Diesel Motor Çalışma Karakteristiklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Çalışma



Benzer belgeler
Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 187 KÜÇÜK GÜÇLÜ İÇTEN PATLAMALI MOTORLARIN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE POMPA AKUPLASYONU

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 194

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA MOMENT, GÜÇ ve YAKIT SARFİYATI KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Prof. Dr. Selim ÇETİNKAYA

Dört stroklu diesel motor

FRANCİS TÜRBİNİ DENEY SİMÜLASYONU

FRANCİS TÜRBİN DENEYİ

Motor kullanıcısı açısından seçimi etkileyen faktörler:

TR6 Serisi TR6.120 TR6.130 TR6.140 TR6.135 TR6.150

SIKIŞTIRMA ORANININ BİR DİZEL MOTORUN PERFORMANS VE EMİSYONLARINA ETKİLERİ

Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi

Tahrik Tipinin ve Ek Ağırlıkların Traktörün Bazı Karakteristiklerine Etkisi

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA SOĞUTMA SUYU SICAKLIĞININ MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ARAŞTIRMA

NEW HOLLAND. TDS Serisi

7. Krank Mili 8. Biyel Kolu 9. Pistonlar 10. Segmanlar 11. Kam Mili 12. Subaplar

Temel Motor Teknolojisi

SÜLEYMAN DEMĠREL ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MOTORLAR LABORATUARI DENEY FÖYÜ DENEY ADI MOTORLAR DENEYĠ

Canıtez Çeşidi Nohutta Aynı Yükleme Hızında Ezilme Direnci Değişiminin Neme Bağlı Olarak Belirlenmesi

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON

Aşırı Yük Kavramalı Mafsallı Millerin Yük Taşıma Karakteristikleri

Motorlu Taşıtlar Temel Eğitimi, Uygulama Çalışması DEÜ Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü

NEW HOLLAND. TR6 Serisi

Yeni Nesil Common Rail Motorlar Çünkü işler yarını beklemez

5GL Serisi 57 kw (75 HP) 65 kw (85 HP) (97/68 EC) Düşük Profil i Bağ-Bahçe Traktörleri

MOTOR KONSTRÜKSİYONU-3.HAFTA

Traktör Performans Testlerinde Evaporatif Soğutma Sisteminin Ortam Sıcaklığı Üzerine Etkisi

NEW HOLLAND T4 F/N/V Serisi

HAVA SOĞUTMALI BİR SOĞUTMA GURUBUNDA SOĞUTMA KAPASİTESİ VE ETKİNLİĞİNİN DIŞ SICAKLIKLARLA DEĞİŞİMİ

Common Rail ve Intercooler teknolojisiyle bütünleşen motor. Güç Yönetim Sistemi.

T5 Serisi t5.95 t5.105 t5.115

4 SİLİNDİR BENZİNLİ MOTOR COK-G.ENRJ.005

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 10

Basınç Ayar Supabının Çalışması :

8. Silindirlerin Düzenleniş Şekline Göre

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 3

95 C 99 HP 105 C 107 HP 115 C 114 HP İL MOTORLARIN

Keşke Kelimesini Unutun!

İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ DİZEL MOTORLARI

Dizel Motorlarında Enjeksiyon Basıncı ve Maksimum Yakıt Miktarının Motor Performansı ve Duman Emisyonlarına Etkilerinin İncelenmesi

Bir Traktör Modelinde Yakıt Olarak Değişik Oranlarda Biodizel Kullanımının Motor Karakteristiklerine Etkilerinin Belirlenmesi*

İçten yanmalı motorlarda temel kavramlarının açıklanması Benzinli ve dizel motorların çalışma prensiplerinin anlatılması

DEN 322. Diesel Motor Karakteristikleri

NEW HOLLAND. TT Serisi

3.5. TARIM MAKİNALARI BÖLÜMÜ

DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SANAYİ VE TİCARET LTD. ŞTİ.

Đçten Yanmalı Motor Tasarımı

NEW HOLLAND. TTB Serisi

Soru 5) Pistonun, silindir içersinde iki ölü nokta arasında yaptığı tek bir harekete ne denir? a) Çevrim b) Vakum c) Basma d) Zaman

ELEKTRİKLİ HİDROLİK SİSTEM

Yeni motor yağının eskimesini geciktirir ve uzun süre temiz kalmasını sağlar.

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

The Power to Save Energy.

