İçten yanmalı motorlarda su enjeksiyonunun motor performansı ve egzoz emisyonları üzerine olan etkisinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of water injection on the performance and exhaust emissions of an internal combustion engine
Yazar: SERKAN GALATA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÖVÜN IŞIN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
İçten yanmalı motorlar son yüzyılda insan hayatını kolaylaştırmıştır. Sağladığı önemli faydaların yanında; Dünyada 1 milyarı, Türkiye'de ise 20 milyonu aşan sayıları ile içten yanmalı motora sahip karayolu taşıtları, çevre kirliliğinin en önemli sebeplerinden biri haline gelmiştir. İçten yanmalı motorlar, atmosfere salınan zararlı egzoz gazlarından dolayı sera etkisine sebep olarak çevre üzerinde ve çeşitli kanserojen etkilerle insanlar üzerinde olumsuz etkilere sebep olmaktadırlar. Ayrıca çevre otoriterilerince belirlenen emisyon normlarının da gitgide daralması, hedeflenen değerlerin yakalanmasını zorlaştırmaktadır. Bu şartlar altında otomotiv üreticileri, performans değerlerinden ödün vermeden daha çevreci motorlar üretmek için çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır.
Bu çalışmada; bir içten yanmalı motorda fakir karışımlı işletme şartlarında benzin kullanımının neden olacağı NOx emisyonu değerlerinin azaltılmasına yönelik olarak tek silindirli direkt püskürtmeli bir Diesel motordan buji ateşlemeli motora dönüştürülmüş bir içten yanmalı motorda, benzin enjektöründen silindir içerisine gönderilen %3, 19, 52, 67, 75 miktarlarındaki suyun buharlaşma ısısının yüksek olmasından ötürü yaratacağı iç soğutma etkisi ile azot oksitlerin (NOx) kontrol altına alınması hedeflenmişitir. 
Silindir içine su gönderme, yanma sonrası iyileştirme sistemlerine kıyasla çok daha az maliyetli olan bir teknik olup emülsiyon ve enjeksiyon olmak üzere iki ana yönteme ayrılmaktadır. Bu çalışmada yanma odası içerisine su ilavesi, Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'nün 2016-06-01-YL01 numaralı projesi kapsamında tasarlanan su enjeksiyon sistemi vasıtasıyla 90 bar yüksek basınçta benzin enjektöründen yapılmıştır. Referans olarak alınan benzin ile işletmelerden elde edilen emisyon değerleri, değişen kütlesel su oranlarında elde edilen değerler ile karşılaştırılarak doğrudan silindir içerisine gönderilen su miktarının motor performansı ve özelikle de NOx emisyonları üzerine olan etkisi ortaya çıkartılmıştır.

Abstract:
Internal combustion engines facilitate the human life in the last century. Besides the important benefits it provides; number of road vehicles that have an internal combustion engine more than 1 billion in the world and more than 20 million in Turkey and these has become one of the most important causes of environmental pollution. Internal combustion engines cause negative effect on the environment and human life due to harmful exhaust gases released to atmosphere because exhaust gases cause the greenhouse effect and have various carcinogenic effects. Moreover, the emission norms set by the environmental authorities are becoming increasingly shrinking and day by day more difficult to keep the targeted values. Under these circumstances, automotive manufacturers have intensified their efforts to produce more environmentally friendly engines without compromising their performance values.
In this project, aimed the reduce NOx emissions caused by use of gasoline in an internal combustion engine that is transformed from single cylinder direct injection Diesel engine to spark ignition. The NOx reduction provided with internal cooling effect of water that injected to combustion chamber via gasoline injector.
Water addition to combustion chamber is a technic that is have lost cost than aftertreatment system. This method is divided into two main types as emulsion and injection. In this project,  water addition into the combustion chamber is made from the gasoline injector at 90 bar high pressure value. Water injection system is designed within financial support of Research Fund of Yildiz Technical University with project number 2016-06-01-YLO1. The performance and emission values of non-water conditions are accepted as reference situation. These are compared with the operating values of varying water ratios and water injection timing and ignition timing. The effects of the amount of direct water injection to combustion chamber on the engine performance and in particular on NOx emissions has been revealed in this project.