Dizel Motorlarda Çoklu Püskürtme Stratejisinin NOx Emisyonu Üzerine Etkisinin Deneysel Araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ARDA ALBAYRAK
Danışman: Muammer Özkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde hava kirliliğin en önemli nedenlerinden biri dizel motorlu taşıtlardan kaynaklanan kirleticilerdir. Dizel motorlu taşıtlardan kaynaklanan kirleticiler insan sağlığını tehdit etmektedir. Giderek daha sıkı hale gelen ve gelecek yıllarda yürürlüğe girecek Euro VII emisyon düzenlemeleri sebebiyle; araç üreticileri, pazar gereksinimlerini karşılarken NOx emisyonunun sınırlandırılması için yenilikçi çözümler bulmak zorunda kalmaktadırlar. Bu çalışmada 4 zamanlı, 4 silindirli 2 litre hacimli dizel motoru ile çoklu püskürtme stratejileri uygulanarak NOx emisyonun doğrusal olmayan davranışı ve yakıt tüketimi Gaussian regresyon metodu ile modellenmiş ve dinamometre test düzeneğinde deneysel olarak test edilmiştir. Bu süreçte çoklu püskürtme stratejisinin NOx emisyonuna etkisini gözlemlemek amacıyla test düzeneğinde DoE adı verilen yöntem ile 2119 motor çalışma noktasında gerçek zamanlı ölçümler alınıp, kara kutu istatiksel modeli oluşturulmuştur. Gaussian regresyon metodu test dizayn noktalarında, NOx ve CO2 oluşumu gibi doğrusal olmayan tepkiler için bile motor özelliklerini doğru tahmin edebildiğini göstermiştir. Oluşturulan model ile incelenen 200 nokta içerisinden 9 nokta seçilmiş ve test düzeneğinde çoklu püskürtme stratejilerinin etkileri deneysel olarak da incelenmiştir. Testlerin neticesinde, ön püskürtme ve ana püskürtmenin, tek ana püskürtme konfigürasyonuna göre NOx'u %11,6 oranında azalttığı tespit edilmiştir. Buna karşılık yakıt tüketiminin %1,5 artış gösterdiği görülmektedir. İki aşamalı ön püskürtme ve ana püskürtmenin birlikte olduğu konfigürasyon, sadece ana püskürtmenin olduğu konfigürasyona göre NOx emisyonu %16 azaltmaktadır. Buna karşılık yakıt tüketiminin %3,2 oranında arttığı görülmektedir. Bu sonuçlar neticesinde, dizel araçlarda sera gazı etkisi de incelenmiştir. CO2 bir sera gazıdır. Fakat dizel araçlar sera gazına etkisi olan farklı emisyonlar üretebilirler. Sera gazına etkisi olan bir diğer emisyon N2O'dur. Dizel araçlarda egzoz sisteminde farklı SCR kullanımı egzoz çıkışında farklı N2O konsantrasyonları ile sonuçlanabilir. Yapılan kabuller ile birlikte sistemde motor ve zeolit bazlı SCR kullanılması durumunda, sistemde sadece motor olması durumuna göre N2O gazı, %16 artmıştır. Çoklu püskürtme stratejisi kullanıldığında ise N2O'nun yarattığı sera gazı etkisinin azaltıldığı, CO2'nun yarattığı sera gazı etkisinin arttığı gözlemlenmiştir.