Atık Kızartma Yağı Metil Esterinin Bir Dizel Motorunda, Motor Performansı ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Araştırılması

SORULAR VE ÇÖZÜMLER. Adı- Soyadı : Fakülte No :

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ HAVACILIK VE UZAY BİLİMLERİ FAKÜLTESİ

Ekonomik, modern, çok amaçlı. Her çeşit tarımsal faaliyete uygun 3 silindirli, yerli yeni turbo motor Modern çizgilere sahip yeni kaporta görünümü

Redüktör Seçimi: Astana Stadyumu 232 bin 485 metrekarelik alana kurulmuştur. Stadyumun ana formu

Tork aralığı dahilinde maksimum yük (Nm)

TARIM TRAKTÖRLERİ Tarım Traktörleri. Traktör Tipleri. Tarım traktörlerindeki önemli gelişim aşamaları

Deneyin Adı: Isı Geri Kazanımlı, Sıcaklığı Oransal Olarak Kontrol Edilen Sıcak Hava Üretim Sistemi

SANTRİFÜJ POMPA DENEYİ

88 x x x x x /56 55/74 31/42 36/49 55/74

T7000 Auto Command Serisi T7040 T7070

A210 Yeni Nesil Pnömatik Aktüatörler

DEN 322. Gemi Sevk Makinaları

TRAKTÖRLER İÇİN AÇIK MERKEZLİ, HİDROLİK KALDIRICI KONTROL VALFİNİN SÜRGÜ BOYU İLE DEBİ EĞRİLERİNİN SİMÜLE EDİLMESİ

Traktörlerde 540 ve 540E Kuyruk Mili Çalışma Karakteristiklerinin Tarla Koşullarında Kıyaslanması

Dizel Yakıtındaki Sıcaklık Değişiminin Püskürtülen Yakıt Miktarına Etkisi ve Dinamik Yakıt Sıcaklığı Kontrolü

T480B T480B 2WD T480B 4WD

NEW HOLLAND. 56s Serisi

DEUTZ-FAHR 4E Serisi

İÇTEN YANMALI MOTORLAR 2. BÖLÜM EK DERS NOTLARI

4. ELEKTRONİK YAKIT SİSTEMLERİ

VANTİLATÖR DENEYİ. Pitot tüpü ile hız ve debi ölçümü; Vantilatör karakteristiklerinin devir sayısına göre değişimlerinin belirlenmesi

Bölüm 3 Motor Çalışma Koşullarının Emisyonlara Etkisi

SANTRALLERİ SICAK SULU ISITMA DENGELENMESİ. üçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Müh. M

BUJİ İLE ATEŞLEMELİ MOTORLARDA TEK NOKTA YAKIT ENJEKSİYON VE KARBÜRATÖR SİSTEMLERİNİN PERFORMANSA ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ARAŞTIRMA

EZ 80. Kompakt tasarım, güçlü performansla buluşuyor. İzlenen Zero Tail Ekskavatörleri

Endüstriyel Yatık Tip Redüktör Seçim Kriterleri

SORU 1) ÇÖZÜM 1) UYGULAMALI AKIŞKANLAR MEKANİĞİ 1

Başlıca ürün özellikleri

MOTOR LAB. Deney Föyleri

İŞ MAKİNALARINDA BİLGİSAYAR DESTEKLİ PROAKTİF BAKIM

DİŞLİ VERİMLİLİĞİ BELİRLEME DENEYLERİ OMG -414/3

MOTOR PERFORMANSI. Prof Dr. Selim Çetinkaya

Tohum Yatağı Hazırlamada Uygulanan Farklı Toprak İşleme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

AYTEK COOLING SYSTEMS SU SOĞUTMALI CHILLER + TCU

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

ÇÖZÜM 1) konumu mafsallı olup, buraya göre alınacak moment ile küçük pistona etkileyen kuvvet hesaplanır.

XSet. Lorem Ipsum is simply dummy text. Lorem Ipsum is simply dummy text.


ET 65. Performans ve ekonomik verimlilik mükemmel ölçüde birleşiyor: ET65

M320D2. Caterpillar M320D2 Lastik Tekerlekli Ekskavatör. Cat C7.1 ACERT Net Beygir Gücü. Motor kw / 168 hp Kepçe Kapasitesi

TC KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ AR-GE LABORATUVARI DESTEKLEME PROGRAMI PROJELERİ PROJE SONUÇ RAPORU,

PTO ED160. Genel bilgiler Genel bilgiler. Scania Truck Bodybuilder 22: Yayım Scania CV AB 2017, Sweden 1 (8)

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Tali Havalandırma Hesaplamaları Auxiliary Ventilation Calculations

Transkript:

