hacimsel Karış ışma ) ve Yanma SÜREÇLERİ TÜMOSAN Motorun ω geometrili Standart YO Kaynak: [1] SAE Technical Paper Series: No: (Renault) [2] SAE Technical Paper Series: No: (Tokyo Institute Tech.)

8 Common Rail (Ortak Yollu) Elektronik Yakıt t PüskP skürtme Sistemi I nesil: p=1500 bar [1 ön+1 ana püskp skürtme], II nesil: p=1800 bar [1 ön+1 ana+1 ard püskp skürtme], III nesil: p= bar[2 ön+1 ana+2 ard püskp skürtme]. pme, MPa 1,82 1,80 1,78 1,76 1,74 p me b e be, g/kwh NOx ppm 1,72 pme be 203 1, , Rail Basıncı, bar NO x İs NOx İs 0,05 0, Rail Basıncı, bar 0,25 0,20 0,15 0,10 İs, FSN

9 Açık YO ( Hacimsel Karış ışma ) Farklı Yanma Mekanizmalarla gerçekle ekleşenen Indikatör r diyagramların n karşı şılaştırılması < MAN-M M YO ( Tabakalı Karışı ışım ) >15 0 Tabakalı Karışı ışım Aşırı hızlı yanma α z <5 0 Düşük hızlı yanma α z >15 0 MR-1 1 YO MR-2 2 YO Optimum hızlı yanma, α z = KMA

10 MR-1 ve MR-2 Yanma Odalarında gerçekleşen yanma sürecinin Tek Silindirli ANTOR Deney Motorunun Indikatör diyagramları ile incelenmesi

11 P e =RTn/9554 kw P e1 = P e2 (-%28) Optimum hızlı yanma oluşumunda Krank Teğet kuvvetinin ( T ) etkisi KMA R R (%26) Güç Pe=11,3 BG, be=200 BGh, İs=2,7 1/m, NOx=510 ppm Güç Pe=11,1 BG, be=204 BGh, İs=3,9 1/m, NOx=1203 ppm

12 n=2500 d/dak Farklı Yüklerde Indike, Mekanik ve Efektif verimlerin değişimi imi 7 1,4 Efektif Basınç pme, bar Std.YO, St.Avans 30 KMA MR-1 YO, St.Avans 17,5 KMA p me η m η i η e 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Verimler Yük, % 0,0 MR-1 1 YO Stand. YO

13 TÜMOSAN Motorların Teorik hesap SONUÇLARI Doğal emişli Standart YO, ε = 17 Doğal emişli MR-1 YO ε = 17 Turbo dizel MR-1 YO ε = 17 Turbo dizel MR-1 YO ε = 16 Güç P e, BG 75 76,5 99,1 (+%32) 97,5 (+%30) b e, g/bgsaat p z, bar (-%35) 88 (-%4) 83 (-%10) Gürültüsü, db(a) 92,4 88, NO, ppm

14 NOx, ppm Doğal Emişli TÜMOSAN Motorunun Yük ve Emisyon karakteristiklerinin karşılaştırılması 0 İs k, 1/m 2,0 1,5 1,0 0, Yük, % Emisyonlar, g/kwh CO HC NOx İs (PM) Seviye Standard YO 4,2 0,26 6,03 0,36 Stage II 0, Yük, % MR-1 YO 3,10 0,93 5,20 0,34 Stage II b e, g/bgsaat Yük, % Standard YO MR-1 1 YO

15 TÜMOSAN Turbo Dizel Motorunun Yük ve Emisyon karakteristiklerinin karşılaştırılması Emisyonlar, g/kwh CO HC NOx İs (PM) Seviye Standard YO 3,01 0,43 8,10 0,30 Stage I MR-1 1 YO 1,30 0,58 5,05 0,29 Stage II MR-1 1 YO + Intercoller 2,02 0,77 3,79 0,33 Stage IIIA Standard YO MR-1 1 YO MR-1 1 YO + Intercoller

16 TÜMOSAN Stage IIIA traktör motorların OTEKON 08 Kongresinde sergilenmesi (BURSA, yılı)

17 4 Silindirli TÜMOSAN T Turbo Dizel MOTORU (Stage IIIA)

18 İTÜ - Başak ak TRAKTÖR Dizel Motorları Emisyon değerlerinin erlerinin Stage II ve Stage III seviyesine dek modernizasyonu TEYDEB PROJESİ A-Standart YO B- MR -11 YO b e, g/kwh NO x, ppm ,15 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 3, Önerilen Yanma Ortalama Odası Efektif Basınç, MPa Standart Yanma Odası I il NO x 3, , η e η i b e İs 0,75 0,60 η i, η e 200 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 p e, MPa 0,45 0,30 2,0 1,5 1,0 0,5 İs, Bosch NOx, ppm Standart YO Önerilen YO İs sınırı EURO I EURO II EURO III ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 İs, Bosch

19 MR-1 1 Y.Odalı Başak ak Traktör Motorun farklı yakıtlarla (St.DL, Bio.DL-Soya, JetP 5, Gemi-Marin.DL) PERFORMANS KARAKTERİST STİĞİ

