Yıl 2020, Cilt 8 , Sayı 1, Sayfalar 453 - 461 2020-01-31

Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi
Effect of Early and Late Ignition on Combustion and Formation of Emissions in a Natural-Gas Fuelled Spark-Ignited Direct-Injection Engine

Müjdat FIRAT [1]


Bu çalışmada doğalgazla çalışan direkt enjeksiyonlu benzinli bir motorda ateşleme zamanının yanma ve emisyonlar üzerine etkileri incelenmiştir. Farklı ateşleme zamanları için motorun 3000 devir şartlarında simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Yanma karakteristikleri ve emisyon oluşumlarını incelemek için üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar mekaniği kodu olan ANSYS-Forte 19.0 kullanılmıştır. Tüm simülasyonlar farklı ateşleme zamanları için gaz kelebeğinin tam açık konumunda tekrarlanmıştır. Erken ateşleme zamanlamasında silindir içi basıncın yükseldiği görülürken, HC ve CO emisyonlarında düşüş gözlenmiştir. Ayrıca, erken ateşleme şartlarında düşen HC ve CO emisyonlarına rağmen NOx emisyonlarında artış görülmüştür. Sonuç olarak doğalgazlı motorlarda erken ateşleme zamanında daha yüksek yanma verimi elde edilmiştir.

The effect of spark timing on combustion and emissions of a natural gas fuelled direct injection spark ignition engine was investigated. The engine was simulated at 3000 rpm with different ignition timing. The three-dimensional computational fluid dynamics software ANSYS-Forte 19.0  was  used to investigate the combustion characteristic and formation of emissions.  All simulations were occurred under wide throttle open with different ignitions timing. The peak cylinder pressure increased with early spark timing. The spark timing also caused  HC and CO emissions to decrease for early spark timing. Furthermore, the NOx emissions remarkably ascended while the CO and HC emissions significantly declined with early ignition timing. As a result, higher combustion efficiency was obtained at early ignition timing for natural gas engine.

