Akademik Veri Yönetim Sistemi
Yücesu H. S. (Yürütücü), Altın M., Şahin F.
TÜBİTAK Projesi, 2019 - 2022
İçten
yanmalı motorların icadıyla birlikte insanların yaşamını şekillendiren birçok
teknoloji ortaya çıkmıştır. Ulaşım sektörü ve savunma sanayi gibi alanlarda
içten yanmalı motorların kullanımı vazgeçilemez bir ihtiyaç haline gelmiştir. Ancak içten yanmalı motorlar, zararlı egzoz
gazı emisyonları oluşturarak küresel ısınma ve hava kirliliğine neden
olmaktadır. Bu olumsuz sonuçların azaltılması amacıyla son kırk yıldır birçok
araştırmacı egzoz emisyonlarının azaltılmasını sağlayacak çözümler üretmeye odaklanmıştır.
Klasik yanma moduna alternatif yanma modları ile egzoz emisyonlarının
düşürülmesi amaçlanmaktadır. Reaktivite Kontrollü Sıkıştırma ile Ateşlemeli
yanma modu söz konusu alternatif yanma yöntemlerinden birisi olup düşük egzoz
emisyonu ile diğer alternatif yanma modlarına karşın avantaj sağlamaktadır.
Bu projede, tek
silindirli sıkıştırma ile ateşlemeli bir dizel motoru RCCI modda çalışmaya
uygun hale getirilerek motorun termik veriminin arttırılması, ısı kayıplarının
azaltılması ve NOx ve partikül emisyonlarının azaltılması hedeflenmiştir. RCCI
yanma modunun gerçekleştirilebilmesi amacıyla motor üzerindeki mevcut mekanik
enjeksiyon sistemi yerine selenoid kontrollü elektronik enjeksiyon sistemi
entegre edilmiş ve emme manifoldu üzerine bir düşük basınç enjektörü
yerleştirilmiştir. Düşük ve yüksek reaktiviteli yakıtların emme manifolduna ve
silindir içerisine püskürtülmesinde, yakıt miktarı ve zamanlamasının kontrolünü
sağlamak amacıyla bir yakıt basınç ünitesi ve elektronik kontrol modülleri
geliştirilmiştir. Deney düzeneği kurularak farklı yakıt karışım oranları,
farklı yakıt miktarları ve farklı giriş havası sıcaklıkları için testler
yapılmıştır. Gerçekleştirilen testlerde motor performans parametreleri (tork,
güç, özgül yakıt tüketimi, ısı dağılımı, yanma karakteristikleri, termik verim)
ve egzoz gazı emisyon değerleri ölçülerek kayıt altına alınmıştır. Ölçüm
verileri, yanma analizi kodu ile işlenerek motorun çalışma haritası
oluşturulmuştur. Farklı yakıt çiftlerinin (benzin/dizel, izo-oktan/n-heptan,
etanol/dietil eter+n-heptan), farklı karışım oranlarının (PR25, PR50, PR75) ve
farklı giriş havası sıcaklıklarının (30°C, 50°C ve 70°C) motor performansına ve
egzoz emisyonu değerlerine etkileri incelenerek motor çalışma aralığının
genişletilmesine yönelik bir çalışma yürütülmüştür. Sonuçlar, izooktan/n-heptan
yakıt çifti kullanımı ile 30°C giriş hava sıcaklığında %25 ön karışım oranında en
geniş çalışma aralığına ulaşıldığını göstermiştir. Genel olarak en uygun özgül
yakıt tüketimi değerleri, düşük sıcaklılarda daha iyi hacimsel verim elde
edilmesinden dolayı düşük sıcaklıklarda elde edilmiştir. Ayrıca en düşük
emisyon değerlerinin aynı şartlarda elde edildiği tespit edilmiştir.