Metanol-Dizel Çift Yakıtlı Reaktivite Kontrollü Sıkıştırma ile Ateşlemeli (RCCI) Bir Motorda Farklı Yüklerin Yanma Karakteristiklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi

Authors : Mustafa Temür, Cenk Sayın

Pages : 389-409

Doi:10.7240/jeps.1639522

View : 73 | Download : 57

Publication Date : 2025-09-24

Article Type : Research Paper

Abstract :Dünyada insan nüfusunun ve taşıt sayısının artmasına bağlı olarak artan emisyon kirliliği, insan sağlığını ve doğayı olumsuz etkilemektedir. Bu kirletici emisyonlar, atmosferde sera gazı ve partiküllerin birikmesine neden olur. Bu da günümüzde, başta iklim değişikliği ve hava kirliliği olmak üzere birçok soruna yol açmaktadır. Dizel ve benzin motorlarının avantajlarını birleştiren RCCI motorlar, daha verimli ve temiz bir yanma sağlayan yenilikçi bir düşük sıcaklıkta yanma konseptidir. Bu konseptte, yüksek reaktiviteli ve düşük reaktiviteli olmak üzere en az iki farklı türde yakıt kullanılmaktadır. Bu çalışmada, düşük sıcak yakıtı olarak, yüksek oktan sayısı ile bilinen bir alkol yakıtı olan metanol ile geleneksel dizel yakıtı kullanılmıştır. Dört silindirli, turboşarjlı, su soğutmalı, common-rail yakıt enjeksiyon sistemine sahip bir dizel motor, emme manifolduna metanol yakıtı püskürtecek yeni bir enjektör eklenmesiyle birlikte RCCI yanma konseptine dönüştürülmüştür. Deneyler 1750 d/d sabit hızda ve dört farklı motor yükünde (40 Nm, 60 Nm, 80 Nm ve 100 Nm) gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan metanol, 12,19 ve 26 g/d (M12, M19 ve M26) olmak üzere üç farklı kütlesel debide motora gönderilmiş, elde edilen sonuçlar dizel yakıtı ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma ile common-rail yakıt enjeksiyon sistemine sahip metanol-dizel çift yakıtlı bir RCCI motorda, sabit emme havası sıcaklığında (55 oC), farklı metanol enerji oranlarında ve kısmi yüklerde detaylı olarak incelenmesi ve literatüre önemli katkı sağlanması amaçlanmıştır. Yanma karakteristikleri, (silindir basıncı, ısı dağılım oranı, kümülatif ısı dağılımı, basınç artış oranı, tutuşma gecikmesi ve yanma süresi) motor performansı (özgül yakıt tüketimi ve volümetrik verim) ve egzoz emisyon parametreleri (HC, CO2, O2, NOx ve is) incelenmiştir. Deneyler sonucunda, kullanılan metanol oranının artmasıyla birlikte basınç artış oranı değerinin M26 yakıtında vuruntu limitinde olduğu tespit edilmiştir. Motor yükü arttıkça maksimum silindir basınçlarının ve basınç artış oranlarının arttığı, maksimum ısı dağılım oranının ise azaldığı görülmektedir. Minimum tutuşma gecikmesi M12 yakıtı ile 40 Nm’de, 5,63 krank mili açısında meydana gelirken, maksimum tutuşma gecikmesi M26 yakıtı ile 80 Nm’de 15,12 krank mili açısında meydana gelmiş olup motor yükü arttıkça artan bir eğilim göstermektedir. En yüksek yanma süresi M26 yakıtıyla 100 Nm torkta elde edilirken, en düşük yanma süresi aynı yakıtla 40 Nm’de elde edilmiştir. Genel olarak artan yükle azalma eğilimi gösteren özgül yakıt tüketimi için minimum değer geleneksel dizel yakıtı için 100 Nm\\\'de 231,11 g/kWh olurken, en yüksek değeri M21 yakıtı ile 40 Nm’de 350,49 g/kWh olmuştur. Metanol oranı arttıkça NOx ve CO2 emisyonlarında önemli iyileşmeler gözlenirken, HC ve O2 emisyonlarında artış görülmüştür. İs emisyonu ise düşük yüklerde azalırken, yüksek yüklerde artma eğilimi göstermiştir.
Keywords : Metanol, RCCI, Yanma Karakteristiği, İçten Yanmalı Motorlar

ORIGINAL ARTICLE URL