Diesel Motor Çalışma Karakteristiklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Çalışma Murat IŞIKTEPE 1, Sarp Korkut SÜMER 1, Peter KISS 2, Lajos LAIB 2 1 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları Bölümü, Çanakkale 2 Szent Istvan University, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Automotive Technology, Hungary Özet: Bu çalışma Macaristan Szent Istvan Üniversitesi, Makine mühendisliği Fakültesi, Otomotiv Teknolojileri Bölümüne ait laboratuarlarda yürütülmüştür. Test motoru olarak tarım traktörlerinde kullanılan Perkins 1004 T marka diesel motor kullanılmıştır. Laboratuarda mevcut bulunan hidrolik tip dinamometre ve diğer test düzenekleri kullanılarak motorun üç farklı gaz konumu için ölçümler yapılmıştır. Kuvvet, motor devri, yakıt tüketimi, soğutma suyu sıcaklığı, motor yağı sıcaklığı, motor yağı basıncı ve yanma odası basıncı direkt olarak ölçülmüştür. Ölçülen bu parametrelerden faydalanılarak tork, güç, özgül yakıt tüketimi ve efektif basınç değerleri hesaplanmıştır. Ölçülen ve hesaplanan veriler kullanılarak motor performansını tanımlayan grafikler oluşturulmuş ve gereken değerlerle karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak test motoru olarak kullanılan motorun uzun yıllar çalıştığı ve yıprandığı test verilerinden de özellikle tork rezervi verilerinden açıkça görülmektedir. Yapılan bu tür testler motorların verimliliği ve kullanılmış olan motorların ne kadar yıprandığı konusunda fikir sahibi olmamızı sağlayan en önemli performans göstergesidir. Anahtar Kelimeler: Diesel Motor, performans testleri A Reserch on Determining Operational Characterisitcs of Diesel Engine Abstract: This study applied laboratory of Szent Istvan University, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Automotive Technology, Hungary. Test engine is Perkins 1004 T engine and this engine used at agricultural tractors. Characteristic parameter measured at three throttle position by hydraulic type dynamometer. Force, engine speed, fuel consumption, cooling water temperature, oil temperature, oil preasure and effective preasure measured directly. Torque, power, specific fuel consumption and effective preasure calculated by measured parameters. Engine characteristic determined curves fitted with measured and calculated parameters and so characteristic curves explained and compained. Consequently, test engine is corrode and old. Therefore value of torque reserve is lower than required value. This situation clearly showed in value of torque reserve. Also torque reserve is most important indicator of engine performance. Keywords: Diesel Engine, performance tests GİRİŞ Yapısında bulunan yanma odasında, yakıtı havanın oksijeniyle yakarak, yakıt enerjisini önce ısı enerjisine ve sonra bu enerjiyi hareketli organları yardımıyla mekanik enerjiye dönüştüren makinelere termik motor denilmektedir. Termik motorlar, güç kaynağı olarak, akla gelebilecek çok çeşitli alanlarda ve önemli derecede kullanılmaktadır. Günümüzde, motorlu taşıtlarda, inşaat makinalarında, tarım kesiminde, endüstri işletmelerinde büyük oranda kuvvet kaynağı termik motorlar kullanılır (SARAL ve Avcıoğlu, 2002). Günlük hayatta bu kadar yoğun olarak kullanılan termik motorlar çeşitli aşınma ve yıpranmalara maruz kalmaktadır. Bu nedenlerle motorlarda oluşan verim kaybı, tork ve güç miktarı üzerinde doğrudan etkili olduğundan, periyodik ve pratik olarak verimi ortaya koyan ölçümler yapılmalıdır. Bu işlemler için, genellikle atölye tipi dinamometreler kullanılmaktadır. Belirli periyotlarla yapılacak ölçümler, motorunun verimi hakkında kullanıcıları bilgilendirmektedir. Yapılan motor testlerinde farklı araştırıcı tarafından, çeşitli motor performans parametreleri belirlemekte ve değerlendiririlmektedir. Koertner ve ark. (1977), bir traktörden elde edilen eşdeğer şaft gücünü ve yakıt tüketimini belirleyen bir yöntem geliştirmişlerdir. Bu amaç için, diesel bir traktörün motor devri, yakıt pompası ölçüm supabı konumu ve geri dönen yakıt sıcaklığı değerleri belirlenmiştir. Sonuç olarak elde edilen parametreler arasındaki ilişkiler incelenmiş ve bazı eşitlikler elde edilmiştir. Balcı (1982), traktör motor gücü ve egzoz gazı sıcaklığı arasındaki ilişkilerin saptanması üzerine bir çalışma yapmıştır. Güç ölçümlerinde, hidrolik bir dinamometre kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu ilişkiler dikkate alınarak kullanılacak bir ısı ölçer ile traktörün, 375

