Akademik Veri Yönetim Sistemi
ÇANAKCI M., YÜCESU H. S.(Yürütücü), ÇINAR C.
TÜBİTAK Projesi, 2008 - 2011
Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI) motorlar, buji ile ateşlemeli ve sıkıştırma ile ateşlemeli motorların ortak avantajlarına sahiptirler. Yüksek termik verim ve düşük NOx-is emisyonlarına sahip, yeni bir kavram olarak gelecek vaat etmektedirler. HCCI motorlarda yanma, benzin motorlarındaki gibi sıkıştırma zamanından önce karışımın homojen olarak hazırlanması ve sonrasında dizel motorlarındaki gibi sıkıştırılarak ateşlenmesi prensibine dayanmaktadır.
İlk olarak HCCI yanma işlemi, iki zamanlı motorlarda 1979’da Oniki ve arkadaşları tarafından yeni bir kavram olarak uygulanmıştır. Motorun tekleme yapmadan, kararlı şartlarda ve kısmi motor yüklerinde çalıştırılmasını incelemişlerdir. Najt ve Foster ise 1983 yılında ilk kez dört zamanlı motorlarda HCCI kavramını incelemişlerdir. Buji ve sıkıştırma ile ateşlemeli motorlarda günümüzde uygulanan yasal sınırlayıcı emisyon standartlarına ulaşmak oldukça zordur. Silindir içi uygulamalarla ham egzoz emisyonları kısmen azaltılabilmekte, fakat egzoz gazlarının yasal standartlara indirgenebilmesi için silindir sonrası egzoz gazları üzerinde iyileştirmeler gerekli olmaktadır. HCCI yanma kavramı, ham egzoz emisyonlarının azaltılması için büyük potansiyele sahiptir. Bu nedenle son yıllarda HCCI motorlar ile ilgili çalışmalarda artış görülmektedir. Güncel teknolojide kullanımı henüz gerçekleşmediğinden, daha çok laboratuar ortamında araştırmacılar tarafından geliştirilme aşamasındadır. HCCI yanması ani olarak ve yanma odasının çoğu yerinde eş zamanlı oluşmaktadır. Geleneksel yanma sistemlerindeki gibi yanmanın başlangıcının kontrolü mevcut değildir. Bu sebeple HCCI yanma kontrol tekniklerinin iyi bilinmesi, gelecekteki HCCI motor teknolojisi için çok önemlidir. Bu araştırma projesinde; HCCI yanmasının çeşitli parametreler ile kontrolünün sağlanması, motor performansı ve egzoz emisyonlarının değişimi incelenecektir.
Bu çalışmada iki araştırma motoru üzerinde değişikliğe gidilerek HCCI yanma şartlarında çalıştırılması sağlanacak ve yanmanın kontrolüne yönelik çeşitli parametrelerin etkileri araştırılacaktır. Çalışmanın ilk 18 aylık safhasında kısmi HCCI’nin dizel yanmasına etkileri araştırılacaktır. Bu amaçla tek silindirli bir dizel motor testlerde kullanılacaktır. Silindir içine püskürtülen dizel yakıtına ilave olarak emme havasının içerisine port tipi yakıt enjeksiyonu ile etanol püskürtülerek motor kısmi HCCI şartlarında çalıştırılacaktır. Farklı sıkıştırma oranı, emme havası sıcaklığı, EGR oranı ve silindir içi termal bariyer kaplamasının yanmadaki ısının açığa çıkış oranı, tutuşma gecikmesi, yanmanın faz uyumu ve silindir içi ortalama gaz sıcaklığı üzerinde nasıl etkileri olduğu araştırılacaktır. Kısmi HCCI yanmasının NOx-is zıt eğilim karakteristiği, CO, HC ve CO2 emisyonlarına etkileri değerlendirilecektir. Projenin ilk aşamasındaki çalışmalar tamamlandıktan sonra 18 ay sürecek olan Ricardo-Hydra buji ile ateşlemeli motor HCCI şartlarında çalıştırılarak testlere devam edilecektir. Deneylerde benzin ve etanol kullanılarak sıkıştırma oranı, emme havası sıcaklığı, yakıt/hava oranı, EGR oranı değiştirilerek yanma ve NOx, CO, HC ve CO2 emisyonları üzerine etkileri incelenecektir. Her iki motorda kararlı HCCI çalışma şartları elde edildikten sonra motor performans parametrelerinden tork, güç, özgül yakıt tüketimi ve termik verimin değişimleri araştırılacaktır.