Yıl 2020, Cilt , Sayı , Sayfalar 69 - 78 2020-07-01

Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması

Ömer CİHAN [1] , İlker TEMİZER [2] , Mustafa Güven GÖK [3] , Muhammet KARABAŞ [4]


Motorda yanma odası; silindir kapak (kafa) yüzeyi, piston üst yüzeyi ve silindir cidarından meydana gelmektedir. Klasik pistonlu motorlarda çevrimin yanma ve genişleme sürecinde yanma odasını oluşturan bu elemanlar, yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalmaktadır. Yanma odası içerisinde gerçekleşen patlama sonucu yanma odası elemanlarının yüzeylerinde korozyon, termal şoklama, aşınma ve yüzeysel deformasyonlara yol açmaktadır. Bu deformasyonları azaltmanın bir yolu da motor parçalarının termal iletkenliği düşük seramik malzemeler ile kaplanmasıdır. Bu kaplamalara termal bariyer kaplama adı verilir. Termal bariyer kaplama ile motorun performans ve veriminde iyileşme meydana gelebilmektedir. Dizel motorlarda soğutmaya giden enerji, açığa çıkan toplam enerjinin %30 ila %35'ine tekabül etmektedir. Soğutmaya giden bu enerji diliminin bir kısmı bu yöntem ile faydalı enerjiye (motor çıkış mili gücü) dönüşmesi beklenmektedir. Bu çalışmada; deney motoru olarak hava soğutmalı, tek silindirli, direkt püskürtmeli, 4 zamanlı ve marşlı bir dizel motoru kullanılmıştır. Deney kapsamında yanma odası elemanı olan silindir kafası, piston üst yüzeyi ve emme ve egzoz supapları yüzeyine öncelikle APS (Atmosferik Plazma Sprey) yöntemi ile metalik bağ katmanı olarak CYSZ kaplanmıştır. Ara katmanın üzerine ise La1.4Nd0.6Zr2O7 seramik malzemesi yine plazma sprey yöntemi ile kaplanmıştır. Daha sonra motor tam yük ve farklı motor hızlarında çalıştırılmıştır. Sonuç olarak kaplama ile motorda maksimum silindir için basınç ve ısı salınım oranları tüm hızlarda referans (kaplamasız) motora yüksek çıkmıştır. Ayrıca kaplama ile maksimum basıncın üst ölü noktadan daha uzakta meydana geldiği ve yanmanın genişleme sürecine doğru ilerlediği tespit edilmiştir.
Dizel motor, Yanma, Termal bariyer kaplama, Atmosferik plazma sprey (APS)
  • [1] Nicoll A.R., Gruner H., Prince R., Wuest G., “Thermal Spray Coatings for High Temperature Protection” Surface Engineering, 1, 1, 59-71, 1985.
  • [2] Darolia R., “Thermal barrier coatings technology: critical review, progress update, remaining challenges and prospects” International Materials Reviews, 58 (6): 315-348, 2013.
  • [3] Dhomme S., Mahalle A.M., “Thermal barrier coating materials for SI engine” Journal of Materials Research and Technology, 8, 1, 1532-1537, 2019.
  • [4] Yin Y., Qi R., Zhang H., Xi S., Zhu Y., Liu Z., “Microstructure design to improve the efficiency of thermal barrier coatings” Theoretical & Applied Mechanics Letters, 8, 1, 18-23, 2018.
  • [5] Taymaz İ., “The effect of thermal barrier coatings on diesel engine performance” Surface and Coating Technology, 201, 9-11, 5249-5252, 2007.
  • [6] Domakonda V.K., Puli R.K., “Application of Thermal Barrier Coatings in Diesel Engines: a Review” Energy and Power, 2, 1, 9-17, 2012.
  • [7] Parlak A., Yasar H., Sahin B., “Performance and exhaust emission characteristics of a lower compression ratio LHR Diesel engine” Energy Conversion and Management, 44, 1, 163-175, 2003.
  • [8] Uzun A., Cevik I., Akcil M., “Effects of thermal barrier coating on a turbocharged diesel engine performance” Surface & Coatings Technology, 116-119, 505-507, 1999.
  • [9] Gurbuz H., Gokkaya H., “An experimental study on the effects of the thermal barrier plating over engine fuel consumption exhaust temperature and emissions” Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 20, 1, 15-19, 2014.
  • [10] Ciniviz M., Salman M.S., Canlı E., Köse H., Solmaz Ö., “Ceramic coating applications and research fields for internal combustion engines” Ceramic Coatings-Applications in Engineering, 195-234, 2012.
  • [11] Taymaz I., Cakir K., Gur M., Mimaroglu A., “Experimental investigation of heat losses in a ceramic coated diesel engine” Surface & Coatings Technology, 169-170: 168-170, 2003.
  • [12] Azadi M., Baloo M., Farrahi G.H., Mirsalim S.M., “A review of thermal barrier coating effects on diesel engine performance and components lifetime” International Journal of Automotive Engineering, 3, 1, 305-317, 2013.
  • [13] Haşimoğlu C., Ciniviz M., Salman M.S., “Performance Evaluation of A Low Heat Rejection Diesel Engine for Different Insulation Levels” Pamukkale University Journal of Engineering Science, 16, 1, 87-94, 2010.
  • [14] Patond S.B., Chaple S.A., Shrirao P.N., Shaikh P.I., “Comparative Study of Performance and Combustion Characteristics of Conventional and Low Heat Rejection (Mullite Coated) Diesel Engines” IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 46, 1-9, 2013.
  • [15] Turgut İ., Gumus M., Akçay M., “Thermal barrier coatings for diesel engines” International Scientific Conference 19-20 November, 173-177 p, Gabrovo, 2010.
  • [16] Ravikumar V., Senthilkumar D., “Reduction of NOx emission on NiCrAl-Titanium Oxide coated direct injection diesel engine fuelled with radish (Raphanus sativus) biodiesel” Journal of Renewable and Sustainable Energy, 5, 6, 1-11, 2013.
  • [17] Chandrashekar T.K., Rajshekar C.R., Kumar R.H., “An experimental study on the effect of thermal barrier coating on diesel engine performance” International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2, 8, 3554-3562, 2013.
  • [18] Mohamedmusthafa M., Sivapirakasam S.P., Udayakumar M., Balasubramanian K.R., “Effects of Al2O3 coating on diesel engine performance, combustion, and emission characteristics fueled by pongamia methyl ester and its blends with diesel” Environmental Progress & Sustainable Energy, 31, 1, 147-156, 2012.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Orcid: 0000-0001-8103-3063
Yazar: Ömer CİHAN (Sorumlu Yazar)
Kurum: HAKKARI UNIVERSITY, FACULTY OF ENGINEERING, DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING, DEPARTMENT OF AUTOMOTIVE
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0003-1170-3898
Yazar: İlker TEMİZER
Kurum: SİVAS CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-5959-0549
Yazar: Mustafa Güven GÖK
Kurum: Hakkari Üniversitesi
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-0666-6132
Yazar: Muhammet KARABAŞ
Kurum: HAKKARİ ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Destekleyen Kurum Hakkari Üniversitesi
Proje Numarası FM18BAP12
Teşekkür Bu çalışma, Hakkari Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeler birimi FM18BAP12 numaralı proje tarafından desteklenmiştir.
Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 1 Temmuz 2020

