Dizel motorlarda püskürtme stratejisinin performans ve emisyonlara etkisi
Fuel injection strategy effects on diesel engine performance and emissions
Yazar: HASAN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MUAMMER ÖZKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Dizel motorlarda emisyon regülasyon limitlerini sağlayabilmek ve müşterinin talep ettiği minimum yakıt sarfiyatı ile maksimum güç hedefini tutturabilmek için ECU aracılığı ile motorun çalışma parametreleri üzerinde değişiklik yapılması gerekmektedir. Bu parametrelerden üzerinde en çok çalışılanları ise yakıt enjeksiyon sistemi ve enjeksiyonun motor çalışma koşullarına göre haritalandırıldığı ECU kalibrasyonudur.
Yapılan bu deneysel çalışmada; yakıt püskürtme basıncı değiştirilmiştir. Ayrıca enjeksiyon ikiye bölünerek ana yanmayı kolaylaştırma, emisyonları düşürmek için ön enjeksiyon zamanlamasının ve miktarının emisyon ve motor gücüne etkisi araştırılmıştır. Deneyde dört silindirli, dört zamanlı, common rail sistemi ile direk enjeksiyonun yapıldığı turboşarjlı 1.8 litrelik bir motor kullanılmıştır. Çalışma sırasında motor, 2500 dev/dak'lık sabit hızda %50 pedal pozisyonunda çalıştırılarak 120, 130 ve 140 MPa'lık basınç ile yakıt püskürtülmüştür. Aynı zamanda püskürtülen yakıt miktarı sabit tutularak iki faza ayrılıp ön enjeksiyonlu yanma gerçekleştirilmiştir. Yapılan ön enjeksiyon miktarı toplam püskürtülen yakıtın %5, %10 ve %15'i olacak şekilde belirlenmiştir. Ön enjeksiyon zamanlamasının etkisini de görebilmek için ön enjeksiyon avansı ÜÖN'dan 10, 15 ve 20 KMAº olacak şekilde püskürtmeler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak ise yapılan değişikliklerin NOx, CO, CO2, HC, is emisyonlarıyla birlikte motor gücüne, silindir için maksimum yanma basıncına etkileri araştırılmıştır.
Deney sonuçlarına göre, püskürtme basıncının arttırılmasıyla Pmax, NOX, CO2, ÖYT artmış, CO, HC, is ve motor gücü ise azalmıştır. Ön enjeksiyon püskürtme avansının arttırılması ile ise NOx, CO2, ÖYT, Pmax artmış, CO, HC ve motor gücü düşmüştür

Abstract:
To achieve the exhaust emission regulation limits and to provide the customer's maximum power with minimum fuel consumption request it is necessary to tune up the combustion parameters on dizel engines. Injection system and injection parameters which are set in ECU are the most studied fields to optimize the combustion.
In this experimental study fuel injection pressure is variated with pre injection quantity and timing. Main injection is splited in to the two parts. One of them is pre injection other one is main injection. Effect of this variation on the emission and engine power. Four stroke, 1.8 liter dizel engine with 4 cylinder, common rail direct injection system and turbo charger with variable geometry is used for this study. Injection pressure is variated between 120, 130, 140 MPa at 2500 rpm and %50 pedal position. At the same time injection is splited in to the two phase. Pre injection quantity is determined as %5, %10 and %15 of total injected fuel. To be able to see the effect of pre injection advance start of pre injection is variated between 10, 15, 20 crank shaft angel. At the end of the study the effects of the variation on NOx, CO, CO2, HC, smoke, engine power and combustion pressure is invertigated.
Test results are show us that by increasing the injection pressure NOx, CO2, specific fuel consumption and combustion pressures are increased and CO, HC, engine power and smoke is decreased. By increasing the pre injection advange NOx, CO2, specific fuel consumption, combustion pressures is increased and CO, HC, engine power is decreased.