Dietileter ve aspir yağı biyodizeli karışımının bir LPG RCCI motorunun orta yüklerindeki yanma performans ve emisyon davranışının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the combustion performance and emissions behavior of a LPG RCCI engine fueled with a mixture of diethyl ether and aspir oil
Yazar: ALİ İHSAN ÜLGEN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN AYDIN
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Son dönemlerdeki taşıt sayısındaki anlamlı artış nedeniyle, benzin ve motorine olan talep ve bunun tedariği dengesiz bir hal almıştır. Bu durumun devam etmesi halinde, benzin ve motorin daha maliyeti artacak ve yakıtlara ulaşım yetersiz olacaktır. Günümüzde artan enerji taleplerinin dengelenmesine olan ihtiyaç devam etmektedir. Fosil yakıtların kullanımının artması ve tükenmesiyle birlikte alternatif yakıtlar daha fazla önem kazanmaktadır. Bu yönüyle bitkisel yağın işlenmiş hali (biyodizel) dizel motorlar için potansiyel bir alternatif oluşturmaktadır. Deneylerde aspirden üretilen yağdan biyodizel yakıt olarak kullanılmıştır. Yapılan deneylerde kullanılan dizel yakıtı, biyodizel ve dietileterden oluşmuş olan yüksek reaktiviteli yakıt kullanılmıştır. Düşük reaktiviteli yakıt olarak ise LPG sabit %50 oranında emme manifolduna gönderilmiştir. Her deney yakıtı ayrıca 2 farklı motor çalışma koşulunda yapılmıştır. Bunlar birincisi, motor yüklü durumdayken: 7,2 kW orta yük ve ikincisi ise RCCI modu %50 LPG nin emme manifolduna püskürtülmesidir. Emisyon, yanma performansı ve motor performans deneyleri yapılmıştır. Bu çalışmanın en önemli olumlu sonuçlarından biri olarak, RCCI stratejisi BTE değerlerini artırabilir. Tüm test yakıtları için artan sıkıştırma oranı ile BTE değerlerinin arttığı görülmektedir. Test yakıtları için farklı RCCI modları karşılaştırıldığında, BTE değerlerinin oldukça yüksek olduğu ve yüksek DEE'li çalışma koşullarında dizel yakıtı geçtiği görülmektedir. Bu nedenle, tüm B90/DEE10 ve B85/DEE15 RCCI çalışma koşulları için en yüksek termal verim değerleri elde edilmiştir. Biyodizel/DEE RCCI modları için KEİ değerlerinin arttığı açıkça görülmektedir. Bu olumlu durumlar hiç şüphesiz RCCI çalışma modları sayesinde olmaktadır. Özellikle RCCI uygulamasında alev hızının artması, tama yakın yanma ve ısı transferinin azalması gibi sebepler verimi arttırmıştır. Ayrıca RCCI yanmasında silindir duvarı ve piston kafası yüzeylerinin yakınında bulunan yüksek sıcaklık bölgelerinin ortadan kaldırılması da önemli bir faktördür. Bu, ısı transfer kayıplarını azaltır ve genleşme işi artar. İkinci bir neden, RCCI uygulamasının yanmanın başlangıcını ve sonunu kontrol etmeyi kolaylaştırmasıdır. Sonuç olarak DİE ve LPG RCCI modunda motorun verim ve genel performansı ile yanma parametreleri artmıştır.

Abstract:
Due to the significant increase in the number of vehicles in recent years, the demand for and supply of gasoline and diesel fuel has become unbalanced. If this situation continues, the cost of gasoline and diesel will increase and access to fuels will be insufficient. Today, the need for balancing the increasing energy demands continues. With the increase and depletion of fossil fuels, alternative fuels gain more importance. In this respect, the processed form of vegetable oil (biodiesel) constitutes a potential alternative for diesel engines. In our experiments, biodiesel produced from safflower will be preferred. A highly reactive fuel consisting of diesel fuel, biodiesel and diethylether to be used in the experiments planned to be carried out was used. As a low reactivity fuel, LPG was sent to the inlet manifold at a fixed 50% rate. Each test fuel was also conducted under 2 different engine operating conditions ( 1. Engine loaded: 7.2 kW medium load 2. RCCI mode 50%). Emission, combustion degree and performance measurements were made. As one of the most important positive results of this study, the RCCI strategy can increase BTE values. It is seen that BTE values increase with increasing compression ratio for all test fuels. Comparing the different RCCI modes for test fuels, it is seen that the BTE values are quite high and surpass diesel fuel in high DEE operating conditions. Therefore, the highest thermal efficiency values were obtained for B90/DEE10 and B85/DEE15 RCCI operating conditions for all CR values. It is clearly seen that the BSEC values increase for the Biodiesel/DEE RCCI modes.
These positive situations are undoubtedly due to the RCCI operating modes. Especially in RCCI application, reasons such as increase in flame speed, near-complete combustion and decrease in heat transfer have increased efficiency. The elimination of high temperature zones near the cylinder wall and piston head surfaces is also an important factor in RCCI combustion. This reduces heat transfer losses and increases the expansion work. A second reason is that the implementation of RCCI makes it easy to control the start and end of combustion. Combustion timing and duration are optimized with combustion control. Compression work is reduced and expansion work is increased, which has increased the efficiency and overall performance of the engine.