  • [1] J. Liu ve C. E. Dumitrescu, “Combustion partitioning inside a natural gas spark ignition engine with a bowl-in-piston geometry”, Energy Conversion and Management, c. 183, ss. 73–83, 2019.
  • [2] A. Suyabodha, “Comparison the Rate of Energy Consumption between Gasoline95 and LPG in Spark Ignition Engine under Real Driving Conditions”, Energy Procedia, c. 118, ss. 164-171, 2017.
  • [3] J. Lee, C. Park, Y. Kim, Y. Choi, J. Bae, B. Lim, “Effect of turbocharger on performance and thermal efficiency of hydrogen-fueled spark ignition engine”, International Journal of Hydrogen Energy, c. 44 s. 8, ss. 4350-4360, 2019.
  • [4] Nidhi, K. A. Subramanian, “Experimental investigation on effects of oxygen enriched air on performance, combustion and emission characteristics of a methanol fuelled spark ignition engine”, Applied Thermal Engineering, c.147, ss. 501-508, 2019.
  • [5] P. Chansauria ve R. K. Mandloi, “Effects of Ethanol Blends on Performance of Spark Ignition Engine-A Review”, Materials Today: Proceedings, c. 5 s. 2, ss. 4066-4077, 2018.
  • [6] K. N. Duc, V. N. Duy, L. Hoang-Dinh, T. N. Viet, T. Le-Anh, “Performance and emission characteristics of a port fuel injected, spark ignition engine fueled by compressed natural gas”, Sustainable Energy Technologies and Assessments, c. 31, ss. 383–389, 2019.
  • [7] L. Chen, H. Wei, R. Zhang, J. Pan, L. Zhou, D. Feng, “Effects of spark plug type and ignition energy on combustion performance in an optical SI engine fueled with methane”, Applied Thermal Engineering c.148, ss.188–195, 2019.
  • [8] M. Z. Gül, H. Köten, M. Yılmaz, H. Savcı, “Advanced numerical and experimental studies on CI engine emissions”, Journal of Thermal Engineering, c. 4, ss. 2234-2247, 2018.
  • [9] C. Gong, Z. Liu, H. Su, Y. Chen, J. Li, F. Liu, “Effect of injection strategy on cold start firing, combustion and emissions of a LPG/methanol dual-fuel spark-ignition engine”, Energy, c.178, ss.126-133, 2019.
  • [10] A. O. Hasan, H. Al-Rawashdeh, A. H. Al-Muhtaseb, A. Abu-jrai, R. Ahmad and J. Zeaiter, “Impact of changing combustion chamber geometry on emissions, and combustion characteristics of a single cylinder SI (spark ignition) engine fueled with ethanol/gasoline blends”, Fuel, c. 231, ss. 197–203, 2018.
  • [11] X. Duan, Y. Li, J. Liu, G. Guo, J. Fu, Q. Zhang, S. Zhang and W. Liu, “Experimental study the effects of various compression ratios and spark timing on performance and emission of a lean-burn heavy-duty spark ignition engine fueled with methane gas and hydrogen blends”, Energy, c. 169, ss. 558-571, 2019.
  • [12] W. Shi, X. Yu, H. Zhang and H. Li, “Effect of spark timing on combustion and emissions of a hydrogen direct injection stratified gasoline engine”, International Journal of Hydrogen Energy, c. 42, ss. 5619-5626, 2019.
  • [13] C. Gong, Z. Li, Y. Chen, J. Liu, F. Liu and Y. Han, “Influence of ignition timing on combustion and emissions of a spark-ignition methanol engine with added hydrogen under lean-burn conditions”, Fuel, c. 235, ss. 227–238, 2019.
  • [14] ANSYS Forte User’s Guide, 2018.
  • [15] ANSYS Forte Theory Manuel, 2018.
  • [16] S. Aljamali, S. Abdullah, W. M. F. W. Mahmood and Y. Ali, “Effect of fuel injection timings on performance and emissions of stratified combustion CNGDI engine”, Applied Thermal Engineering, c.109, ss. 619–629,2016.
  • [17] J. Liu and C.E. Dumitrescu, “3D CFD simulation of a CI engine converted to SI natural gas operation using the G-equation”, Fuel, c. 232 ss. 833-844, 2018.
  • [18] X. Duan, Y. Li, J. Liu, G. Guo, J. Fu, Q. Zhang, S. Zhang and W. Liu, “Experimental study the effects of various compression ratios and spark timing on performance and emission of a lean-burn heavy-duty spark ignition engine fueled with methane gas and hydrogen blends”, Energy, c. 169, ss. 558-571, 2019.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-6978-9044
Yazar: Müjdat FIRAT (Sorumlu Yazar)
Kurum: FIRAT ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Ocak 2020

Bibtex @araştırma makalesi { dubited597019, journal = {Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2446}, address = {}, publisher = {Düzce Üniversitesi}, year = {2020}, volume = {8}, pages = {453 - 461}, doi = {10.29130/dubited.597019}, title = {Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi}, key = {cite}, author = {FIRAT, Müjdat} }
APA FIRAT, M . (2020). Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi , 8 (1) , 453-461 . DOI: 10.29130/dubited.597019
MLA FIRAT, M . "Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 (2020 ): 453-461 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/dubited/issue/49725/597019>
Chicago FIRAT, M . "Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 (2020 ): 453-461
RIS TY - JOUR T1 - Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi AU - Müjdat FIRAT Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.29130/dubited.597019 DO - 10.29130/dubited.597019 T2 - Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 453 EP - 461 VL - 8 IS - 1 SN - -2148-2446 M3 - doi: 10.29130/dubited.597019 UR - https://doi.org/10.29130/dubited.597019 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi %A Müjdat FIRAT %T Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi %D 2020 %J Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2446 %V 8 %N 1 %R doi: 10.29130/dubited.597019 %U 10.29130/dubited.597019
ISNAD FIRAT, Müjdat . "Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 / 1 (Ocak 2020): 453-461 . https://doi.org/10.29130/dubited.597019
AMA FIRAT M . Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi. DÜBİTED. 2020; 8(1): 453-461.
Vancouver FIRAT M . Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 8(1): 461-453.