Çift yakıtlı motorlarda performans ve emisyon optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YASİN KARAGÖZ
Danışman: Tarkan Sandalcı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Petrol bazlı yakıtların hızla ve son yıllarda hızla artan motorin fiyatları motor üretici firmaları yeni bir alternatif yakıt bulmaya zorlamaktadır. Aynı zamanda, petrol türevi yakıtların çevreye ve insan sağlığına verdikleri zarar sebebiyle, daha çevreci bir alternatif yakıta ihtiyaç uyulmaktadır. Giderek ağırlaşan emisyon regülasyonları, NOx ve is partikükü emisyonları açısından motor üretici firmaları zorlamaktadır. Diesel motorlar yüksek verim avantajına rağmen, NOx ve is partikülü emisyoları açısından dezavantaja sahiptirler. Diesel motolar, NOx ve is partikülü emisyonunu azlatmak için, sırasıyla SCR e DPF kullanırlar. Ancak, özellikle katalist malzemelerin pahalılığı yüzünden, alternatif gaz yakıtlara yönelim zaruri hale gelmiştir. Bu gelişmeler üzerine, otomotiv sektörü hali hazırda kullanımda olan motorlarda alternatif yakıtların kullanılması ile performans, egzoz emisyonu ve yanma karakterisitiğinin iyileştirmesi üzerine çalışmalara başlamıştır. Alternatif yakıtların; kaynak ve potansiyel, yakıt temini, emniyet, zehirlilik ve sağlığa zararlılık, motor performansı ve emisyonları, depolama, yakıt deposu ve istenilen her yerde kolay bulunabilirlik gibi kriterler açısından incelenmesi gerekir. Doğalgaz, bu kriterlerin birçoğunu sağladığından içten yanmalı motorlarda yakıt olarak kullanılabilecek önemli alternatif yakıtlardan birisidir. Kolay bulunabilirliği, rezervlerinin petrole göre daha fazla olması, düşük maliyet ve temiz yanma karakteristikleri ile dağıtım sistemlerinin var oluşuna ek olarak daha düşük araç emisyonlarına imkân vermesi, doğalgazı son derece elverişli bir alternatif yakıt yapmaktadır. Doğalgazın yüksek oktan sayısı ile diesel motorlarda dual modda güvenilir şekilde kullanılabilirler. Metan ana yakıt olarak kullanılırken, bir miktar diesel pilot püskürtme ile tutuşmanın gerçekleştirilmesi mümkün olmakla beraber, yanma stabilitesi açısından en kullanışlı yöntemdir. Bu sebepten dolayı, porta veya manifolda püskürtme, direkt metan püskürtme ve sürekli manifolda püskürtme gibi yöntemler kullanılmıştır. Diesel motorlarda, CNG'nin porttan püskürtülürken, pilot diesel ile tutuşmanın sağlanması yöntemi, en güvenilir ve uygulanabilir yöntemdir. Elektronik olarak kontrol edilebilen bir diesel enjektörünün ve porttan püskürtülen bir CNG enjektörünün kontrol edilmesi ile, diesel püskürtme karakteristiklerinin motor performansı ve emisyonlar açısından bir optimizasyonuna gidilmesi hedeflenmiştir. Yapılması hedeflenen çalışmayla, diesel motorlarda doğalgaz-motorin çift yakıtının alternatif bir çözüm olarak optimum emisyon ve özgül yakıt tüketimi şartlarında kullanılabilmesi açısından yanma karakteristiği incelenecektir. Yapılacak olan teorik model ve testler ile optimum motorin püskürtme karakteristiği bulunarak diesel motorlın doğalgaz-motorin çift yakıtına dönüştürülmesi ve motor kalibrasyon sürecinin hızlandırılmasına katkı sağlayacaktır.