Dizel motorların cng ve lpg yakıtlarına dönüşümünde gerçek çevrimin teorik ve deneysel çalışmalarla optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, dizel motorlarının egzoz ve gürültü emisyonlarını, ilgili standartların sınırlarına düşürmek; performans ve verimliliğini yükseltmek; tasarlanacak yeni motorun, üzerinde yapısal değişiklikler yapmadan, hem dizel hem de LPG ve CNG yakıtları ile çalışmasını sağlamak amacıyla Prof. Dr. Rafig MEHDİYEV tarafından sunulan ?MR-Process? Yanma Mekanizmalı Çift Döngülü MR-2 yanma odasına ait bir termodinamik model geliştirilerek bu model üzerinden motor parametreleri hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar deney verileri ile karşılaştırılarak hesap metodu doğrulanmıştır. Bu yeni yanma odasının özelliği, geometrisinin ?8?e benzeyen iki eşit bölgeye ayrılmasıdır. Emme ve sıkıştırma süreçlerinde yanma odasının bu bölgelerinde birbirinin tersine aynı hızda dönen çift türbülanslı döngü hareketi oluşturulur. Yanma Odasının buji yerleşen bölgesinde bileşimi ? =0,6...0,9 arasında değişen zengin karışım, diğer bölgesinde ise sadece hava yer almaktadır. Her iki döngü aynı hız ve momentuma sahip olduğundan, iki bölgedeki dolgu ateşleme anına dek birbirleriyle karışamamakta ve böylece motorun tüm çalışma rejimlerinde yakıt-hava karışımı kademeleştirilebilmektedir. MR-2 YO'sının diğer bir avantajı, sıkıştırma oranını vuruntu oluşturmadan optimum seviyelerine dek ( ? =14-17) artırılabilmesidir. Ayrıca 4 silindirli, 2 ve 4 supaplı (veya 8 ve 16 supaplı) motorların yüksek dizel sıkıştırma oranını koruyarak, hem dizel, hem de gaz yakıtlarla çalışabilecek çift döngülü MR-2 yanma odasının adaptasyonu ile ilgili teorik ve deneysel kalibrasyon çalışmaları yapmak amacıyla tek silindirli bir deney motoru ve deney odası yapılandırılmıştır.

In this study a thermodynamic model is developed for combustion chamber which haves ?MR-Process? combustion mechanism with twin swirl was introduced by Prof. Dr. Rafig MEHDİYEV in order to reduce the emissions to the level of today?s standards and improve performance and efficiency of diesel engine which can also operates with gaseous fuels like LPG and CNG without making constructional changes and engine parameters are calculated by this model. Theoretically obtained results are compared with test results of the engine which has new combustion chamber so as to verify the calculation method. The specific feature of this combustion chamber geometry is that it is divided into two equal zones like a number ?8?. In the intake and compression strokes of the engine two turbulent swirls are formed in these zones which rotate in opposite direction with equal velocities. Since both swirls have the same rotational velocities, these swirling zones do not mix with each other until the ignition initiated from the spark plug and thus maintaining the stratification ability. Another advantage of MR-2 combustion chamber is ability to increase the compression ratio up to optimum level (e=14-17) without detonation. Also in the scope of the thesis a single cylinder test engine and test room is configured in order to make theoretical and experimental calibration of 4 cylinder with 2 and 4 valves (or 8 and 16 valves) diesel engine, which can be operated with gaseous fuels, without any change of its high compression ratio.