Bibtex @araştırma makalesi { nevbiltek726717, journal = {Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {2148-466X}, eissn = {2148-4651}, address = {}, publisher = {Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi}, year = {2020}, volume = {}, pages = {69 - 78}, doi = {10.17100/nevbiltek.726717}, title = {Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması}, key = {cite}, author = {Ci̇han, Ömer and Temi̇zer, İlker and Gök, Mustafa Güven and Karabaş, Muhammet} }
APA Ci̇han, Ö , Temi̇zer, İ , Gök, M , Karabaş, M . (2020). Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması . Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi , () , 69-78 . DOI: 10.17100/nevbiltek.726717
MLA Ci̇han, Ö , Temi̇zer, İ , Gök, M , Karabaş, M . "Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması" . Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi (2020 ): 69-78 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/nevbiltek/issue/55714/726717>
Chicago Ci̇han, Ö , Temi̇zer, İ , Gök, M , Karabaş, M . "Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması". Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi (2020 ): 69-78
RIS TY - JOUR T1 - Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması AU - Ömer Ci̇han , İlker Temi̇zer , Mustafa Güven Gök , Muhammet Karabaş Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.17100/nevbiltek.726717 DO - 10.17100/nevbiltek.726717 T2 - Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 69 EP - 78 VL - IS - SN - 2148-466X-2148-4651 M3 - doi: 10.17100/nevbiltek.726717 UR - https://doi.org/10.17100/nevbiltek.726717 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması %A Ömer Ci̇han , İlker Temi̇zer , Mustafa Güven Gök , Muhammet Karabaş %T Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması %D 2020 %J Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi %P 2148-466X-2148-4651 %V %N %R doi: 10.17100/nevbiltek.726717 %U 10.17100/nevbiltek.726717
ISNAD Ci̇han, Ömer , Temi̇zer, İlker , Gök, Mustafa Güven , Karabaş, Muhammet . "Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması". Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi / (Temmuz 2020): 69-78 . https://doi.org/10.17100/nevbiltek.726717
AMA Ci̇han Ö , Temi̇zer İ , Gök M , Karabaş M . Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 69-78.
Vancouver Ci̇han Ö , Temi̇zer İ , Gök M , Karabaş M . Nd katkılı Seramik Malzeme ile Kaplanan Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiğinin Araştırılması. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 69-78.