Dünya genelinde sıkılaşan emisyon regülasyonları, daha sağlıklı sürdürülebilir bir çevre için, otomotiv firmalarının zararlı gaz salınımını düşürmeye itmektedir. Bu konuda birçok devlet yönetimi ve özel kuruluşların teşvik edici destek yaklaşımları bulunmaktadır. Bunun yanı sıra yakıt tüketimini düşürme konusu da bu alanda ulaşılması gereken hedefler arasındadır. Bu hedeflere ulaşma yolunda araç ve motorizasyon sınırlamalarını da göz önünde bulundurmak ve ilgili parametrelerin optimizasyonlarını sağlayarak çözümleri oluşturmak oldukça önemlidir. Bu iki majör alanda ilgili sınırlamalar doğrultusunda akılcı çözümler geliştirmek ve isterleri karşılamak günümüz ve gelecek açısından fırsatlara bağlı ihtiyaç olmuştur.
Bu çalışmada araçlar için, klima ve motor verimliliğini arttıran, yakıt tüketimi ve emisyon seviyesini düşüren, akıllı bir soğutma sisteminin tasarımı amaçlanmaktadır. Bu sistem belirlenen araç motorizasyona bağlı olarak komponent isterleri de göz önünde bulundurularak alternatif çalışmalar yapılmış ve farklı araç çalışma kondisyonlarında sanal ve fiziksel doğrulamalar yapılarak optimum çevrim belirlenmiştir. Sonuç olarak optimum çevrim iki aşamalı soğutma sistemi ile tasarlanıparaç üzerine entegrasyonu sağlanmıştır. İki aşamalı soğutma ünitesi yüksek sıcaklık radyatörü ve düşük sıcaklık radyatörü olarak iki bağımsız çevrimden oluşacaktır. Yüksek sıcaklık radyatöründe motor soğutma suyu soğutulacaktır. Düşük sıcaklık radyatöründe ise hava emiş sistemine entegre edilecek su soğutma ünitesi soğutma suyu ve klima kondenseri için kullanılacak soğutma suyunun soğutulması sağlanacaktır. Suyun havaya oranla yüksek olan ısı taşıma kapasitesi sayesinde daha verimli soğutma yapılabilmesi motor performansının daha da arttırılması hedeflenmektedir. Bu çalışma sayesinde araçta türboşarjdan sonra ısınan havanın ve klima gazının, hava yerine su ile soğutulması hedeflenmektedir. Bu sayede hem sıkıştırılmış hava daha düşük sıcaklıklara soğutulabilecek ve motordaki volumetrik verim arttırılabilecek, klima gazının daha verimli yoğuşması sağlanabilecek, fandan çekilecek enerji miktarı azalacaktır. Dolayısıyla motor performansını kötüleştirmeden yakıt tüketimi ve CO2 salınımı azalacaktır.
Çalışma kapsamında, araştırması yapılmış, yeni sistemde kullanılacak elemanlar teorik hesaplar yardımıyla belirlenmiş, 1D ve 3D analiz programları yardımıyla sistemin bütünüyle performası sanal ortamda değerlendirilerek ve gerektiği takdirde tasarımsal değişiklikler yapılmıştır. Sonrasında gerekli prosedürsel durumlara göre fiziksel aktivitelerle de doğrulamalar yapılarak teoriden pratiğe geçiş ve uygulanabilirlik korelasyonları ile validasyonlar yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Tek Boyutlu Simülasyon, Akıllı Soğutma Çevrimi, hibrit, ara soğutucu, düşük sıcaklık çevrimi
|
