Etil Alkol Yakıtlı HCCI Motorun Performans, NO ve İs Emisyon Özelliklerinin Deneysel Olarak İncelenmesi
Abstract
Rezervlerinin sınırlı ve hızla tükeniyor olması fosil yakıtların kullanım maliyetlerini artırmaktadır. Bununla birlikte, yasal emisyon standartlarının fosil yakıt kaynaklar ile karşılanmasında güçlükler yaşanmaktadır. Araştırmacılar yenilenebilir, daha temiz ve ısıl değerleri petrol kökenli yakıtlara yakın olan yakıtları test motorlarında kullanarak incelemektedirler. Etanol içten yanmalı motorlarda yaygın bir biçimde kullanılan, yenilenebilir yakıtlardandır. Etanol yakıtının belirli oranlara kadar dizel motorlarında kullanılması sonucu motor performansında iyileşmeler gerçekleşmektedir. Diğer yandan, NO emisyonlarında artışlar, is emisyonlarında ise azalmalar gözlemlenmektedir. Bu çalışmada, tek silindirli, doğal emişli bir dizel motorunda etanol fumigasyonu ve EGR uygulanmıştır. Homojen dolgulu sıkıştırma ateşleme (HCCI) motor, emme portuna etanol yakıtı enjekte edilerek elde edilmiştir. İlk olarak motor tam yük şartları altında dizel yakıt ile çalıştırılarak standart (STD) motorun emisyon ve performans değerleri çıkartılmıştır. Etanol fumigasyonu aşamalarında, dizel yakıtı kısılarak motorun güç değerleri standart durumda elde edilen güç değerlerine getirilmiştir. Motor özgül yakıt sarfiyatı (ÖYS) ve efektif verimindeki (n_e) değişimler gözlemlenmiştir. EGR uygulamaları üç farklı oranda uygulanmıştır. Motor performans ve emisyon parametreleri bakımından, optimum dizel-etanol yakıtın, kütlece %88 dizel, %12 etanol (E12), optimum EGR oranının %15 (EGR15) olduğu saptanmıştır. Motor tam yük şartlarında E12 ile çalıştırılırken EGR15 uygulanarak E12EGR15’e ait motor performans ve emisyon parametreleri tespit edilmiştir. Etanol fumigasyonu ile artış gösteren NO emisyonlarının E12EGR15 kombinasyonu ile belirgin bir miktarda indirgendiği görülmüştür.
Keywords
Dizel Motor, HCCI, Etanol Fumigasyonu, Motor Performansı, NO ve İs Emisyonları
References
- [1] Z.H. Zhang, C. S. Cheung and C. D. Yao, "Influence of fumigation methanol on the combustion and particulate emissions of a diesel engine," Fuel, vol. 111, pp. 442-448, 2013.
- [2] Q. Wang, L. Wei, W. Pan and C. Yao, "Investigation of operating range in a methanol fumigated diesel engine," Fuel, vol. 140, pp. 164-170, 2015.
- [3] Z. Şahin, O. Durgun ve M. Kurt, "Turboşarjlı Ön Yanma Odalı Bir Dizel Motorunda Etanol Fumigasyonunun Deneysel İncelenmesi," TÜBAV Bilim Dergisi, c. 2, s. 4, ss. 446-461, 2009.
- [4] Ö. Can, İ. Çelikten and N. Usta, "Effects of ethanol addition on performance and emissions of a turbocharged indirect injection Diesel engine running at different injection pressures," Energy Conversion and Management, vol. 45, no. 5, pp. 2429-2440, 2004.
- [5] H. B. Yaylamış, "Bir dizel motoruna metanol fumigasyonu ve egr uygulamasının etkilerinin incelenmesi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Bölümü, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Sakarya, Türkiye, 2019.
- [6] M. Özdemir, "Bir dizel motorda biyodizel ve etanol kullanımının motor performansına ve emisyonlara etkisinin araştırılması," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Bölümü, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye 2011.
- [7] H. Yücesu, Ö. Can, C. Çınar, H. Yavuzcan ve M. Önder, "Bir dizel motorunda kısmi ve tam HCCI uygulaması," 6. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, Ankara, Türkiye 2011.
- [8] M. Gowtham, C.G. Mohan and R. Prakash, "Effect of n-butanol fumigation on the regulated and unregulated emission characteristics of a diesel engine," Fuel, vol. 242, pp. 84-95, 2019.
- [9] S. K. Verma, S. Gaur, T. Akram, Samsher, and A. Kumar “Performance characteristic of HCCI engine for different fuels” Materials Today, vol. 47, pp. 6030-6034, 2021.
- [10] A. Calam, S. Halis, B. Aydoğan, and C. Haşimoğlu, “Combustion characteristics of naphtha and n-heptane fuels in an auto-ignited HCCI engine at different lambda values and engine loads,” Fuel, vol. 327, no. April, 2022