çeşitli tarımsal işler sırasındakli yüklenme buyutları, sürücü tarafından gözlenebileceği ve böylece, güç gereksinmesine bağlı daha uygun traktör kullanımının sağlanabileceği vurgulanmıştır. Eduardo ve ark. (1988), diesel motor torkunun dolaylı olarak ölçülmesi üzerine bir çalışma yapmışlardır. Çalışmada motor torku; yakıt tüketimi, egzoz gazı sıcaklığı ve motor regülatör ayar kolu konumunun ölçümü ile ilişkilendirilerek dolaylı olarak belirlenmeye çalışılmıştır: Yapılan denemelerde, traktörlerin kuyruk milinde yapılan performans testlerinde elde edilen verilerden yararlanılmıştır. Araştırıcılar sonuç olarak dolaylı olarak motor tork değerlerinin tahmini için eşitlikler elde etmişlerdir. Smith (1989), tarımsal üretim amacıyla kullanılan traktörlerde motor devrini sabit tutmak için, bir motor hızı kontrol sistemi geliştirmiştir. Sistem, yük değişimlerine bağlı olarak oluşan motor hızındaki değişmeleri en aza indirmek için yakıt injeksiyon pompasındaki yakıt kontrol manivelasının konumunu ayarlamaktadır. Geliştirilen bu sistemin özellikle tarımsal işlem için arzulanan çalışma hızının sistemdeki regülatörün işlevi ile küçük sınırlarda otomatik olarak sabit tutulabildiği ifade edilmiştir. Onurbaş ve Ceylan (1996), motorun tork değeri ile yakıt tüketimi ve devir sayısı arasında korelasyon kurmuşlardır. Elde edilen korelasyonlardan her traktör motoruna ait, karakteristik dokuz sayı belirlenmiştir. Bu katsayılar yardımıyla, motorun çalışma sırasında ölçülen yakıt tüketimi ve devir sayısı değerleriyle o andaki dönme momentine iyi bir yaklaşım sağlanabilmektedir. Onurbaş (1996), diesel motorunda tork değerinin dolaylı olarak belirlenmesi üzerine bir çalışma yapmıştır. Bu çalışmada, egzoz gazı sıcaklığı ve egzoz gazı basıncından yararlanılmıştır. Denemelerde, motorun frenlenerek dönme momentinin belirlenmesinde hidrolik dinamometre kullanılmıştır. Tork ile devir sayısı ve egzoz gazı toplam basıncı arasında, dönme momenti ile devir sayısı ve egzoz gazı sıcaklığı arasında ve dönme momenti ile devir sayısı, egzoz gazı toplam basıncı ve egzoz gazı sıcaklığı arasında korelasyonlar kurulmuştur. Grisso ve ark. (2004), Nebraska Traktör Test Laboratuarı (NTTL) raporlarını göre ASAE standartlarının kullanıldığı test verilerini inceleyerek yıllık özgül yakıt tüketimi hakkında bir çalışma yapmışlardır. Elden edilen bilgilere göre yıllık özgül yakıt tüketiminin geçen 20 yılda %4.8 azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca bu raporlardan faydalanarak yeni eşitlikler bulunmuştur ve yıllık yakıt tüketiminin tahmini yapılmıştır. Eşitlikleri bulmak için yapılan testlerde PTO gücü için yakıt tüketimi belirlenmiştir. Elde edilen yakıt tüketimi verileri kullanılarak özgül hacimsel yakıt tüketimi (L/kW h) hesaplanmıştır. 720 traktörden alınan veriler kullanılarak hesaplanan özgül hacimsel yakıt tüketimi için yeni eşitlikler geliştirilmiştir. Kim ve ark. (2005), Nebraska Traktör Test laboratuarında yapılan test raporlarını değerlendirerek, 1959 ile 2002 yılları arasında performans testi yapılmış 926 diesel tarım traktörü verilerini düzenleyerek performans gelişimi hakkında bir çalışma yapmışlardır. Bu çalışmada performans analizleri, özgül hacimsel yakıt tüketimi, birim ağırlık başına düşen güç, tork artışı ölçümlerini içermektedir. Sonuçlara göre; PTO testlerinde 1959 yılından 2002 yılına kadar yakıt ekonomikliliğinin %20.5 gelişme gösterdiği belirtilmiştir. Tork artışı değerleri, 10 yıllık periyotlar halinde 37-75 kw aralığındaki PTO gücüne sahip traktörlerde ortalama olarak %18.4 artış gösterdiği ve 2001-2002 yılları arasında ise %27.7 artış gösterdiği belirtilmiştir. Gil-Sierra ve ark. (2007), enerjinin verimli bir şekilde kullanılması gereken en önemli faktörler arasında tarım traktörlerindeki motor ve transmisyon organları olduğunu vurgulamışlardır. OECD test kodlarını kullanılarak çeşitli verimlilik testleri yapılmıştır. İspanya daki 240 traktör modelinde verimliliklerine göre sınıflandırma yapılarak 7 ayrı sınıf oluşturulmuştur. OECD test kodlarından 1 ve 2 izlenerek motor hızı ve güç ölçümünde yakıt tüketimini belirlenmiştir (OECD, 2008). PTO testlerinde ise; nominal güç ve tam güç pozisyonlarında, kademeli yükleme uygulanarak, standart kuyruk mili hızında, tam ve kademeli yükleme uygulanarak ve maksimum güçte yüklemeler uygulanarak çeşitli testler gerçekleştirilmiştir. Görüldüğü gibi farklı araştırıcılar, motor ve traktör kuyruk mili testleri ile motor verimliliği üzerine çeşitli yaklaşımlarda bulunmuşlardır. Motor verimliliğinin değerlendirilmesi ile ilgili bu yaklaşımlar farklı amaçlar için yapılmış olsa da genellikle yakıt tüketimi, tork, güç, devir, basınç gibi parametreler ölçülmüş ve incelenmiştir. Bu çalışmada bir dinamometre sistemi ile üç değişik gaz pozisyonunda Perkins 1004 T marka termik motor test edilerek performans karakteristikleri belirlenmiştir. Tork ve hız değerleri ölçülmüş ve güç değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca test sırasında silindir basıncı ve yakıt tüketimi ölçülmüş, daha sonra efektif silindir basıncı ve özgül yakıt tüketimi değerleri hesaplanmıştır. Test sırasında motorun soğutma suyu sıcaklığı, egzoz gazı sıcaklığı ve motor yağı sıcaklığındaki değişim de gözlenmiştir. Basınç ölçümlerine ek olarak motor yağı basıncı da ölçülmüştür. Diğer çalışmalardan farklı olarak motorun çalışma veriminin bir göstergesi olan tork artışı (rezervi) değerleri de tam gaz pozisyonunda alınan veriler kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen tüm parametreler birbirleri ile ilişkilendirilerek değerlendirilmiştir. MATERYAL VE YÖNTEM Çalışma Macaristan da bulunan Szent Istvan Üniversitesi, Makine mühendisliği fakültesi, otomotiv teknolojileri bölümüne ait motor laboratuarlarında yürütülmüştür. Çalışmada test motoru olarak Perkins 1004 T marka, tarım traktörlerinde kullanılan diesel bir motor kullanılmıştır. Motor ile ilgili teknik özellikler Çizelge 1 de verilmiştir. 376

