Hava Fazlalık Katsayısı ve Oktan Sayısı Değişiminin HCCI Yanma Karakteristiklerine ve Motor Performansına Etkileri

Abstract

Bu makaleye şu şekilde atıfta bulunabilirsiniz(To cite to this article): Calam A. ve İçingür Y. "Hava fazlalık katsayısı ve oktan sayısı değişiminin HCCI yanma karakteristiklerine ve motor performansına etkileri", Politeknik Dergisi, 22(3): 607-618, (2019).Erişim linki (To link to this article): http://dergipark.org.tr/politeknik/archive ÖZ Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motorlar yüksek termik verimleri ve düşük egzoz emisyonları nedeniyle mevcut içten yanmalı motorlara alternatif bir yanma modelidir. Bu çalışmada, port tipi enjeksiyonlu, tek silindirli bir HCCI motorda hava fazlalık katsayısının ve oktan sayısının HCCI yanması üzerine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler tam yük şartlarında, 60 o C emme havası giriş sıcaklığında ve 800 min -1 motor hızında yapılmıştır. Ayrıca deneyler farklı hava fazlalık katsayılarında yapılmıştır. Oktan sayısının artırılması ile maksimum silindir içi basıncın oluşum noktası daha geç krank açılarında gerçekleşmiştir. Oktan sayısının artırılması yanma süresinin uzamasına neden olmuştur. Hava/ yakıt oranının artması basınç artış oranını azaltmıştır. Hava/yakıt oranının azaltılması silindir içerisine sürülen enerji miktarını artırmıştır. Böylece en yüksek silindir içi basınçlar bu şartlar altında elde edilmiştir. En yüksek indike termik verim RON60 yakıtı kullanımında, hava yakıt oranının 2,14 olduğu şartlarda % 40,6 olarak tespit edilmiştir. Hava yakıt oranının azaltılması yanmanın erken gerçekleşmesini sağlamıştır. Bu nedenle net iş azalmıştır. Böylece indike termik verim de azalmıştır.Anahtar Kelimeler: Hava yakıt oranı, HCCI, yanma, RON20, RON60, egzoz emisyonları. ABSTRACTHomogeneous compression ignition (HCCI) engines are an alternative combustion model to existing internal combustion engines due to their high thermal efficiency and low exhaust emissions. In this study, the effects of air fuel ratio and octane number on combustion and engine performance characteristics were investigated with port type injection single cylinder HCCI engine. Experiments were carried out at full load conditions, intake temperature of 60 o C and 800 rpm engine speed. Also, experiments were carried out with different air excess coefficients. The maximum in-cylinder pressure occured at a later crank angle by increasing the number of octane. Increasing the octane number has caused the increase of the combustion duration. The increase of air fuel ratio decreases the pressure rise rate. Decreases of air fuel ratio has increased the amount of injected energy to the cylinder. So that, the highest in-cylinder pressures are obtained under these conditions. The highest indictical thermal efficiency 40.6 %, provided that the air fuel ratio was 2.14 with using RON60 fuel. Decreases of air fuel ratio caused the combustion advance. For this reason net work decreased. Thereby, indicated thermal efficiency decreased.

Experimental investigation and optimization of HCCI engine fueled by isopropanol and heptane mixture

“…At values where the excess air coefficient is higher than 2.8, the combustion in the HCCI engine could not be fully achieved because the engine did not work properly. Combustion slows down as the octane number of the fuel obtained by mixing isopropanol with n-heptane fuel increases [18,29].…”

“…In addition, the MPRR value of IP40 fuel is lower than IP20. This is because high octane fuel slows down the combustion [19,29,30]. In the experiments conducted with IP40 fuel, the lowest maximum pressure rate was measured as 0.84 bar/°CA at 2.8 air excess coefficient at 1200 rpm.…”

An Artificial Neural Network and Taguchi Approach to the Optimization of Wear and Friction for Biodiesel Fuel

“…Motorlarda mekanik kayba neden olan mekanizmalar, piston-krank mekanizması, segman-silindir gömleği, dizel motorlarında yakıt pompası ve diğer yardımcı düzenekler olarak sıralanabilir. Mekanik kayıplardan silindir gömleği ile segmanlar arasındaki sürtünme kaybı motorlarda oldukça etkilidir ve tüm kayıpların yaklaşık %30'unu oluşturur [2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]. İçten yanmalı motorlarda dinamik çalışma koşulları nedeni ile pistonun silindir içerisinde konumuna bağlı olarak yağlama rejiminde değişmeler meydana gelebilmektedir.…”

İzopropanol ve Heptan Karışım Yakıtları Kullanımının Bir HCCI Motorda Performans Yanma ve Emisyon Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi

“…Bunun temel nedeni petrol hızla tükenmekte ve dünya motorlu taşıtlardan kaynaklanan egzoz emisyonları ile hızla kirlenmektedir. Motor üreticileri ve birçok araştırmacı motor verimliliğini artırıp egzoz emisyonlarının azaltılması konusuna dikkat çekmişlerdir [1][2][3][4][5][6]. Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motorlar, dizel (DI) ve buji ile ateşlemeli (SI) motorlara göre yüksek termik verim ve düşük egzoz emisyonlarına sahip olması nedeniyle ön plana çıkmaktadır [5,[7][8][9][10].…”

“…Birinci sebep izopropanolün yüksek oktan sayısı ve yakıtın zor buharlaşabilmesi nedeniyle yanma süresi uzamaktadır. HCCI motorlarda yüksek oktan sayısına sahip yakıt kullanımı düşük sıcaklık yanması ile yüksek sıcaklık yanması arasında yer alan negatif sıcaklık katsayı bölgesinin uzamasına neden olmaktadır[3,47]. Buharlaşma gizli ısısı yüksek olan alkollerin HCCI motorlarda yakıt olarak kullanımında ise yakıtın buharlaşması için gereken silindir içi şartların hazırlanması uzun sürmektedir[13,48,49].…”