ÇTEN YANMALI MOTORLARDA GERÇEK ZAMANLI OLARAK ARIZA REAL TIME FAULT DIAGNOSIS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Transkript

1 5. Uluslararas leri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), May s 2009, Karabük, Türkiye ÇTEN YANMALI MOTORLARDA GERÇEK ZAMANLI OLARAK ARIZA TE REAL TIME FAULT DIAGNOSIS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE Veli ÜNSAL a ve Raif BAYIR b* a Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye, E-posta: veliunsal82@gmail.com b, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye, E-posta: rbayir@karabuk.edu.tr Özet Bu çal mada, içten yanmal motorlar için uzman sistem temelli, gerçek zamanl hata te his sistemi geli tirilmi tir. Günümüzde içten yanmal motorlar ( YM) ta tlar n ço unda kullan lmaktad r. YM olmadan veya ar zalanmas durumunda araç kullan lamaz. Özellikle acil durumlarda kullan lan araçlarda (Askeri araçlar, ambulans, itfaiye vb.) YM nin ar zalanmas nedeniyle arac n çal mamas hem hayati hem de maddi kay plara neden olacakt r. Bu yüzden YM lerde ar zan n tespiti, te hisi ve kondisyonunu izlemek önemlidir. Bu çal mada YM a ait; motor devri, motor cakl, yak t s cakl, arj sisteminin ak m ve gerilimi, ya s cakl ve egzoz emisyonlar ölçülerek veri al veri kart ile bilgisayara aktar lmaktad r. Bu çal ma ile YM a ait yedi ar za ba ar yla tespit edilmi tir. Ayr ca YM n kondisyonuda gerçek zamanl olarak izlenebilmektedir. Uzman sistem yaz, kullan ara yüzlü görsel bir programlama dili kullan larak geli tirilmi tir Anahtar kelimeler: çten Yanmal Motorlar, Ar za Te hisi, Ar za Tespiti, Uzman Sistemler. Abstract In this study, an expert system based real time fault diagnosis system has been developed for Internal Combustion Engine (ICE). Nowadays internal combustion engines are used for most of the vehicles. Without an internal combustion engine or with a faulty internal combustion engine, vehicles can not be used. Faults of ICE s might cause big problems especially for the emergency vehicles (military vehicles, ambulances, fire engine, etc.). In case of any faults which occur in internal combustion engines that will cause not only monetary losses but also life losses as well. For this reason, detection, diagnosis and condition monitoring of ICE faults are important. In this project rpm, heat, fuel heat, charging system s current and voltage, oil heat and emissions of engines are measured and all the data transferred to the computer via to data communication card. Seven differerent types of internal combustion engine faults are successfully determined with this study. In addition to this real time condition of the internal combustion engine is monitored continuously. The user interfaced expert system software has been developed on computer by using a programming language. Keywords: Internal Combustion Engine, Fault Detection, Fault Diagnosis, Expert System 1. Giri Günümüzde kullan m alan ve üretimleri h zla artan ta tlarda, güvenilirlik ve emniyet giderek artt lmaktad r. Ta tlar n güvenirlili inin yüksek olmas içten yanmal motora ba r. Motorda yanman n verimli olmamas ve zararl emisyon de erleri yüzünden yak t tüketiminin artmas r bu yüzden motor gücü dü mektedir. Ar za belirtilerinin zaman nda tespit edilip daha büyük ar zalar olu madan onar lmas, motor ar zalar n insana, çevreye ve ekonomiye verdi i zararlar en aza indirilecektir. Ta tlardaki ço u alt sistemler ve parçalar belirli zaman sonunda özelli ini yitirdi inden için ya da yanl kullan ndan dolay belirli ar za ve hatalara yol açmaktad r. Bu ar zalar ise kullan lar için gerek maddi, gerekse manevi kay plara yol açmaktad r. Bu ise istenmeyen bir durumdur. Özellikle acil durumlarda kullan lan ve her an için kullan ma haz r olmas istenen araçlarda YM lerin ar zalanmas durumunda hayati