Direkt enjeksiyonlu bir HCCI motorda farklı yanma odası tasarımı ve alkol benzin karışımlarının yanma ve emisyon karakteristikleri üzerindeki etkisinin CFD ile incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: KUDRET KÖSE

Danışman: Ali Türkcan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, yanma odası tasarımının ve alkol-benzin karışımlarının HCCI yanma ve emisyonları üzerindeki etkileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD-computational fluid dynamics (CFD)) yöntemi ile gerçekleştirilen analizler kullanılarak incelenmiştir. Yapılan analizlerde sıkıştırma oranı ve yanma odası hacmi sabit tutularak farklı piston tasarımları ve farklı oranlarda alkol-benzin karışımları kullanılmıştır. HCCI yanmanın modellenmesinde CFD yazılımı olan AVL Fire kullanılmıştır. Yanma ve türbülans modellemesi için ECFM-3Z yanma modeli ve standart k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Analiz sonuçlarından piston tasarımının ve alkol-benzin karışımlarının HCCI yanma verimini ve egzoz emisyonlarını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Piston yüzeyine verilen ikinci bir kademenin türbülans oluşumunu artırarak yanmamış HC oranını azalttığı tespit edilmiştir. Piston çanağı geometrilerinin tamamında yakıt karışımlarındaki etanol ve metanol oranı arttıkça silindir gaz basıncı ve sıcaklığı azalmıştır. Silindir içi sıcaklık dağılımı görüntüleri ile piston tasarımının HCCI yanma üzerindeki etkileri daha detaylı olarak incelenmiştir. Görsellerden piston tasarımının silindir içi sıcaklık dağılımını ve bunun bir sonucu olarak NOx emisyonunu büyük ölçüde etkilediği görülmüştür. Aynı zamanda piston tasarımı ve farklı oranlardaki alkol katkısının yakıtın yanma sürecini önemli ölçüde etkilediği ve HCCI yanmanın kontrolünde kullanılabileceği görsel verilerle de doğrulanmıştır.