Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi

Halil İbrahim Akolaş; Alirıza Kaleli; Kadir Bakırcı

doi:10.17798/bitlisfen.616950

Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi

Abstract

Modern dünyada hızla gelişen sanayi ve nüfus artışına paralel olarak motorlu taşıtların kullanımı giderek artmaktadır. Motorlu taşıtların zararlı emisyonları çevre kirliliği, küresel ısınma ve iklim değişikliği gibi canlı hayatı tehdit eden sorunların ortaya çıkmasında önemli rol oynadığı bilinmektedir. Ulusal ve uluslararası birçok anlaşmalarla motorlu taşıt emisyonları giderek kısıtlanmaktadır. Özellikle dizel motorlar, ekonomik yakıt tüketimi, yakıtın ucuzluğu ve yüksek ısıl verim sebebiyle ulaşım, nakliye, ağır hizmet makinelerinde ve binek otomobillerde yoğun olarak kullanılmaktadır. Dizel motorlar insan ve çevre sağlığı açısından zararları etkileri olan azot oksit (NO_x) ve partikül madde (PM) yayarlar. Dizel motorlarda NO_x salınımını düşürmek için kullanılan etkin ve yerleşik sistemlerden biri egzoz gaz resirkülasyon (EGR) sistemidir. EGR sisteminde egzoz gazı emme havası ile karıştırılarak yanma odası sıcaklığının azaltılması yoluyla NO_x emisyonları düşürülmektedir. Ancak EGR gazları emme dolgusu sıcaklığını artıracaktır. Bu durum hacimsel verimin kötüleşmesine ve yanma sürecinin olumsuz etkilenmesine sebep olacağından, egzoz gazlarının emme dolgusu ile karışmadan önce soğutulması gerekir. Genellikle EGR gazları bir ısı değiştiriciden geçirilerek soğutulmaktadır. Bu deneysel çalışmada EGR soğutucu, motor ana soğutma sisteminden ayrılmış radyatör, elektrikli su pompası, elektrikli fan, sıcaklık sensörü ve elektronik kontrolcüden oluşan harici elektronik kontrollü bir soğutma sistemi ile donatılmıştır. Deneyler kararlı durum çalışma koşullarında, 1700, 2000 rpm de, % 5,10,15 EGR oranlarında, yüklü ve yüksüz koşullarda yapılmıştır. Kontrollü EGR soğutma sistemi sayesinde, EGR gaz sıcaklıkları her devir için optimum NO_x emisyonları elde edilebilen noktalarda tutulmaya çalışılmıştır. Kararlı durum ve hafif yük çalışma koşullarında NO_x emisyonlarını ve fren özgül yakıt tüketimini (BSFC) azaltmada etkili olduğu gözlenmiştir.

Keywords

Dizel motor,NOx,EGR,EGR soğutucu,BSFC

Supporting Institution

Atatürk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimi

Project Number

2015/362

Thanks

Yapılan bu çalışma Atatürk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimince desteklenmiş olup katkılarından dolayı sayın Prof. Dr. M. Akif CEVİZ hocama teşekkür ederim.

References

Jung, H. and S. Choi, Model based burnt gas fraction controller design of diesel engine with VGT/Dual loop EGR system. International Journal of Automotive Technology, 2016. 17(4): p. 555-566.
Levendis, Y.A., I. Pavlatos, and R.F. Abrams, Control of Diesel Soot, Hydrocarbon and NOx Emissions with a Particulate Trap and EGR. 1994, SAE International.
Yamada, T., N. Ikeya, and N. Kondoh, New EGR system for heavy duty diesel engines. SAE transactions, 1998: p. 1056-1064.
Zheng, M., G.T. Reader, and J.G. Hawley, Diesel engine exhaust gas recirculation––a review on advanced and novel concepts. Energy Conversion and Management, 2004. 45(6): p. 883-900.
Arcaklioğlu, E. and İ. Çelıkten, A diesel engine's performance and exhaust emissions. Applied energy, 2005. 80(1): p. 11-22.
Egnell, R., The Influence of EGR on Heat Release Rate and NO Formation in a DI Diesel Engine. 2000, SAE International.
Abd-Alla, G.H., Using exhaust gas recirculation in internal combustion engines: a review. Energy Conversion and Management, 2002. 43(8): p. 1027-1042.
Ladommatos, N., S. Abdelhalim, and H. Zhao, The effects of exhaust gas recirculation on diesel combustion and emissions. International Journal of Engine Research, 2000. 1(1): p. 107-126.

