BUJİ ATEŞLEMELİ BİR MOTORDA SIKIŞTIRMA ORANININ MOTOR PERFORMANSI VE EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ

Yıl 2007, Cilt: 22 Sayı: 4, 0 - , 15.02.2013

Yakup Sekmen Perihan Sekmen M. Sahir Salman

Öz

Buji ateşlemeli motorlarda, gerçek sıkıştırma oranı silindire alınan dolgu miktarına göre değişkenlikgösterdiğinden, geometrik olarak tasarlanan sıkıştırma oranı ancak tam gazda ve belirli motor hızı için gerçeksıkıştırma oranı olarak elde edilebilmektedir. Bu durum buji ateşlemeli motorlarda performansın ve yakıtekonomisinin iyileştirilmesi için silindir dolgu miktarına göre değişken sıkıştırma oranını gerekli kılmaktadır.Kısmi yüklerde yanma veriminin, yakıt ekonomisinin ve emisyonların iyileştirilmesi için sıkıştırma oranınınartırılması, motorun yüksek yük ve düşük hız koşullarında ise olası vuruntu ve sert çalışmayı önlemek içinsıkıştırma oranının bir miktar azaltılması gerekmektedir. Bu çalışmada, buji ateşlemeli, dört zamanlı, teksilindirli bir motorun sıkıştırma oranı değişken hale dönüştürülmüş ve sıkıştırma oranı değişiminin motorperformansı ve egzoz emisyonlarına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Sıkıştırma oranı değişimi silindiraşağı-yukarı hareket ettirilerek sağlanmıştır. Sıkıştırma oranının artırılmasıyla (7:1-11:1) motor gücünde artmave özgül yakıt tüketiminde iyileşme elde edilmiştir. Aynı sıkıştırma oranı aralığında karbon monoksit (CO)emisyonlarında azalma elde edilirken, sıkıştırma oranı artışı yanma odası yüzey/hacim oranını artırdığındanhidrokarbon (HC) emisyonlarında artış belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Buji ateşlemeli motor, değişken sıkıştırma oranı, yakıt ekonomisi, egzoz emisyonu.

