İçten yanmalı kuvvet makinelerindeki mekatronik sistemler ve algılama elemanlarının sinyal şekillerinin incelenmesi

Bu çalışmada içten yanmalı benzinli motorlarda kullanılan mekatronik sistemlerdeki bilgi sağlayıcıların (duyu organları olan sensörlerin) sinyal şekilleri ve karakteristikleri incelendi. Bunun yanısıra benzinli motorlardaki elektronik donanımları kullanmayı gerektiren sebepler, mekatronik sistemler ve elemanları, benzinli motorlarda kullanılan motor yönetim sistemleri ve avantajları araştırılarak açıklandı. İçten yanmalı benzinli motorlarda meydana gelen fiziksel olayların sensörler yardımıyla elektrik sinyallerine dönüştürülmüş halleri bir data akış kartı ile bilgisayara aktarıldı. Aktarılan bu gerilim değerleri Visidaq programı kullanılarak fiziksel büyüklükler şeklinde (sıcaklık, basınç, açı vs.) görsel olarak bilgisayar ekranında gösterildi. Bu sayede sensörlerin çalışma koşul ve skalaları belirlenerek, hem mikroişlemci çalışma mantığının anlaşılması hem de motor çalışma parametrelerinin kavranması sağlandı.Yapılan çalışmanın uygulama kısmında; motor rölantiden başlayarak değişik hızlarda çalıştırıldı ve bu esnada motor soğutma sisteminin sıcaklığına dair bilgi veren su sıcaklık sensöründen, içeri emilen hava sıcaklığını bildiren hava sıcaklık sensöründen, emilen hava debisi ile ilişkili olarak gerilim değişimi veren kızgın tel anemometresinden, motor devrini ve üst ölü nokta bilgisini veren devir sensöründen, supapların açılma zamanını bildiren zamanlama sensöründen, gaz kelebeğinin konumunu bildiren gaz kelebek konum sensöründen ve yanma sonucu egzoz içindeki oksijen miktarını bildiren lambda sensöründen gelen sinyaller ölçüldü. Bütün bu sensörler üzerinde deneyler yapılarak çalışma skalaları belirlendi. Alınan veriler grafiklere aktarılıp doğru uydurularak formülleri çıkarıldı. Bu formüller bilgisayar programında kullanılan scriptlere yerleştirilerek ekranda bu sensörlerden gelen bilgiler sergilendi. Yani aynı anda bu yedi bölgeden gelen sinyaller ekranda gerilim değerleri ve fiziksel büyüklükler olarak görüldü. Aynı zamanda LOG dosyaları yardımı ile veriler kayıt yapılabilir hale getirildi. Gelen bazı bilgiler küçük programlar hazırlanarak motorun yakıt sarfiyatı, yükü veya enjektörlerin püskürtme süreleri gibi değerler de hesaplanabildi. Ayrıca motor, kontak anahtarına ihtiyaç duymaksızın direkt olarak bilgisayar üzerinden çalıştırılıp stop edilebilir hale getirildi.Yapılan bu çalışma sonucunda içten yanmalı benzinli motorlarda kullanılan sensörlere ait yapısal özellikler, sinyal şekil ve karakteristikleri ortaya konuldu ve analiz edildi. Bunun yanısıra Otomotiv eğitimi alan öğrencilere içten yanmalı benzinli motorlarda bulunan mekatronik donanımları daha kolay anlatacak ve öğretilebilecek bir eğitim aracı oluşturulmuş oldu. Programlama esnasında kullanılan Visidaq programı ve programla mantığı anlatıldı. Bu sayede uygulama düzeneği üzerinde eğitim alacak kişilere programlama mantığı rahatlıkla anlatılarak öğrenmeleri sağlanabilir hale getirildi.Mart 2003Orhan KILIÇIn this study, signal ways of information suppliers (sensors with sensor organs) in mechatronic systems used in internal combustion gas motors were inspected. Beside this, reasons of using electronic equipment in gas motors, mechatronic systems and their elements, motor control systems used in gas motors, and its advantages were explained after being researched. The state of physical events exists in internal combustion gas motors when they are transformed into electrical signals were transferred into the computer by a data flow card. These transferred values of tension were showed on the monitor of the computer as visual being physical greatness (temperature, pressure, angle, etc.) in the program Visidaq.At the practice side of the study; the motor was operated in variable speeds starting from idle time, and simultaneously, the signals coming from water temperature sensor that gives information about the temperature of the motor cooling system, air temperature sensor that gives the temperature of the air absorbed in, hot wire anemometer that gives the tension change related with the air capacity absorbed in, cycle sensor that gives the information of motor cycle and upper dead point, timing sensor that gives the opening time of the valves, gas butterfly state sensor that that gives the state of the gas butterfly, and lambda sensor that gives the quantity of the oxygen in exhaust resulting from burning were measured. Examinations were carried out on all these sensors and their operation scales were determined. The data taken were adapted correctly, and their formulas were written. These formula were placed into the scripts used in computer program, the information coming from these sensors were exhibited on the monitor. That means, the signals coming at the same time from these seven areas were seen on the monitor as tension values and physical greatness. Also, the data became saveable, with the help of LOG files. By preparing little programs with the coming information, values such as fuel consumption, load or spraying periods of the injectors could be calculated. In addition, motor was made capable of being operated and stopped directly through computer, without any requirement of contact breaker.At the end of this study, structural properties, signal way and characteristics of the sensors used in internal combustion gas motors were put down and analysed. Besides, a device of education that may be used to tell and teach the mechatronic equipment in internal combustion gas motors to students of Automotive has been formed. The Visidaq program used during programming and the system of that program was explained. Through this way, the system of programming has become easy to be told and taught to people who will be educated on application program.March; 2003Orhan KILI