Çizelge 1 Test motoruna ait bazı teknik özellikler Motor Modeli 1004-4T Hacim(L) 3.99 Çap/strok 100/127 Emiş Turbo şarj Güç - Hız, kw - dk -1 74-2300 Max. tork hız, Nm - dk -1 336/1400 1600 Gürültü seviyesi db(a 96 Sertifikasyon EPA Tier2 Net ağırlık(kg) 279 Ölçüleri, mm (L W H) 711 614 767 Motoru yükleme amaçlı olarak kullanılan dinamometre, test motorunun volanına bağlantısı sağlanarak hidrolik kuvvetin etkisiyle frenleme esasına göre çalışmaktadır. Dinamometre üzerinde bulunan vanalar vasıtasıyla dinamometre içerisindeki suyun miktarı ayarlanarak frenleme kuvveti değiştirilerek uygun algılayıcılarla istenilen değerler ölçülmektedir. Dinamometre ölçümleri sırasında basınç ve sıcaklık değerlerini ölçebilmek için özel algılayıcılar kullanılmıştır. Ayrıca birim zamanda tüketilen yakıt miktarını belirlemek amacıyla yakıt tüketimi ölçüm sistemi kullanılmıştır. Dinamometre testleri yapılırken motor devrinin ölçümü için el tipi basit bir takometre kullanılmıştır. Test süresince Szent Istvan Üniversitesine ait otomotiv teknolojileri laboratuarında mevcut bulunan hidrik tip dinamometre ve bu dinamometreye ait test sistemi kullanılmıştır (Şekil 1). Şekil 1 Dinamometre test sistemi Silindir basıncını ölçmek için her bir silindire bağlantısı yapılmış bir manometre kullanılmıştır. Kullanılan bu manometre basınç değerlerinin okunmasına olanak sağlayan göstergeye sahiptir. Ayrıca başka bir manometrede ortam hava basıncını ölçmek için kullanılmıştır. Test motorunun soğutma sistemine giriş ve çıkış hattına olmak üzere iki adet, test motorunun alt karterindeki yağ sıcaklığını ölçmek için bir adet, egzoz gazı sıcaklığının değişimini ölçmek için egzoz manifolduna bir adet ve ortam sıcaklığını ölçmek için bir adet olmak üzere toplam beş adet sıcaklık algılayıcısı kullanılmıştır. Test esnasında birim zamanda tüketilen yakıt miktarının ölçümünde ağırlık esasına göre çalışan özel bir yakıt tüketimi ölçüm sistemi kullanılmıştır. Bu düzeneğin test motorunun yakıt sistemine uygun yerlere montajı yapılarak hassas bir şekilde ölçüm yapılması sağlanmıştır. Tüm ölçümler 3 tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Çalışmada, test motoru OECD test kodlarına uygun olarak dinamometre test standına monte edilmiştir. Dinamometre şaftının özel aparatlarla test motorunun volanına bağlantısı sağlanmıştır. Teste başlamadan önce test motoru çalışma sıcaklığına gelmesi için 10-15 dakika rölanti devrinde çalıştırılmıştır. Algılayıcıların bağlantısı ve diğer tertibatlar kontrol edilerek teste başlanmıştır. Motor gazı tam gaz pozisyonuna getirilerek dinamometre testine başlanmıştır. Motor tam gaz pozisyonundayken motor stop edinceye kadar dinamometre ile yüklenme yapılmıştır. Yapılan yüklenme sonucu meydana gelen frenleme kuvveti dinamometre ibresinden okunmuştur. Ayrıca el tipi bir takometre ile dönü hızı ölçülmüştür. Bu konumda iken yakıt tüketimi değerleri, soğutma suyunun giriş ve çıkış sıcaklık değerleri, motor yağı sıcaklık değerleri ve motor yağı basınç değerleri ölçülmüştür. Yüklenme kademeli olarak azaltılarak rasgele seçilmiş noktalarda ölçümler tekrarlanarak kaydedilmiştir. Daha sonra gaz kolunun konumu değiştirilerek verilen gaz düşürülmüş ve bu konum gaz kolunun A pozisyonu olarak tanımlandırılmıştır. Gaz kolunun A pozisyonu içinde tam gaz pozisyonunda yapılan ölçümler tekrarlanmıştır. Daha sonra gaz kolu konumu biraz daha düşürülerek üçüncü bir pozisyon belirlenmiştir. Bu pozisyonda gaz kolunun B pozisyonu olarak tanımlanmıştır. Bu pozisyon içinde tam gaz pozisyonu ve A pozisyonunda olduğu gibi ölçüm işlemleri tekrarlanmıştır. Dinamometre sistemi ile krank milinde elde edilen doğrusal kuvvet, Eşitlik 1 den faydalanılarak tork (dönü kuvvetine) olarak hesaplanmıştır. M= Tork (Nm), F= Kuvvet (N), 0.7162= Moment kolunun uzunluğu (m). (1) Frenleme gücü ise tork ve devirden krank milinde üretilen güç olarak tanımlanır. Frenleme gücü Eşitlik 2 den hesaplanarak belirlenmiştir. P= Frenleme gücü-motor gücü (kw), n= Krank mili-motor devri (1/dk), (2) 377