Kaynakça

• Sekmen, Y., Buji ile Ateşlemeli Bir Motorda
• Sıkıştırma Oranının Değiştirilebilir Hale
• Getirilmesi ve Performansa Etkisinin
• İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniv. Fen Bil.
• Enst., 2003.
• Stone, R.,1989, Motor Vehicle Fuel Economy,
• Macmillan Educational Ltd., Houndsmills, UK.
• Harne, V., Marathe, S.R., Variable Compression
• Ratio Two Stroke Engine, SAE, Paper No:
• , 1-10, 1987.
• Wardznski, W.F., Rychter, T.J., “Variable R/L
• Research Engine–Design and Preminary
• Investigation”, SAE, Paper No: 911773, 1991.
• Heywood, John B., Internal Combustion
• Engine Fundamentals, McGraw-Hill Book Co.,
• USA, 1988.
• Blair, P.G., Design and Simulation Four stroke
• engines, SAE Inc.,Warrendale, PA, USA, 1999,.
• Çelik, M.B., Buji ile Ateşlemeli Bir Motor
• Sıkıştırma Oranının Değişken Hale
• Dönüştürülmesi ve Performansa Etkisinin
• Araştırılması, Doktora Tezi, Gazi Üniv. Fen Bil.
• Enst., 1999.
• Ganeshan, V., Internal Combustion Engines,
• McGraw-Hill Com., USA, 1996.
• Drangel H., Olofsson E., Reinmann R., “The
• variable compression (SVC) and the combustion
• control (SCC)–Two ways to improve fuel
• economy and still comply with world-wide
• emission reguirements”, SAE, Paper No: 2002-
• -0996, 1691-1706, 2002.
• Yamin J.A.A. and Dado M.H., “Performance
• simulation of a four-stroke engine with variable
• stroke-length and compression ratio”, Applied
• Energy, 77(4), 447-463, 2004.
• Klein M., Eriksson L., Aslund J., “Compression
• ratio estimation based on cylinder presure data”,
• Control Engineering Practice, 14(3), 197-211,
• -
• Blakey, S.C., Saunders R.J., A “Design and
• Experimental Study of an Otto-Atkinson Cycle
• Engine Using Late Intake valve Closing”, SAE,
• Paper No: 910451, 1991.
• Kentfield J.A.C., and Farnendes L.C.V., “Friction
• Losses of a Novel Prototype Variable Expansionratio,
• Spark Ignition, Four Stroke Engine”, SAE,
• Paper No: 972659, 23-32, 1997.
• Wirbeleit, F.G., Binder K.G., Winner, D.,
• “Development of Pistons with Variable
• Compression Height for Increased Efficiency and
• Specific Power Output of Combustion Engines”,
• SAE, Paper No: 900229, 543-557, 1990.
• Cussons Technology, The Ricardo/Cussons
• Standard Hydra Engine and Test Bed
• Instruction Manual, G. Cussons Ltd.,
• Manchester, 12 (16), 1996.
• Rabhi V., Beroff J., Dionnet F., “Study of a Gear-
• Based Variable Compression Ratio Engine”,
• SAE, Paper No: 2004-01-2931, 2004.
• Moteki, K., Aoyama, S., Ushijima, K., Hiyoshi,
• R., Takemura, S., Fujimoto, H., Arai, T., “A
• study of a variable compression ratio system with
• a multi-link mechanism”, SAE, Paper No: 2003-
• -0921, 1233-1245, 2003.
• Birch, S., “Variations on a Theme by Saab”,
• Automotive Engineering International,
• Volume 109, Number 4, SAE Press, Brimfield,
• OH, April 2001.
• Wallace, W.A., Lux, F.B., A “Variable
• Compression Ratio Engine Development”, SAE,
• Paper No: 640060, 1964.
• Basiletti, J.C., Blackburne, E.F., “Recent
• Developments in Variable Compression Ratio
• Engines”, SAE, Paper No: 660344, 1966.
• Muranaka, S., Takagi, Y., Ishida, T., “Factors
• Limiting The Improvement in Thermal Efficiency
• of Spark Ignition Engine at Higher Compression
• Ratio”, SAE, Paper No: 870548, 1-11, 1987.
• Ferguson, C.R., Internal Combustion Engines,
• John Wiley and Sons Inc., USA, 1986.
• Radwan, M.S., “A Study of Knock in Lean Burn
• Spark Ignition Engines”, SAE, Paper No:
• , 1-5, 1992.
• Heisler, H., Advanced Engine Technology,
• Edward Arnold Press, London, UK, 1995.
• Adams, W.H., Hinrichs, H.G., Adamis, P.,
• “Analysis of The Combustion Process of A Spark
• Ignition Engine with A Variable Compression
• Ratio, SAE, Paper No: 870610, 1987.
• Boggs, D.L., Hilbert, H.S., “The Otto-Atkinson
• Cycle Engine Fuel Economy and Emissions
• Results and Hardware Design”, SAE, Paper No:
• , 1995.
• Abd Alla, G.H., “Computer Simulation of A
• Four-Stroke Spark Ignition Engine”, Energy
• Conversion&Management, 43, 1043-1061,
• -
• Mustafi, N.N., Miraglia, Y.C., Raine, R.R,
• Bansal, P.K., and Elder, S.T., “Spark-ignition
• engine performance with ‘Powergas’ fuel
• (mixture of CO/H2): A comparison with gasoline
• and natural gas”, Fuel, 85(12-13), 1605-1612,
• -
• Yamin, J.A.A., Gupta, H.N., Bansal, B.B. and
• Srivastava, O.N., “Effect of combustion duration
• on the performance and emission characteristics
• of a spark ignition engine using hydrogen as a
• fuel”, International Journal of Hydrogen
• Energy, 25(6), 581-589, 2000.
• Erduranlı, P., Buji ile Ateşlemeli tek silindirli
• Değişken Sıkıştırma Oranlı Bir Motorun Teorik
• Simülasyonu, Doktora Tezi, Gazi Üniv. Fen Bil.
• Enst., 2003.
• Schwaderlapp, M., Habermann, K., Yapici, K.I.,
• “Variable compression ratio – A design solution
• for fuel economy concept”, SAE, Paper No:
• -01-1103, 1760-1767, 2002.
• Huang, J., Crookes R.J., “Assesment of simulated
• biogas as fuel fort he spark ignition engine”,
• Fuel, 77(15), 1793-1801, 1998.
• Pulkrabek, W.W., Engineering Fundementals
• of The Internal Combustion Engine, Prentice-
• Hall, Inc., USA, 277-287, 1997.