kay plara sebep olabilecek durumlar ortaya ç kabilir. YM lerin ar za ve hatalar n önceden tespit ve te his edilmesi, bu yüzden çok önemlidir. Ta ttaki ar zalar tespit etmek için, motorun çe itli parametrelerini kullan larak, ar zaya eri mek mümkündür. Bunun için ar zan n yerini tespit etmek önemlidir. Genel olarak volan n ani aç sal h analiz edilir. Bu analizlerden birincisi, istatiksel ba nt lar n hesaplanmas r. kincisi, benzer ölçülerin de erlendirilmesidir. Bu metotlar, yap lan birçok deneyde ar zan n yerini bulabilir. Üçüncüsü ise model tan ma kullan r [1]. YM lerdeki ar zalar n tespit edilebilmesi için baz yaz mlara ve sensörlere ihtiyaç vard r. YM lerde te his üzerinde izolasyon ve analiz hatalar incelenebilir. YM de ate leme olmayan bir silindirin ar zas te his algoritma geli tirerek bulunmaktad r. Te his algoritmalar pahal olmayan sensörler arac ile motorun aç sal h n ölçümü için kullan r. Bu algoritmalar birçok benzinli ve dizel motorda kullan labilmektedir [2]. Motordan yanma ürünü olarak ç kan emisyonlar n ve baz performans parametrelerinin ölçülmesiyle, çok say da motor ar zalar te his etmek mümkün olabilmektedir. Emisyon de erlerinin analiz edilmesiyle özellikle yak t ve ate leme sisteminde ar za olup olmad anla labilir [3]. YM de meydana gelen ar zalar bulabilmek için, ilk etapta motorun normal çal ma artlar na ula mas gerekmektedir. Baz motor ar zalar bulmak için motorun normal hatas z de erlerinden sapmalar örneklenerek ar zalar izole edilebilir. Normal motor davran ndan motor IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye

2 sinyalleri ve sapmalar bulabilmek için bulan k mant k kullan lm r [4]. YM nin egzoz emisyon de erleri kullan larak bulan k mant k ile hata te hisi yap labilmektedir. Bu sistem ile normal durumdaki YM nin çal ma parametrelerinde meydana gelen de imleri bulmak mümkündür. Bu sayede ar zaya neden olan ekipman ve alg lay kalibrasyon ar zalar tespit edilmektedir [5]. YM ar zalar, genellikle yük alt nda çal rken ortaya kmaktad r. Birçok YM ar zas, YM yük alt ndayken izlenebilir. Örne in; ate leme buji kablolar ndan biri ç km olan YM bo ta çal rken, yük alt nda çal mayabilir veya YM bo ta iyi bir ate leme zaman olmas na kar n, yüksek zlarda ya da yükte bunu sa layamayabilir. Ar zan n do ru ve erken te his edilebilmesi için YM nin yük alt nda test edilmesi gerekir. Do ru ve erken ar za te hisi için, motor yük alt nda iken ar za tespiti ve kondisyonunu izleme lemi yap lmas gerekir [6]. YM lerdeki ar zalar ta n kondisyonu izlenerek bulunabilmektedir. Kondisyon izlemede, YM ye ait önemli parametrelerin ölçülmesi ve elde edilen sinyallerden hatan n ve motorun durumunun tespit edilmesi mümkündür. Elde edilen veriler bile enlerine ayr larak veya sinyallerin olu turdu u desenlerden durum izlenebilmektedir. Sinyallerin bile enlerine ayr lmas nda dalgac k analizi (wavelet) ve istatistiksel yöntemler kullan lmaktad r [7]. YM nin tamirinin pahal olmas ve normal olmayan bir YM gerek emniyet aç ndan gerekse çevre için bir tehdit unsurudur [8]. Ar za tespiti yap rken YM nin çal ma artlar n kar la larak ar za hakk nda yorum yap labilmektedir [9]. YM nin durumunun normal sinyaller ile ölçülen sinyallerin kar la lmas sonucunda da anla labilir. Bu yöntemde YM hakk nda az bilgi yeterli olmaktad r. Yöntemde daha önce ölçülmü referans sinyalleri ile yeni ölçülen sinyallerin kar la lmas ile YM nin durumunu tespit edilmektedir. YM de ar zalar n birço u a nmadan dolay olu ur ve nmalar da ayars z motor parçalar ve yanl kullan m yüzünden meydana gelir. YM ar zalar aral kl ve sürekli olarak adland r. Aral kl olu an bu ar za, a amal olarak kötüle erek daha büyük ar zalara veya sürekli bir ar zaya dönü ebilir [10]. Yapay sinir a lar, YM de ar za te hisinde ve kondisyon izlemede yayg n ekilde kullan