M= Tork (Nm). Dinamometre test standı üzerinde mevcut bulunan yakıt tüketimi ölçüm sistemi ağırlık esasına göre ölçüm yapmaktadır. Her bir yüklenme koşulu ve her bir gaz pozisyonu için yapılan ölçümlerde 100 g yakıtın tüketildiği zaman kaydedilmiştir. Daha sonra bu ölçümlerden faydalanılarak Eşitlik 3 den birim zamanda tüketilen yakıt miktarı hesaplanmıştır. B= Saatlik yakıt tüketimi (kg/h). (kg/h) (3) Özgül yakıt tüketimi ise daha çok motor gücüyle alakalıdır ve Eşitlik 2 ve.4 ile hesaplanır: K= Tork artışı, M max = Maksimum tork değeri, M Pmax = Maksimum güce ulaşıldığı andaki tork değeridir. Tork artışının belirlenmesinde kullanılan parametreler, Şekil 3 de verilen devre bağlı tork ve güç eğrileri üzerinde de gösterilmiştir. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Ölçülen ve hesaplanan parametrelerden yararlanılarak motor performansı farklı yönlerle tanımlanmaya çalışılmıştır. Bu amaçla elde edilen parametreler arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Yapılan dinamometre testinde üç farklı gaz konumunda motor devri ile motor gücü arasındaki ilişki Şekil 2 de verilmiştir. b (g/kwh) (4) b= Özgül yakıt tüketimi (g/kwh), P= Motor gücü (kw). Efektif basınç bir motorun iş yapabilme yeteneğinin bir ölçüsüdür. Tork motorun ölçülerine bağlı olduğu için farklı motorların karşılaştırılmasında kullanılmamaktadır. Motor performansı ölçülerinde en kullanışlı bağıntı her çevrimdeki işin silindir yanma odasına bölünmesiyle elde edilir. Bu nedenle elde edilen parametreler efektif basınç olarak bilinmekte ve kısaca bir çevrimin tamamlanmasında pistona uygulanan gaz basıncının ortalaması olarak tanımlanmaktadır. Efektif basınç Eşitlik 4 kullanılarak saptanmıştır: P e = Efektif basınç (Pa), n= Motor devri (1/dk), j= Strok sayısı, i= Silindir sayısı, V s = Yanma odası hacmi (m 3 ). (Pa) (5) Tork ve tork artışı (rezervi) birçok uygulamada özelliklede düşük devirlerde yükten etkilenen çeki işlerinde motor için çok önemli bir etkendir. Yüksek tork artışı, yük altındaki motorun yüksek devirlerde çalışmasına izin verir ve motorun bu yükün üstesinden gelmesini sağlamaktadır. Diğer koşullarda yetersiz tork rezervi, motorun çalışmasını engellemektedir ve bu durumda motor stop edebilir. Tork artışı Eşitlik 6 kullanılarak hesaplanmıştır. Şekil 2. Üç gaz konumu için motor devrine bağlı motor gücü değişimi Şekilde verilen eğriler incelendiğinde güç değerlerinin belirli bir noktaya kadar artmakta daha sonra azalmakta olduğu görülmektedir. Güç değerinin azalmaya başladığı andaki noktaya nominal devir noktası denilmektedir. Motor devri nominal devir noktasına ulaştığı anda regülatör devreye girerek motor devrini sınırlamaya çalışmaktadır. Nominal devirden sonraki motor devir değerleri performans parametreleri açısından düşük verim değerleridir. Tam gaz pozisyonu için en büyük güç değeri (73.13 kw), motor devrinin 2210 1/dk olduğu anda elde edilmiştir. A gaz pozisyonu için 57.58 kw maksimum güç 1740 1/dk motor devrinde ve B gaz pozisyonu için ise 51.77 kw maksimum güç değeri 1340 1/dk motor devrinde elde edilmiştir. Üç gaz konumunda belirlenen tork değerlerinin motor devrine bağlı değişimleri Şekil 3 de verilmiştir. (6) 378

