Giriş

Motor kalibrasyonu yapan bir mühendis olarak sık sık birtakım formüllere ihtiyacım oluyor. Bu yüzden içten yanmalı motorlarla ilgili birtakım formülleri buraya yazıp ihtiyacım olduğunda kullanmayı planlıyorum. Bunun yanında ihtiyacı olan kişiler de bunları kullanabilsin diye yazma ihtiyacı hissettim.

İçeriğinde şimdilik şu formüller var:

• Hacimsel (Volumetrik) Verim Formülü
• Motor Genel Güç Formülü
• Kompresör Verim Formülü
• Kompresör Güç Formülü

Hacimsel (Volumetrik) Verim Formülü

Hacimsel verim (volumetric efficiency) formülü:

ηv= Hacimsel verim

Va [m^3]= Silindir içine alınan gerçek havanın hacmi

Vd [m^3]= Silindire alınabilecek teorik hava

olarak ifade edilip bu ifade türetilirse:

ma [kg]= hava kütlesi

ρa[kg/m^3]= havanın yoğunluğu

m˙a [kg/s]= kütlesel hava debisi

Ne [rot/s]= motor devri

nr [-] = 1 tam çevrimde meydana gelen devir sayısı (4 stroklu motorlar için nr=2)

ρa [kg/m^3]= giren havanın yoğunluğu

pa [Pa]= giren havanın basıncı

Ra [J/kgK]= kuru hava için gaz sabiti (286.9 J/kgK)

Ta [K)= giren havanın sıcaklığı

şeklinde son ifadeye ulaşılabilir. [1]

Motor Genel Güç Formülü

4 zamanlı bir motorda motor gücü aşağıdaki formül ile ifade edilebilir:

P= motor gücü

ηv [-]= hacimsel verim

ρa [kg/m^3]= havanın yoğunluğu

Vsw [m^3]= silindir süpürme hacmi

Ncs [dev/dk]= motor devri

ηf [kJ]= yakıt verimi

Ef [kJ]= yakıt enerjisi

AFR [-]= yakıt/hava oranı

olarak ifade edilebilir. [2]

Kompresör Verim Formülü

Aşırı doldurmalı motorlarda kompresörün verimi şu genel formülle hesaplanabilir:

ηisen [-]= izantropik verim 

h1 [J/kg]= Kompresör giriş havasının entalpisi (P1, T1 ve termodinamik tablolarla bulunabilir.)

h2 [J/kg]= Kompresör çıkış havasının entalpisi (P2, T2 ve termodinamik tablolarla bulunabilir.)

h2isen [J/kg]= Kompresör çıkış havasının izantropik entalpisi (P2 (veya T2), S2isen=S1 ve termodinamik tablolardan bulunabilir) [3]

Kompresör Güç Formülü

Aşırı doldurmalı motorlarda kompresör gücü şu formülle hesaplanabilir:

Yukarıdaki ifadeler aynı geçerli olmakla birlikte:

m˙a [kg/s]= kütlesel hava debisini ifade etmektedir. [3]

 

Yararlanılan Kaynaklar ve İleri Okuma:

• [1]: x-engineer.org, erişildi 27 Ağustos 2019, 13:30 (Bu konunun örnek çözümü ilgili kaynakta bulunmaktadır.)
• [2] Hani Mohtar, Increasing Surge Margin of Turbocharger Centrifugal Compressor Automotive Application, 5 Oct 2015. (kaynağa ulaşmak için tıklayınız.) (Turboşarjlarda surge ve genel olorak turboşarjla ilgili güzel bir kaynak.)
• [3] www.jmcampbell.com, erişildi 30 Ağustos 2019, 09:30 (Bu konuyla ilgili ileri okuma ve örnek çözüm için kaynak ziyaret edilebilir.)

 

Adem Oruz

30 Ağustos 2019