lmaktad r. Yapay sinir lar hata te hisinde ve kondisyon izlemede en h zl sonuç veren yöntemdir. Bu yöntemde çok az bir veri kullan larak sonuç elde edilebilmektedir [10]. Ar zalar n tespitinde kullan lan bir di er teknik, kondisyon izlemedir. YM lerin analizinde silindirlerdeki yanma bas nc izleyerek hatalar tespit edilmektedir. YM nin silindirlerine yerle tirilen bir bas nç sensörü ile yanma sonundaki bas nçlar ölçülmü tür. Geli tirdikleri uzman sistem sayesinde bu de erleri gerçek zamanl olarak bilgisayar ortam na ileterek, meydana gelen ar zalar bulmu lard r [11]. YM lerin üretiminden sonra, belirli çal ma artlar için motor ayarlar yap r. Bu ayarlar n bozulmas ise YM nin ar zalanmas na yol açar. Ta tta meydana gelen bir ar za sonras nda, YM nin yak t tüketimi ve çevre için önem te kil eden egzoz emisyonlar nda sorunlar meydana gelmektedir [12]. Yak t tüketimi ve emisyon optimizasyonu için bulan k mant k te his sistemi ve tahmin sistemi geli tirmi tir. Bu sistem ile birçok motor ar zas ba ar ile tespit etmi lerdir. Tek silindirli bir dizel motorun krank mili aç sal h z bilgisini kullanarak olu turulan bir sinir a sayesinde normal yanma bas nçlar ve devir e rileri ç kart lm r. Daha sonra ar za olu turularak motorda hata oldu u andaki parametreleri elde edilmektedir. Deneyin sonucunda motorun normal ve hatal anlar ndaki parametrelerini kar la larak ar zalar tesbit edilmektedir [13]. Ta t ar zalar bulmak için geli tirilen bir di er yöntem de, ses ve sinyaller yöntemiyle ar zan n tespit edilmesi yöntemidir. Ar za te hisi için akustik ve titre imli sinyalleri kullanarak yap lan ara rmalar n ço u as l olarak genlik farkl klar n gözetlenmesine dayand larak yap lm r. YM ve aks milindeki ar za te hisinde akustik emisyon ve titre imli sinyallerin te hisi için görsel nokta örnekleme tekni i kullan lm r [14]. YM ler çok karma k sistemlerden olu tu u için; hatan n tespiti ve te hisi zorla maktad r, bu karma kl n ses sinyalleri sayesinde giderilebilmektedir. YM deki normal ve anormal titre im sinyallerini kar la rarak ortaya ç kan farkl klar sonucunda hatalar tespit edilmektedir [15]. YM için belirli fiziksel parametreler, ta n performans önemli oranda etkilemektedir. Özellikle motor performans etkileyen unsurlar olan, silindirlere al nan hava miktar ve s cakl, so utma s s cakl, motor devri ve üst ölü nokta bilgisi, supaplar n aç lma zaman, gaz kelebe i konumunun ve egzoz içindeki çi at k miktar ölçülerek bilgisayar ortam nda görüntülenmi tir. Sensörlerden gelen verilerin kaydedilmesi ve ayn zamanda bilgisayar ekran nda görüntülenmesi amac yla, Delphi program yla yaz m olu turulmu tur [16]. YM nin supap ve pistonundaki hatalar bulabilmek için; normal ve anormal titre im sinyallerinin ölçülebilmesini sa layacak bir model geli tirilmi tir. Bu model sayesinde; supap ve pistondaki titre im sinyallerindeki farkl klardan yola ç karak hatalar n tespiti yap lm r [17]. YM ler ile ilgili ara rmalarda motorun test edilmesi önemli bir basamakt r. Bilgisayar destekli motor test stand ile motor momenti, h z, gaz kelebe i aç kl, yak t tüketimi, hava tüketimi, motor so utma suyu giri ve ç s cakl, egzoz s cakl, ya s cakl, hava giri s cakl, ortam cakl ve nem oran gibi önemli performans de erlerini ayn anda bilgisayara aktar lm r. Bu sayede motor kondisyonunu ve ar za te hislerini bulan k mant k kullanarak incelemi lerdir [18] Bu çal mada YM de meydana gelebilecek ar zalar uzman sistemle gerçek zamanl olarak tesbit edilmektedir. Giri bölümünde bu konuda yap lm çal malar aç klanmaktad r. kinci bölümde YM da ar zalar ve tespit yöntemleri verilmektedir. Üçüncü bölümde ar za tespiti için uzman sistem genel aç klamas, deney düzene i, kullan ara yüzlü yaz m tan lm r. Sonuç bölümünde ise YM de gerçekle tirilen ar za tespit sonuçlar verilmektedir.