Tam gaz pozisyonunda maksimum gücün elde edildiği anda 16.80 kg/h olarak maksimum yakıt tüketimi değeri belirlenmiştir. Benzer olarak diğer gaz pozisyonları içinde aynı durum söz konusudur. A gaz pozisyonu için maksimum noktada hesaplanan yakıt tüketim değeri 12.50 kg/h, B gaz pozisyonu için ise 9.70 kg/h olarak bulunmuştur. Şekil 3. Tork değerlerinin motor devrine bağlı değişimi Tam gaz pozisyonu için motorun 1600 1/dk motor devrinde maksimum tork değeri 337.24 Nm olarak bulunmuştur. A gaz pozisyonu için 1600 1/dk motor devrinde 333.73 Nm ve B gaz pozisyonu için 1340 1/dk 312.11 Nm maksimum tork değerleri elde edilmiştir. Tork artışı değerinin belirlenmesi için tam gaz pozisyonundaki ölçüm değerleri ve hesaplamalar kullanılmıştır (Şekil 4, Eşitlik 6). Test motorundan elde edilen güç ve tork değerleri birleştirilerek aynı grafik üzerinde bir araya getirilmiş ve Şekil 4 te görülen eğriler elde edilmiştir. Bulunan tork artışı değeri (%1.06) diesel motorlar için kabul edilebilir değerin alt sınırına yakındır. Tork artışının düşük değerlerde olmasının sebebi olarak, test motorun uzun yıllardır kullanılmış eski bir motor olması gösterilebilir. Şekil 5. Dinamometre testinde elde edilen yakıt tüketimi değerleri Termik motorlarda verimliliğin diğer bir önemli göstergesi özgül yakıt tüketimidir. Özgül yakıt tüketiminin düşük değerine maksimum gücün elde edildiği noktada ulaşılmaktadır. Her gaz pozisyonu için hesaplanan en düşük özgül yakıt tüketimi değerleri, tam gaz pozisyonu için 215.71 g/kwh, A gaz pozisyonu için 217.09 g/kwh ve B gaz pozisyonu için 187.43 g/kwh olarak bulunmuştur (Şekil 6). Şekil 4. Dinamometre testinde elde edilen tork ve güç değerlerinin aynı grafikte değerlendirilmesi, tork artışının belirlenmesi. Yakıt tüketimi değerleri de güç değerleri gibi nominal hız değerine kadar artış göstermekte daha sonra değerler hızlı bir şekilde azalmaktadır (şekil 5). Şekil 6. Dinamometre testinde elde edilen özgül yakıt tüketimi değerleri Efektif motor basıncı ve bu değerlerin motor devrine bağlı değişimleri incelendiğinde (Şekil 7), eğrilerin tork eğrileri ile benzer özelliklerde olduğu görülmektedir. 379

