Ön karışımlı MTBE dolgusunun HCCDI-DI motorda performans ve egzoz emisyonlarına etkilerinin incelenmesi
The investigation of the effects of premixed MTBE charge on HCCDI-DI engine performance and exhaust emissions
Yazar: NURİ AKCAN
Danışman: DOÇ. DR. CAN ÇINAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada tek silindirli, dört zamanlı, HCCI-DI dönüşümü yapılmış bir dizel motorunda ön karışımlı metil tersiyer bütil eter (MTBE) dolgusunun motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler, motorun maksimum moment devri olan 2200 d/d?da tam yük (16 Nm) ve yarım yük (8 Nm) çalışma koşullarında yapılmıştır. Ön karışımlı MTBE yakıtı düşük basınçlı bir enjeksiyon sistemi ile motorun emme manifolduna püskürtülmüş ve programlanabilir bir elektronik kontrol ünitesi ile kontrol edilmiştir. Deneylerde motorun klasik dizel çalışma şartlarında verdiği moment  
% 10 ? 50 arasında, % 10 aralıklarla azaltılmış, aynı moment değeri emme manifolduna püskürtülen MTBE yakıtı ile tamamlanmıştır. Deneylerde her bir ön karışımlı MTBE oranı için özgül yakıt tüketimi, termik verim ve egzoz emisyonlarının (THC, CO, NOx ve duman) değişimi incelenmiştir. Deneysel çalışma sonucunda, özgül yakıt tüketimi tam yük çalışma şartlarında % 10 ön karışımlı MTBE oranında azalmış bu oranın üzerinde belirgin bir değişim göstermemiştir. Yarım yük çalışma şartlarında ise ön karışımlı MTBE oranına bağlı olarak sürekli bir artış göstermektedir. Termik verim, tam yükte % 27,16 artmış, yarım yükte ise önce bir azalma ve ardından daha yatay bir seyir göstermiştir. Ön karışımlı MTBE oranındaki artışa bağlı olarak HC emisyonları tam yükte % 53,5 artmış, yarım yükte ise sürekli bir eğim ile % 243,97 artış ile göstermiştir. CO emisyonları, tam yük deneylerinde % 20 ön karışımlı yakıt oranına kadar artarken bu oranın üzerinde azalma göstermiştir.  Yarım yükte ise CO emisyonları sürekli bir artış eğilimi göstermiştir. Tam yük çalışma şartlarında NOx emisyonlarında % 55,56?lık bir artış meydana gelirken, yarım yük çalışma şartlarında önemli bir değişim görülmemiştir. Kısmi HCCI çalışmasında her iki motor yükünde de ön karışımlı MTBE oranına bağlı olarak duman emisyonlarının azaldığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, the effects of premixed methyl tert-butyl ether (MTBE) charge on the engine performance and exhaust emissions were experimentally investigated in a single-cylinder, four stroke, HCCI-DI diesel engine. The experiments were conducted at the maximum torque speed of 2200 rpm under full load (16 Nm) and half load (8 Nm) operating conditions. Premixed MTBE fuel was injected into the intake manifold of the engine with a low-pressure injection system and controlled by a programmable electronic control unit. In the experiments, the maximum torque that the engine gives under conventional diesel operation was decreased between 10 % - 50 % at an interval of 10%. Same torque value was obtained with MTBE fuel injection. In the experiments, the variations of specific fuel consumption, thermal efficiency and exhaust emissions (THC, CO, NOx and soot) were investigated for each premixed MTBE ratio. As a result of the experimental studies, the specific fuel consumption (SFC) decreased up to 10 % premixed MTBE ratio and no significant change was observed with the increase of premixed MTBE ratio at full load. At half load, the SFC was showed a continuous increase with the increase of premixed MTBE ratio. At full load, thermal efficiency increased by 27,16 %, at half load, firstly decreased and then showed a horizontal process. Depending on the increase of premixed MTBE ratio, HC emissions increased by 53,5% at full load and showed a continuous slope up to 243,97% increase at half-load. At full load tests, CO emissions increased up to 20% premixed MTBE ratio and then decreased. CO emissions increased continuously at half load.  NOx emissions increased by 55,56 % at full load. No significant change was observed at half load operating conditions. It was seen that soot emissions decreased at partial HCCI operation depending on premixed MTBE charge at each engine load.