HCCI bir motorda farklı parametrelerin performansa etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of different parameters on performance in a HCCI engine
Yazar: ALPEREN ÇANKAYA
Danışman: DOÇ. DR. NUREDDİN DİNLER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde yaygın olarak kullanılan iki motor konsepti, buji ile ateşlemeli (SI) ve sıkıştırma ile ateşlemeli (CI) motorlardır. İki motor arasındaki bir karşılaştırma yapılacak olursa bir katalitik konvertör ile donatılmış buji ile ateşlemeli motorunun düşük emisyonlar sağladığını ancak veriminin sıkıştırma ile ateşlemeli motora göre düşük olduğu bilinmektedir. Sıkıştırma ile ateşlemeli (CI) motorlar ise yüksek verimlilik sağlarken aynı zamanda yüksek NOx ve partikül emisyonlarına sebep olmaktadır. Mevcut kullanılan bu iki ateşleme sistemine alternatif olarak homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşleme (HCCI) olarak bilinen motorlar geliştirilmiştir. Bir dizel motorun(CI) verimini bir benzinli motorun(SI) egzoz emisyon seviyesiyle birleştirebilen bir motor konsepti, homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motordur. Başka bir deyişle, HCCI; homojen bir karışımın sıkıştırma yoluyla kendiliğinden tutuşmasıdır. Çalışma kapsamında Dizel, Otto ve HCCI motora ait gerçek çevrim analizleri için MATLAB programı kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Çevrim analizlerinde Woschni ısı transfer korelasyonu kullanılmıştır. Ek olarak, dizel ve otto çevrimlerinde yakıtın yanma yüzdesi için Wiebe fonksiyonu kullanılır iken HCCI çevrimde çift-wiebe fonksiyonundan faydalanılmıştır. Yapılan analizlerde farklı hava fazlalık katsayıları, sıkıştırma oranları ve motor hızlarının Dizel ve HCCI motor çevrimi üzerindeki etkileri incelenmiştir.

Abstract:
The two engine concepts in widespread use today are spark ignition (SI) and compression ignition (CI) engines. If there is a confrontation with these engines, it is known that the spark ignition engine equipped with a catalytic converter provides low emissions, but its efficiency is lower than the compression ignition engine. While the compression ignition (CI) engines sustain high efficiency, these engines also bring about high NOx and particulate emission in the meantime. As an alternative of these engines that used ignition systems nowadays, engines known as homogeneous charged compression ignition (HCCI) have been developed. One engine mode that join the efficiency of a diesel engine (CI) with the exhaust emission level of a gasoline engine (SI) together in a whole is the homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine. In other words, HCCI is the spontaneous ignition of a homogeneous mixture through compression. Within the scope of the study, analyses were carried out using MATLAB program for real cycle analyses of diesel, Otto and HCCI engines. Woschni heat transfer correlation was used in the cycle analyses. In addition, Wiebe function is used for fuel combustion percentage in diesel and Otto cycles, while double-wiebe function is used in HCCI cycle. In the analyses, the effects of different air excess coefficients, compression ratios and engine speeds on the diesel and HCCI engine cycle were investigated.