3 2. çten Yanmal Motorlarda Ar zalar ve Tesbit Yöntemleri YM lerin daha verimli ve güvenli olmas getirilmesi, YM üreticilerinin ve bilim adamlar n en çok ilgilendi i konudur. Günümüzde üretilen YM ler oldukça karma k sistemlerden olu maktad rlar. Yeni teknolojiler sayesinde modern YM ler performanslar n art rman n yan nda, daha dü ük yak t tüketimi ve art k gazlar n azalt lmas sa lamayan birimler içermektedir. Bu da onlar çok giri li ve çok ç karma k bir sistem haline dönü türmektedir. Bu yüzden YM lerde en uygun çal ma ko ulunun tespit edilmesini güçle mektedir. YM lerin çal ma durumlar n izlenmesi konusunda dünyada ve ülkemizde çal malar yap lmaktad r. YM lerde kondisyon izleme ve ar za te hisinde üç farkl yöntem kullan r. Bunlardan birincisinde; YM nin matematiksel modeli elde edilerek, gerçek sistemle model ayn anda çal r. Model ile gerçek sistem aras nda meydana gelen farklardan motorun durumu hakk nda sa kl bilgiler elde edilmektedir. Bu yöntemde modelle izlenecek motor hakk nda çok detayl teknik bilgiye ihtiyaç vard r. Ayr ca sistemin matematiksel modelini haz rlama ve bunu i lemcide çal rmak için yüksek h zl mikroi lemcilere ihtiyaç duyulmaktad r. Ayr ca modelin kullanmaya ba lanmadan test edilmesi gerekir. Her YM için model olu turulmas ve gerçek sistemden al nacak verilerin do rulu unun yüksek olmas gerekir [19]. Teknolojik Seviye Geleneks el ölçü Aletleri 1970 Özel anolog ölçü aletleri ve enjeksiyon ve ABS için özel ekipmanlar 1980 Dijital test aletleri ve mikroi lemci kontrollü sistemler 1990 Bütünle mi hat te his ve bilgi sistemleri 2000 A ve uzman sistemler ekil 1. Ta tlarda ar za ölçümünün teknolojik geli imi arj Ate leme * Ya lama * Benzinli araçlarda ÇTEN YANMALI MOTOR Mar Yak t So utma ELEKTR K S STEM FREN S STEM ekil 2. Araç içerisindeki alt sistemler Hatan n olu tu unun anla lmas, hatan n nerede meydana geldi i, hatan n tipi ve büyüklü ünün ne kadar ABS oldu unu, ne zaman tespit edildi inin de önemi büyüktür [20]. Ayr ca yanl te hislerin say n azalt labilmesi için, te his sisteminin belli bir esnekli inin de olmas gerekmektedir. YM lerin çal ma an nda meydana gelen ar zalar, ta n performans önemli derecede etkilemektedir. Bu ar zalar n tespiti ve giderilmesi üzerine çal malar yap lmaktad r. ekil 1 de ta tlarda ar za ölçümünün teknolojik geli imi verilmektedir. YM nin bir bütün halinde çal mas, çe itli alt sistemler sayesinde olmaktad r ( ekil 2). Bu sistemler motorun ilk çal mas ndan ba layarak; ilk hareketin verilmesi, gerekli elektrik kayna n sa lanmas, dolgunun haz rlan p silindir içerisine al nmas, silindir içerisine al nan dolgunun ate lenmesi ve silindir içinde yanm olan gazlar n d ar ya at lmas na kadar YM lere yard mc olur 3. Ar za Tesbiti çin Uzman Sistem Temelli Kullan Ara Yüzlü Yaz m Tasar 3.1. Uzman Sistemler Uzman Sistemler (US); belirli bir alanda sadece o alan ile ilgili bilgilerle donat lm ve problemlere o alanda uzman bir ki inin getirdi i ekilde çözümler getirebilen bilgisayar programlar r. Yapay zekâ alan na giren uzman sistemler; uzmanl k isteyen alan ile ilgili bilgiyi saklayabilen ve bu bilgiyi kullanarak karar verebilen sistemlerdir. US ler, bilgisayar biliminin içinde yer almaktad r. Geli tirilen US lerle, bir uzmana ihtiyaç duyulmaks n veya uzman n çok az bir deste i ile problemlerin çözümüne gidilmeye çal lmaktad r [21]. Uzman bir sistemin bilgisi gerçekler ve sezgisel bilgiden olu ur. Gerçekler; genel kabul görmü ve söz konusu alandaki uzmanlar n üzerinde