Agarwal, D., S.K. Singh, and A.K. Agarwal, Effect of Exhaust Gas Recirculation (EGR) on performance, emissions, deposits and durability of a constant speed compression ignition engine. Applied Energy, 2011. 88(8): p. 2900-2907.
Kakoi, Y., et al., Emission Reduction Technologies Applied to High-Speed Direct Injection Diesel Engine. 1998, SAE International.
Ishiki, K., et al., A study of abnormal wear in power cylinder of diesel engine with EGR-wear mechanism of soot contaminated in lubricating oil. 2000, SAE Technical Paper.
Schäfer, F. and R. Van Basshuysen, Reduced emissions and fuel consumption in automobile engines. 2013: Springer Science & Business Media.
Hountalas, D.T., G.C. Mavropoulos, and K.B. Binder, Effect of exhaust gas recirculation (EGR) temperature for various EGR rates on heavy duty DI diesel engine performance and emissions. Energy, 2008. 33(2): p. 272-283.
Langridge, S. and H. Fessler, Strategies for High EGR Rates in a Diesel Engine. 2002, SAE International.
Satoh, K., et al., Relationship between NOx and SM emissions from DI diesel engine with EGR. JSAE Review, 1997. 18(4): p. 369-375.
Shirawaka, T., et al., Study of Model-based Cooperative Control of EGR and VGT for a Low-temperature, Premixed Combustion Diesel Engine. 2001, SAE International.
Vivek Auti, et al., A Review Study of the effect of Exhaust Gas Recirculation (EGR) on performance and emission characteristics of diesel engine in National Conference “MOMENTUM-17”, 14th& 15th February 2017 2017, International Journal of Research in Advent Technology (IJRAT) Special Issue.
Chalgren, R.D., et al., A Controlled EGR Cooling System for Heavy Duty Diesel Applications Using the Vehicle Engine Cooling System Simulation. 2002, SAE International.
Asad, U. and M. Zheng, Exhaust gas recirculation for advanced diesel combustion cycles. Applied Energy, 2014. 123: p. 242-252.
De Serio, D., A. de Oliveira, and J.R. Sodré, Effects of EGR rate on performance and emissions of a diesel power generator fueled by B7. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2017. 39(6): p. 1919-1927.
Sutela, C., N. Collings, and T. Hands, Real Time CO2 Measurement to Determine Transient Intake Gas Composition under EGR Conditions. 2000, SAE International.
Desantes, J.M., et al., Air mass flow estimation in turbocharged diesel engines from in-cylinder pressure measurement. Experimental Thermal and Fluid Science, 2010. 34(1): p. 37-47.
Dangar, H. and G.P. Rathod, REVIEW ON COMBINE EFFECT OF EXHAUST GAS RECIRCULATION (EGR) AND INLET AIR PRESSURE ON PERFORMANCE AND EMISSION OF DIESEL ENGINE International Journal of Advanced Engineering Research and Studies 2012.
Hegarty, K., et al., Fast O2 Measurement using Modified UEGO Sensors in the Intake and Exhaust of a Diesel Engine. 2013, SAE International.
Choi, K.-W., K.-B. Kim, and K.-H. Lee, Effect of New Cooling System in a Diesel Engine on Engine Performance and Emission Characteristics. SAE International Journal of Engines, 2009. 2(1): p. 77-82.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Halil İbrahim Akolaş ^*
0000-0002-3153-8044
Türkiye

Alirıza Kaleli This is me
0000-0002-8852-9069
Türkiye

Kadir Bakırcı
0000-0001-5447-4955
Türkiye

Publication Date

September 26, 2020

Submission Date

September 8, 2019

Acceptance Date

April 6, 2020

Published in Issue

Year 2020 Volume: 9 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.616950

IZ

https://izlik.org/JA48ZE65JD

Cite

RIS / Bibtex

APA

Akolaş, H. İ., Kaleli, A., & Bakırcı, K. (2020). Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(3), 1219-1230. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.616950

AMA

1.Akolaş Hİ, Kaleli A, Bakırcı K. Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020;9(3):1219-1230. doi:10.17798/bitlisfen.616950

Chicago

Akolaş, Halil İbrahim, Alirıza Kaleli, and Kadir Bakırcı. 2020. “Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC Ve NOx Emisyonlarına Etkisi”. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9 (3): 1219-30. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.616950.

EndNote

Akolaş Hİ, Kaleli A, Bakırcı K (September 1, 2020) Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9 3 1219–1230.

IEEE

[1]H. İ. Akolaş, A. Kaleli, and K. Bakırcı, “Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi”, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 9, no. 3, pp. 1219–1230, Sept. 2020, doi: 10.17798/bitlisfen.616950.

ISNAD

Akolaş, Halil İbrahim - Kaleli, Alirıza - Bakırcı, Kadir. “Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC Ve NOx Emisyonlarına Etkisi”. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 9/3 (September 1, 2020): 1219-1230. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.616950.

JAMA

1.Akolaş Hİ, Kaleli A, Bakırcı K. Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020;9:1219–1230.

MLA

Akolaş, Halil İbrahim, et al. “Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC Ve NOx Emisyonlarına Etkisi”. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 9, no. 3, Sept. 2020, pp. 1219-30, doi:10.17798/bitlisfen.616950.

Vancouver

1.Halil İbrahim Akolaş, Alirıza Kaleli, Kadir Bakırcı. Dizel Motorlarda EGR Gazlarının Soğutulmasında Harici Elektronik Kontrollü Soğutma Stratejisinin BSFC ve NOx Emisyonlarına Etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2020 Sep. 1;9(3):1219-30. doi:10.17798/bitlisfen.616950