20 3 Silindirli Turbo Şarjlı MOTOSAN ULUSAL Dizel MOTORUN KONSTRUKSYON ÖZELLİKLERİ

21 MOTOSAN MOTORUN Silindir Kafası CAD Datası

22 MOTORUN Silindir Kafası Rapid Prototype Bilgisayar Kalıbı ve CAM Döküm Modeli

23 MOTOSAN Dizel motorun performans, tork, yakıt t tüketimi t karakteristiği Ne = 90 kw (122( BG) n= d/d Me=410 Nm (42( kgm) n= d/d (b e ) min =227 g/kwh (167 g/bgh)

24 MOTOSAN Motorun Emisyon Değerleri erleri Emisyonlar NO x g/kwh CO g/kwh HC g/kwh PM g/kwh Standard MOTOSAN 6,24 0,87 0,24 0,25 97/68/EEC Limit değerleri erleri 7,0 6,0 1,3 0,40 Stage II 200 saat çalıştıktan sonra

25 MOTOSAN Super Star 3 Silindirli 400D SOHCX4 Motorlu Ara Soğutuculu (Inter Cooler) Turbo Şarjlı, 60 kw Jeneratör Grubu

26 ÇİFT DÖNGÜLÜ MR-2 YANMA MEKANİZMASI a) EKSPERİMENT b) SİMİLASYON S (KİVA)

27 TOFAŞ motorun Kademeli Dolgu prensibine dönüştürülmesi (TÜBİTAK TAK Araştırma rma Projesi)

28 Power, 80 75HP MOTOR GÜCÜ (CV) MOTOR TORKU (KGM) ÖZGÜL YAKIT TÜKETİMİ (Gr/Cvh) ,5 12,0 11,5 11,0 10,5 10,0 9,5 9,0 8,5 8,0 7,5 7, Torque, 13,0 kgm TOFAŞ-İTÜ-ODT ODTÜ Ultra Düşük D k Emisyonlu Benzin Motoru MİSAG G-33 G TÜBİTAK TAK Araştırma rma projesi, TOFAŞ-Mehdiyev Mehdiyev-Bayka Patenti No:TR A2 2 DöngD ngü.yo Specific fuel consumption, g/kwh DEVİR Engine speed, rpm DEVİR Standart YO DEVİR Engine speed,

29 İTÜ - MSB Ar-Ge (1011. Ankara ve Balıkesir A.T.F.) - F4-134 Jeep motorun İki DöngD ngülü YO ile modernizasyonu Projesi

30 ANTOR Tipli Dizel Motorların İki DöngD ngülü Yanma Odası (MR-2) Kullanımıyla Modernizasyonu (106MO56 nolu TÜBİTAK Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projesi)

31 MR-2 2 Yanma Mekanizması ile çalışan 4 Supaplı TÜMOSAN Dizel Motoru TASARIMI (Stage IIIB) (Patent Başvurusu No: B.14.1.TPE , 2007/06769 )

32 SONUÇ ve ÖNERİLER Ulusal kaynakların n harekete geçirilmesi ile TSK nın n gereksinimlerine uygun, yerli ana ve yan sanayi olanaklarına ve motor araştırmalar rmaları konusunda Anadolu MOTOR, MOTOSAN, Başak ak TRAKTÖR, R, TÜMOSAN T ile işbirlii birliği i kapsamında yaptığı ığımız araştırma, rma, tasarım m ve uygulama çalışmaları sonuçlar larına dayanarak yerli üretim harp araçlar ları için in daha kaliteli, maliyeti düşük, d rekabet gücüg ise üstün n olan gücüg BG arasında 6, 8 ve 12 silindirli ULUSAL TURBO DİZEL D AİLE A MOTORLARININ geliştirilmesi mümkm mkündür. Bunun için i in TÜRKİYE de yeterince İNSAN GÜCÜ, G YENİ TASARIM ve ÜRETİM M ALTYAPISI mevcuttur.

33 TÜRKİYE nin KAZANÇLARI 1) Ulusal Dizel Motoru Projesi çerçevesinde evesinde üretilmesi öngörülen motorlar sadece Tanklar için i in değil, aşağıa ğıdaki alanlarda da kullanılabilir. labilir. - Hücum botlar, - Feribotlar, - Lokomotifler, - Jeneratörler, rler, - Kamyonlar, - T.I.R lar. 2) Her başar arıda olduğu u gibi, bu Projenin de başar arıyla sonuçlanmas lanması, Türk insanının n kendine olan güvenini g tazeleyecek, şevk ve heyecan verecektir. 3) Ulusal Motor Teknolojisine sahip olan TürkiyeT rkiye nin ENTELLEKTÜEL EL seviyesi artacak, T.S.K. nin ise SAVUNMA güvenliği i yüksek y seviyelere ulaşacakt acaktır. 4) Bin civarında kişiye iye istihdam sağlanacak ve Türkiye T ekonomik kalkınmada hız h z kazanacaktır.

34 400 Dünya Dev ÜNİVERSİTELERİNDEN Biri TEŞEKK EKKÜRLER