Buji ile ataşlemeli motorda sıkıştırma oranı değişikliğinin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisi

Abstract

İçten yanmalı motorlarda yakıt ekonomisi ve egzoz emisyonlarının iyileştirilmesi ile ilgili araştırmalar günümüzde yoğunlaşmıştır. İşletme parametrelerinin motor performansı üzerindeki olumlu etkisini arttırmak için çalışmalar yapılmaktadır. Buji ile ateşlemeli motorlarda, gerçek sıkıştırma oranı silindire alınan karışım miktarına göre değişkenlik gösterdiğinden, geometrik olarak tasarlanan sıkıştırma oranı ancak tam gazda ve belirli motor hızı için gerçek sıkıştırma oranı olarak elde edilebilmektedir. Bu durum buji ateşlemeli motorlarda performansın ve yakıt ekonomisinin iyileştirilmesi için silindir dolgu miktarına göre değişken sıkıştırma oranını gerekli kılmaktadır.Bu çalışmada, buji ile ateşlemeli, dört zamanlı, tek silindirli ve sıkıştırma oranı 8,5/1 olan bir motorun sıkıştırma oranı değiştirilmiş ve sıkıştırma oranı değişiminin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Standart motoru, değişken sıkıştırma oranlı motora dönüştürmek için silindir kapağı 0,5mm aralıklarla beş kez taşlanmıştır. Sıkıştırma oranı değiştirilen motorun sıkıştırma oranı 8,5/1 ile12,72/1 değerleri arasında değiştirilebilmektedir. Sıkıştırma oranının 8,5/1'den 11,28/1'e yükseltilmesiyle tam yükte özgül yakıt tüketiminde %14,5'e kadar iyileşme elde edilmiştir. Aynı sıkıştırma oranı aralığında CO emisyonlarında %27'e kadar azalma elde edilirken, HC emisyonlarında maksimum %18 artış belirlenmiştir.

Studies on improving fuel economy and exhaust emissions in the internal combustion engines have been gained more importance. Currently, the improvements of the effects of operating variables on the engine performance is a subject of study. The designed geometrical compression ratio can be realized as an effective compression ratio at the wide open throttle for a certain engine speed since the effective compression ratio changes with the amount of mixture into the cylinder in spark ignition engines. So, this condition of the spark ignition engines force designers to change their geometrical compression ratio according to the amount of charging into the cylinder.In this thesis, the compression ratio of a four-stroke and single cylinder spark ignition engine with compression ratio of 8.5/1 has been converted to the engine with variable compression ratio and the effect of compression ratio variations on engine performance and exhaust emissions has been investigated. In order to convert the standart engine to the engine with variable copmression ratio, the cylinder cover was grinded five times with 0,5mm steps. By doing so, engine compression ratio was changed between 8,5/1 and 12,72/1. Especially at full load, improvement in specific fuel consumption was achieved by up to 14,5% with compression ratio changing from 8.5/1 to 11,28/1. Also, CO emissions were reduced by almost 27%, HC emissions were increased by up to 18% at the same compression ratio range.