mutab k olduklar bilgi setinden olu ur. Sezgisel bilgi ise; daha çok uygulamay yapan ki i özelinde olup, iyi bir karar n göreceli olarak az tart lan kurallar ; ak l yürütme yetene i, sorgulama kurallar gibi söz konusu alandaki uzmanlardan elde edilen bilgi setini karakterize eder [22]. Bir US üç parçadan olu ur. Bunlar; Kural Taban, Veri Taban ve Kural Çözümleyicidir. Kural taban nda, kural çözümleyicinin sonuca varmak için kullanaca kural kümesi bulunur. Pek çok uygulamada Kural taban (E er öyle ise) kural yap nda tutulur. Bu kural kümesinde birkaç kuraldan birkaç bin kurala kadar olabilir. Veri taban nda probleme özgü olgular tutulur. Bu olgular (E er öyle ise) kural yap ndaki ko ullar n de erleridir. Kural çözümleyici ise kural taban ndaki kurallara bakarak yeni kurallar veya sonuçlar üretir. Böyle bir sistemi do al bir dil arabirimi kullanarak kullan n ak ll bir sistem üzerinden bir uzman ile ba lant kurmas sa lanabilir [23] Deney Düzene i YM lerin ar zalar tespit etmek için bir Uzman Sistem tasarlanm r. Bu US için haz rlanan kural tablosu çizelge 1. de verilmektedir. Çizelge 1. de ölçülen her parametrenin de eri, muhtemel ar za nedenleri ve bu ar zalar n giderilebilmesi için sunulan öneriler belirtilmi tir. Test edilen YM için geli tirilen uzman sistemde, her bir

4 ra No Ölçülen Parametreler 1 Batarya gerilimi 8 V =< X =< 13,5 V De il ise; 2 Alternatör ak Motor so utma suyu s cakl Ya s cakl CO Motor torku HC Çizelge 1. YM için tasarlanan uzman sistem kural tablosu De erler Ar za Düzeltme 1500 d/dk =< X =< 4000 d/dk iken; 45 A =< X =< 60 A De il ise; 2500 d/dk =< X =< 4000 d/dk iken; 80 C =< X =< 100 C De il ise; 2500 d/dk =< X =< 4000 d/dk iken; 70 C =< X =< 100 C De il ise; 900 d/dk =< X =< 2000 d/dk iken; % 0,5 =< X =< % 2,5 de ilse 2500 d/dk =< X =< 3500 d/dk iken; 10 kg.m =< X =< 13 kg.m de ilse; 900 d/dk =< X =< d/dk iken; 100 ppm =< X =< 500 ppm de ilse Batarya bo tur, kablo ba lant lar, zay ft r, kutup ba lar oksitlenmi tir. Batarya bo tur, alternatör kay, gev ek ya da kopuktur, kablolar kopuk, ba lant lar gev ektir. Termostat aç lm yor, fan mü iri ar zal, yada ba lant lar gev ektir, vantilatör kay gev ek ya da kopuktur. Karterde ya kalmam r, ya mü ürü, ar zal ya da ba lant lar gev ek, ya pompas ar zal r. Zengin kar m, hava filtresi t kal ya da kirli olabilir, bujiler ar zal ya da nemlidir. Avans ayar yanl r, buji kablolar ar zal r, zengin kar m Hava filtresi t kal r, zengin kar m, bujiler ar zal ya da nemlidir. Gerilimi ölçünüz. Ba lant lar, kontrol ediniz, cak su ya da z mparayla temizleyiniz. arj ediniz. Kay s z ya da, de tiriniz, ba lant lar kontrol ediniz. Kontrol edip de tiriniz, ba lant lar kontrol ediniz, kay n esnekli ini kontrol ediniz. Motora ya ekleyiniz, kablo ba lant lar kontrol ediniz, kontrol edip de tiriniz. Kar m ayar yap z, bas nçl hava ile temizleyiniz, kontrol edip kurulay z. Avans ayarlay n, kablolar, de tirin, kar m ayar yap z. Filtreyi temizleyiniz, kar m ayar yap z, bujileri de tiriniz parametrenin standartlara uygun çal ma ko ullar ara larak en uygun durum tesbit edilmektedir. Bu çal ma artlar, yaz ma eklenerek YM de olu an herhangi bir ar za en k sa zamanda tespit edilebilmektedir artlar, yaz ma eklenerek YM de olu an herhangi bir ar za en k sa zamanda tespit edilebilmektedir. YM lerde gerçek zamanl olarak ar za tespitinin yap labilmesi için bir deney düzene i kullan lm r. Deney motorunun ve tesisat n genel görünümü ekil 3. de verilmektedir. Deney düzene i; deney stand