Dizel motorlarda egzoz karşı basıncının motor performansı ve egzoz salımları üzerine etkilerinin analizi
The analysis of effects of the exhaust gas back pressure on performance and exhaust emissions of diesel engines
Yazar: YİĞİT GÜLMEZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNER ÖZMEN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi Makineleri İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deniz Ulaştırma Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Egzoz sistemleri = Exhaust systems ; Motor performansı = Motor performance ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Enerji üretiminin sürdürülebilir olarak yapılması ihtiyacı, dizel motor üreticilerini daha çevre dostu ve daha yüksek verimli motor modelleri geliştirmeye zorlamaktadır. 
Buna uygun olarak, egzoz salımlarının azaltılması amacıyla egzoz gazı son işleme sistemlerinin kullanımı ve termal verimliliğin yükseltilmesi amacıyla egzoz atık ısı geri kazanım sistemlerinin kullanımı sık başvurulan yöntemlerdir. Ancak, egzoz devresi üzerine yerleştirilen herhangi bir sistem egzoz karşı basıncı için bir kaynak olmaktadır. Egzoz karşı basıncının yükseltilmesinin motor performansı ve egzoz salımları üzerinde olumsuz etkileri bulunmaktadır. Bu çalışmada, literatürde, egzoz karşı basıncının motor performansı ve egzoz salımları üzerindeki etkilerini analiz etmek üzere yapılan çalışmalarda değinilmeyen hususlar ile ilgili deneyler ve analizler yapmak ve daha önceki çalışmalarda tespit edilen bulguları doğrulamak ve test etmek üzere kapsamlı bir deneysel çalışma yürütülmüştür. Deneysel çalışmada, egzoz devresi üzerine yerleştirilen orifisler vasıtasıyla egzoz karşı basıncı kontrol edilmiş ve 1600 devir/dakika motor hızında, 6 farklı motor yükünde ve 5 farklı egzoz karşı basıncı değerinde ölçümler yapılarak, egzoz karşı basıncı artışının ve motor yükü değişiminin çeşitli motor performans göstergeleri üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, literatürdeki teorik bilgiler ışığında değerlendirilmiştir. Tezin sonuçlarına göre, egzoz karşı basıncı artışıyla, yanma zamanlarının geciktiği, maksimum silindir içi basınç değerlerinin, hacimsel verimin, yakıt dönüşüm veriminin ve azot oksit salımlarının düştüğü, pompalama kayıplarının, mekanik verimin, özgül yakıt sarfiyatının, karbondioksit ve karbon monoksit salımlarının yükseldiği tespit edilmiştir. Tezin sonuç bölümünde egzoz karşı basıncı artışının olumsuz etkilerini düşürmek üzere öneriler sunulmuştur.

Abstract:
The requirment for sustainable energy production, forces diesel engine producers to develop more enviromental-friendly and more efficient motor models. Concordantly, exhaust gas aftertreatment systems to decrease exhaust emissions and exhaust waste heat recovery systems to increase thermal efficiency are the most frequently used methods for this purpose. However, any system installed on the exhaust pipe of diesel engines is a source of exhaust backpressure. Increasing the exhaust backpressure has negative effects on the performance and exhaust emissions of diesel engines. In this study, a comprehensive experimental study was conducted to make experiments and analyzes on issues not addressed in the literature to analyze the effects of exhaust backpressure on engine performance and exhaust emissions, and to verify and test the findings of previous studies. In the experimental study, the exhaust back pressure was increased by means of orifices installed on the exhaust line, and the effects of back pressure increment and engine load on various engine performance indicators were made by making measurements at 1600 rpm engine speed, 6 different engine loads and 5 different exhaust backpressure values. The findings were discussed in the light of the theory. According to the results of the study, increasing back pressure causes to retarding of combustion periods, causes to decrease of the maximum in-cylinder pressures, volumetric efficiency, fuel conversion efficiency, nitric oxide emissions and causes to increase of pumping loss, mechanical efficiency, brake specific fuel consumption, carbondioxide emissions and carbonmonoxide emissions. In the conclusion part of the thesis, suggestions are presented to reduce the negative effects of the exhaust back pressure increment.