Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) bir motorda yanma parametrelerinin iyon akımı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of combustion parameters on ion current in homogeneous charge compression ignition engine
Yazar: MERVE ATAY
Danışman: DOÇ. DR. FATİH ŞAHİN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
HCCI motorlar yüksek termik verim ve egzoz emisyon standartlarını karşılayabilecek avantajlara sahip bir yanma modu olarak gelecek vaat etmektedir. İdeal HCCI motorlarda kendi kendine tutuşma ve yanma eş zamanlı olarak gerçekleşmekte, hızlı bir ısı dağılım oranı görülmektedir. Buji ile ateşlemeli motorlarda ve sıkıştırmayla ateşlemeli motorlarda, yanma başlangıcı ve yanma periyotları doğrudan kontrol edilebilir. Bununla birlikte HCCI motorlarda yanma silindirdeki sıcaklığa göre kimyasal kinetik tarafından kontrol edilebilir. Bu yüzden HCCI motorlarda direk kontrol yapılamaz. Bu aşamada, iyon akımı yanma bilgisini belirlemek için kullanışlıdır. Buji üzerine seri bir direnç yardımıyla uygulanan DC ön gerilim sayesinde oluşan iyon akımı ölçülebilmektedir. Oluşan bu akım iyon veya iyonlaşma akımı olarak adlandırılır ve seri direnç üzerinden gerilimin ölçülmesiyle sinyale dönüştürülmüş olur. İyonların türü ve miktarı yanma özelliklerine bağlıdır. İyonizasyon akımı basınca, sıcaklığa, hava/yakıt oranına, motor yüküne, yakıt özelliklerine ve yanma süresine bağlıdır. İyon akımı ölçümü genellikle mevcut ateşleme sistemi veya ilave ateşleme bujisi ile yapılır. İyon akımı doğrudan silindir içi yanma işlemini yansıtır. Tekleme ve vuruntu tespitinin doğrudan yapılabilmesini sağlar. Bu çalışmada, HCCI motorlarda yanma parametreleri ile iyon akımı arasındaki ilişkiyi incelemek üzere pratik bir iyon akımı ölçüm sistemi ve silindir içi basınç bilgisini esas alan yanma analizi yazılımı geliştirilmiştir. Test koşulları olarak farklı motor devir ve yükleri seçilmiştir. Sonuçlara göre, iyon akımı sinyali ve yanma parametreleri arasında bir korelasyon olduğu gözlenmiştir

Abstract:
HCCI engines promise to be a combustion mode with the advantages that can meet high thermal efficiency and exhaust emission standards. In ideal HCCI engines, self-ignition and combustion occur simultaneously and a rapid heat dissipation rate is seen. In spark ignition engines and compression-ignition engines, starting of combustion and combustion periods can be controlled directly. On the other hand, the combustion can be controlled by chemical kinetics according to in cylinder temperature of HCCI engines. This means that direct control of combustion is not possible in HCCI engines. At this stage, the ion current is useful for determining combustion information. The ion current can be measured by a series resistor and a DC bias source. This current is called the ion or ionization current and is converted into a signal by measuring the voltage across the series resistor. The type and amount of ions depends on combustion characteristics. The ionization current depends on the pressure, temperature, air / fuel ratio, engine load, fuel characteristics and combustion duration. Ion current is usually measured with the existing ignition system or with a measurement spark plug. The ion current reflects to combustion in the cylinder directly. It enables detection of misfire and knocking directly. In this study, a practical ion current measurement system and combustion analysis software based on in-cylinder pressure information have been developed to investigate the relationship between combustion parameters and ion current in HCCI engines. Different engine speeds and loads were selected as test conditions. According to the results, there is a correlation between the ion current signal and the combustion parameters