alt ve üst asisi, deney motoru, dinamometre ve kontrol ünitesi, gaz kelebe i kontrol ünitesi, ölçüm üniteleri (moment, h z ve cakl k), veri al - veri kart ve röle kontrol kart ndan olu maktad r. Deneyde kullan lan YM ile bilgisayar aras nda ileti imi sa layabilmek için, kullan ara yüzlü bir yaz m tasarlanm r çal ma ortam ko ullar bilgisayar ortam na aktarmak için grafik kullan ara yüzlü bir yaz m haz rlanm r. Bu yaz mda YM ye ait bilgiler Advantech firmas n 16 kanal analog giri i ve 12 bit çözünürlü ü olan PCI 1710 HG veri al -veri kart kullan larak d ortamdan bilgisayara aktar lm r. YM nin s cakl, h, torku, ya s cakl, vb. gibi parametrelerin ölçümü için alg lay lar kullan lmaktad r. Ar za tespiti için tasarlanan kullan ara yüzlü yaz m, Visual Basic 6.0 da geli tirilmi tir. Bu yaz mla ölçüm sonuçlar her an görülmekte ve veri al veri kart n ölçüm h kullan taraf ndan ayarlanabilmektedir. Yaz n ana penceresi ekil 4. de verilmi tir. ekil 4. de görüldü ü gibi kullan, ana pencereden, motor test stand manüel ya da bilgisayarla kontrol edebilmektedir ekil 3. Deney düzene inin genel görünümü. Bu deney düzene inden ölçülebilinen büyüklükler ras yla; Bask kuvveti, F (kg) (Motor momenti ), Motor (d/dk), Bas nç fark bilgisi (Havan n debisi), Deney ortam s cakl ( C), Hava giri s cakl ( C), So utma suyu giri s cakl ( C), So utma suyu ç s cakl ( C), Egzoz gaz s cakl ( C), Motor ya s cakl ( C), Yak t cakl ( C), Havan n nemi (%) (Ba l nem), Batarya gerilimi (V), Alternatör ak (A) ve CO, CO2 (%) HC (ppm) dir Kullan Arayüzlü Yaz m Bilgisayar destekli motor test stand n fiziksel özelliklerini, ekil 4. YM ler için tasarlanan kullan ara yüzlü yaz n ana penceresi Kullan, kontrolü bilgisayar üzerinden YM ye yük uygulayabilmektedir. Motor yüklendikten sonra parametreleri görebilmek için verileri oku seçene i kullan larak sensörlerin hangi bilgileri ölçtü ü ve hangi giri terminallerine sahip oldu u görülmektedir. YM, ilk harekete geçirilip çal ma artlar na ula ktan

5 sonra, generatör modu seçilir ve bir taraftan gaz kelebek aç kl di er taraftan da generatör yükü artt r. Daha sonra yaz n ana penceresindeki verileri oku butonuna bas larak YM nin çal ma parametreleri (Motor h, motor torku, motor s cakl, ya s cakl, vb.) görülür. YM generatör arac ile çal p yüklendikten sonra, yapay olarak ar zalar olu turulur. Meydana gelen bu ar zalar gerçek zamanl olarak yaz m penceresinde gözlenir. Bunun için ekil 5. deki analog giri leri okuma penceresindeki hata kontrolü butonuna bas r. YM nin yük alt nda çal mas için; kademeli yük art motora yük olarak ba dinamometre generatörünün uyart m geriliminin de tirilmesi ile sa lanmaktad r. Uyart m gerilimi veri al -veri kart n analog ç ndan temin edilmekte ve motor yükünün istenilen de ere ayarlanmas mümkün olmaktad r. Elde edilen veriler istenmesi durumunda microsft excel dosyas na zamana ba olarak kaydedilmektedir. Ölçülen veriler ile YM nin çal mas na etki eden faktörler ve motorun performans n de erlendirmesi kolayl kla yap labilmektedir. YM nin çal ma ko ullar nda herhangi bir ar za oldu u anda, yaz n hata penceresinde belirtildi i gibi, YM de ne tür bir ar za oldu u ve muhtemel nedenleri de gösterilmektedir. olarak devri artt ld ktan sonra, so utma sisteminde fan sensörü devre d b rak larak so utma suyu s cakl ar zas gerçekle tirilmi tir. Yaz n ana penceresinden YM nin çal ma artlar e zamanl olarak takip edilerek ar zalar tespit edilmi tir. arj sisteminde; ilk olarak YM nin bataryas bo bir