LİTERATÜR LİSTESİ Şekil 7. Dinamometre testinde ölçülen basınç verilerinden hesaplanan efektif basınç değerleri Çalışmada motor performans testleri yapılan diesel motora ait karakteristikler ortaya konulmaya çalışılmış ve bu amaçla motor devrine bağlı güç, tork, yakıt tüketimi, özgül yakıt tüketimi, efektif basınç parametreleri belirlenmiştir. Üç gaz konumu için belirlenen bu parametrelerin ayrı ayrı motor devrine bağlı değişimleri incelenmiştir. Ayrıca motorun ani yüklenmelere direncinin bir ölçüsü olarak bilinen tork artışı değeri de ölçülen verilerden hesaplanmıştır. Belirlenen çok düşük tork artışı değeri, motorun oldukça eski ve yıpranmış olmasının bir belirtisidir. Balcı, Y. 1982. Traktör Motor Gücü ve Egzoz Gazı Sıcaklığı Arasındaki İlişkilerin Saptanması Üzerine Bir Araştırma. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü. Lisans Tezi. (18)s. Gil-Sierra, J., J. Ortiz-Cañavate, V. Gil-Quirós, J. Casanova- Kindelán, 2007. Energy Effıcıency in Agrıcultural Tractors: a Methodology for Theır Classıfıcatıon. Applied Engineering in Agriculture. Vol. 23(2): 145-150. Grisso, R. D., M. F. Kocher, D. H. Vaughan, 2004. Predicting Tractor Fuel Consumption. Applied Engineering in Agriculture. Vol. 20(5): 553 561. Kim, K.U., L.L. Bashford, B.T. Sampson, 2005. Improvement of Tractor Performance. Applied Engineering in Agriculture. Vol. 21(6): 949 954. Koertner, R.G., L.L. Bashford, D.E. Lane, 1977. Tractor Instrumentation for Measuring Fuel and Energy Requirements. Transactions of the ASAE. Vol. 20(3): 402-405. OECD, 2008. OECD Standart Codes for The Official Testing of Agricultural and Forestry Tractors. Codes 2 to 10. http://www.oecd.org/document/10/0,3343, en_2649_33905_34735882_1_1_1_1, 00.html. Onurbaş, A., 1996. Diesel Motorlarında Egzoz Gazı Basıncı ve Egzoz Gazı Sıcaklığından Yararlanılarak Dönme Momentinin Belirlenmesi. 6. Uluslararası Tarımsal Mekanizasyon ve Enerji Kongresi. Bildiriler, Ankara, Sayfa: 128-135. Onurbaş, A., M. Ceylan, 1996. Türkiye de Kullanılan Traktör Motorları Dönme Momentinin Yakıt Tüketimi ve Devir Sayısından Yararlanılarak Belirlenmesi. 6. Uluslararası Tarımsal Mekanizasyon ve Enerji Kongresi. Bildiriler, Ankara, Sayfa: 604-606 Saral, A., O. Avcıoğlu, 2002. Motorlar ve Traktörler. Ankara Üniversitesi Tarım makinaları Bölümü Ders kitabı: 482. Yatın no:1529. Ankara Smith L A., 1989. Precise Control of Tractor Engine Speed. Transections of the ASAE. Vol.32(2):385-389 380