Tek silindirli buji ateşlemeli hidrojen motorunda yanma optimizasyonu
Combustion optimization in a hydrogen fueled single cylinder spark ignition engine
Yazar: HABİB GÜRBÜZ
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI AKÇAY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Optimizasyon = Optimization ; Yakıt performansı = Fuel performance ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Bu çalışmada; buji ateşlemeli bir motorda, farklı motor çalışma şartlarında yakıt olarak hidrojen kullanımının motor performans parametreleri ve yanma parametrelerine etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla; tek silindirli, hava soğutmalı, L tipi silindir kafasına sahip buji ateşlemeli bir motor, manifolddan hidrojen enjeksiyonlu ve elektronik kontrollü bir motor şeklinde modifiye edilmiştir. Modifiye edilen motorda yapılan deneysel çalışmalar iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmaların birinci aşmasında; motor performans parametrelerinin belirlendiği bir optimizasyon çalışması yapılmıştır. Optimizasyon çalışmasında, ateşleme avansı, sıkıştırma oranı, emme havası giriş sıcaklığı, motor devri ve karışım oranının motor parametrelerine olan etkisi araştırılarak tespit edilmiştir. Deneysel çalışmaların ikinci aşamasında ise; birinci aşamada tespit edilen optimum performans parametreleri ve motor devri çalışma aralığı kullanılarak, swirl açısının motor performansı ve çevrimler arası farka etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Son olarak aynı motor çalışma şartlarında, motorun benzin ve hidrojen ile çalıştırılması ile elde edilen motor performans parametreleri karşılaştırılmıştır.Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlardan, çalışılan motor ve çalışma şartları için 20° kadar artan swirl açısının, motor performans parametrelerini artırdığı ve yanma süresini kısaltarak menfi etkisi olan çevrimler arası fark ve egzoz NOx emisyonlarını azalttığı tespit dilmiştir. Ayrıca aynı indike termik verimin oluştuğu motor çalışma şartlarında; motorun benzinle çalıştırılmasına oranla hidrojenle çalıştırılması durumunda daha yüksek motor performans değerleri elde edilmiştir.

Abstract:
In this study; an experimental research has been performed to effect engine performance parameters and combustion parameters of fueled hydrogen to different operations of engine in a spark ignition engine. It has been modified a spark ignition engine with hydrogen injection in manifold which L type cylinder head and air cooled engine. Experimental work has been performed two stages on to modified engine. First stage of experimental works; It has been performed an optimization for determination of engine performance parameters. The optimization was detected effect of ignition time, compression rate and temperature of inlet air, engine rpm and mixture rate to engine parameters. Second stage of experimental works; an experimental worked to effects of swirl angle to engine performances and cyclic variation that using optimum performance parameters and bandwidth of engine rpm detection in first stageIncrease to engine performance parameters, decrease to combustion time, cyclic variation and NOx in 20 degree of swirl angle was determined from experimental results for operations of engine and using engine. Furthermore, it was extracted more engine performance compare hydrogen fueled engine with gasoline for engine operations to equivalent thermal efficiency.