bataryayla de tirilerek batarya gerilim ar zas tespit edilmi tir. Bir di er taraftan da bataryaya yapay bir güç kayna ile ba lanarak alternatör ak ar zas olu turulmu tur. YM nin tork kontrolü yap rken ise; motor generatör ile yüklü iken ideal torku bulunmu tur. Bu esnada buji kablolar nda birisi çekilerek yanma verimi dü ürülmü tür. zamanl olarak motor torkundaki kay p yaz m penceresinden de görülmü tür. YM egzoz emisyonlar n standart de erleri normal çal ma artlar nda bulunarak kaydedilmi tir. lk olarak kar m ayar zengin kar m haline getirilmi ve daha sonra buji kablolar ndan biri çekilerek yanma verimsiz hale getirilmi tir. Bu anda HC ve CO ar zalar tespit edilmektedir. 4. Sonuçlar Bu çal mada, çten Yanmal Motorlarda gerçek zamanl olarak ar za tespiti yap lm r. Bunun için çten Yanmal Motorun farkl çal ma artlar nda yüklenmesinin kontrol alt nda tutulabilmesi ve deneysel verilerin e zamanl olarak bilgisayar ortam na aktar labilmesi sa lanm r. Deney düzene i ile, uzman sistem temelli kullan ara yüzlü yaz m ve bilgisayar sayesinde, YM ye ilk hareketin verilmesi, motorun istenilen yükte yüklenebilmesi ve ar zalar n tespit edilmesi gerçekle tirilmektedir. YM nin performans için büyük önem te kil eden parametreler, gerçek zamanl olarak bilgisayar ortam na aktar lm r. Kullan ara yüzlü bir yaz m sayesinde parametrelerin ç kt n al nmas ve grafik de erlerinin incelenmesi kolayl kla gerçekle tirilebilmektedir. ekil 5. Yaz m hata okuma penceresi Deney esnas nda; ilk a amada YM normal çal ma artlar nda tutulmu tur. Daha sonra s ras ile alt sistemlerde ar zalar olu turularak, gerçek zamanl olarak tespit edilmi tir. YM, generatör ile yüklendikten ve dengeli YM de gerçekle tirilen deneyler sonucunda; so utma sistemi, ya lama sistemi, arj sistemi, motor torku ve egzoz emisyonlar na ili kin toplam 7 adet ar za, gerçek zamanl olarak tespit edilmi tir. Tespit edilen ar zalara ili kin de erler Çizelge 2. de görülmektedir. Ayr ca meydana gelen ar zalar n nedenleri ara larak, yaz m penceresinde bu ar zalar n neden meydana gelme nedenleri de belirtilmektedir. Çizelge 2. Deneyler sonucunda tespit edilen ar zalar Ar za Tespit Edilen letim Kullan lan Parametrelerin Motor Motor No Ar za Süresi Parametreler Durumu Yüklü Yüksüz Çal yor Çal yor 1 Ate leme Ar zas 10 sn d/dk Motor torku kg.m 2 Alternatör Ar zas 1 sn d/dk Motor torku A 3 Batarya Ar zas 1 sn Batarya gerilimi 8 V - 13,5 V 4 So utma 1 sn d/dk Ar zas So utma suyu s cakl C 5 Ya lama 1 sn d/dk Ar zas Ya lama ya s cakl 70 C C 6 7 Ate leme ve Yak t Ar zas Ate leme ve Yak t Ar zas 15 sn CO emisyonu 15 sn HC emisyonu d/dk % 0,5 - % 2, d/dk ppm

6 5. Te ekkür Bu çal ma Karabük Üniversitesi BAP Komisyonu taraf ndan proje numaras ile desteklenmi tir. Deste inden dolay Karabük Üniversitesine te ekkür ederiz. Kaynaklar [1] Sood, A. K., Fahs, A. A. and Henein, N. A., Engine Fault Analysis: Part II Parameter Estimatio Approach, IEEE Trans. Ind. Elec. Vol:32,No:4, , [2] Rizzoni,G., Pipe, J. G., Riggins, R. N. and VanOyen, M. P., Fault Isolation And Analysis For Internal Combustion Engine Onboard Diagnostics,IEEE Tran. Vehicular Technology, Vol:9, , [3] Crouse, W. H. and Anglin, D,.L.,Automotive Mechanics, McGraw Hill Company, p 476, New York, [4] Laukonen, E. G., Passino, K. M., Krishnaswami, V., Luh, G. C. and Rizzoni, G.Fault Detection Isolation For An Experimental Internal Combustion Engine Via Fuzzy Identification, IEEE Transaction On Control Systems Technology, Vol:3, No:3, , [5] Soliman, A., Rizzoni, G. and Kim, Y. W.,Diagnosis Of An Automotive Emission Control System Using Fuzzy Inference, Control Engineering Practice, Vol:7,No:2, p , [6] Nyberg, M. and Nielsen, L., Model Based Diagnosis For The Air Intake System Of The SI Engine, SAE Tran., Journal Comm. Vehicles, 106, 9 20, [7] Kim, Y. W., Rizzoni, G. and Utkin, V.,Automotive Engine Diagnosis and Control Nonlinear Estimation,I EEE Control System, p 84 99, [8] Grimmelius, H. T., Meiler, P. P., Maas, H. L. M., Bonnier, B., Grevink, J. S. and Kuilenburg, R. F., Three State Of The Art Methods For Condition Monitoring, IEEE Tran. Industrial Electronics, Vol:46, No:2,1999. [9] Olofsson, N., Evaluaiton Of Observers For Fault Diagnosis On An Automotive Engine Vehicular Syetems, Dept. Of Electrical Engineering, [10] Crossman, J. A., Guo, H., Murphey, Y. L. and Cardillo, J., Automotive Signal Fault Diagnosis Part1: Signal Fault Analysis, Signal Segmentation, Feature Extraction and Quasi Optimal Feature Selection, IEEE Trans. Vehicular T., Vol:52, No:4, , [11] Murphy, B. J., Lebold, M. S., Reichard, K., Galie, T. and Byington, C. Diagnostic Fault Detection for Internal Combustion Engines Via Pressure Curve Reconstruction, IEEE Transaction Vehicular Technology, Vol:1 8, , [12] K la z Y, Baran A, Zerrin Y Z and Çetin M (2005) A Fuzzy Diagnosis And Advice System For Optimization Of Emissions And Fuel Consumption, Expert Systems With Applications 28, [13] Murphy, B., Galie, T. and Byington, C., Diagnostic Fault Detection For Internal Combustion Engines Via Pressure Curve Reconstruction, IEEE Tran. Vehicular Technology, Vol:7, No:3, , [14] Wu, J. D. and Chuang, C. Q., Fault Diagnosis For. Internal Combustion Engines Using Visual Dot.Pattern Of International, Vol:38, , [15] Chen, B. J., Li, L. and Zhao, X. Z.,5th International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition, Fault Diagnosis Method Integrated on Scale Wavelet Power Spectrum, Rough Set and Neural Network, Vol: 1 4, , Nov 02 04, 2007, Beijing, Peoples Rebuplic China,2007. [16] Yurdagül E, Erdal H, Baba F (2005) Mekatronik Donan ml çten Yanmal Benzinli Motorlar n Performans De erlendirmeleri çin Yaz m ve Donan m nin Tasar, Marmara Üniversitesi Teknik E itim Fakültesi Elektronik-Bilgisayar E itimi Bölümü, Politeknik Dergisi, Cilt:8,Say :1, s: [17] Chen, B. J., Li, L., Gao, H. A. and Zhang, Y. A., Int. Conference on Mechanical Transmissions, Fault Diagnosis of Internal Combustion Engine Based on the Integration of Scale Wavelet Power Spectrum and Neural Network, Vol: 1 and 2, , Sep 26-30, 2006, Chongqing, China, [18] Çelik, M. B. ve Bay r, R., Bilgisayar Destekli Motor Test Stand, Z.K.Ü Bilimsel Ara rma Projesi, Proje No: , Karabük, [19] Capriglione, D., Liguori, C., Pianese, C. and Pietrosanto, On Line Sensor Fault Dedection, Isolation and Accommodation in Automotive Engines, IEEE Transaction Instrumentation and Measurement, Vol:52, No:4, , [20] Denton, T., Advanced Automotive Fault Diagnosis, Butterworth Pub,UK, [21]Gopalakrishan B (1989) Computer Integrated Machining Parameter Selection in a Job Shop Using Expert System, Journal of Mechanical Working Technology, Vol.20, [22] Harmon P, Maus R, Morrisey W (1988) Expert system tools and applications, John Wiley&Sons Inc. Canada. [23] Tekta, M., Akba, A. ve Topuz, V., Yapay Zekâ Tekniklerinin Trafik Kontrolünde Kullan lmas Üzerine Bir nceleme, Marmara Üniversitesi Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu, stanbul, 2004