Üç boyutlu türbülanslı bir DMD içten yanmalı motorun yanma karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

İçten Yanmalı Motor çalışmalarında, yanma konseptlerinin iyileştirilmesi ve buna paralel olarak kimyasal emisyonların düşürülmesi en önemli araştırma konularını oluşturmaktadır. Bu araştırmaların en önemli bölümünü sıfır emisyonlara sahip motorların geliştirilmesi olarak nitelendirilebilir. Dünya çapında otoritelerin koydukları emisyon standartları, otomobil firmalarını emisyon seviyelerini düşürmeleri konusunda zorlamaktadır. Bu standartlar ise otomobil firmalarına ek maliyetler olarak yansımaktadır. Yanma sonrası egzoz emisyonlarını azaltmanın getirdiği ek maliyetleri azaltmak için daha iyi yanma konseptlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Piston geometrisinin değiştirilmesi ile yakıt püskürtme de bu konseptler içinde değerlendirilebilir. Mevcut tez çalışması kapsamında, Doğu Motor Arge tarafından tasarlanan konsept motor incelenmiş, turbo beslemeli direkt yakıt püskürtmeli bir dizel motorda piston geometrisi değiştirilerek HAD, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, ile türbülanslı yanma analizleri yapılmıştır. Bilindiği üzere dizel motorlarda yakıt püskürtme basıncı günümüz direkt püskürtmeli motorlarda 2000 bar civarındadır. Yapılan çalışma kapsamında ilk önemli amaç püskürtme basıncının 800 bara düşürülerek yanma verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. İkinci olarak yanma veriminin iyileştirilmesi için piston kasesinin geometrisi değiştirilmiştir. Ayrıca tez kapsamında çeşitli püskürtme koni açıları ve püskürtme başlangıç zamanları değiştirilerek parametrik çalışmalar yapılmıştır.

The reduction of emissions in Internal Combustion Engines by better combustion concepts is currently one the main research topics. The main subject of these investigations is developing the engines with zero engines. The standards imposed by the authorities forces the automotive industry to reduce the pollutants. These standards surely result in additional costs to the manufacturers. In order to reduce the additional costs better combustion concepts have to be developed. Changing the piston geometry and different injection concepts belong to some of these strategies. In the present study the piston of a DMD, Dual Mode Diesel, engine concept with direct injection designed by Dogu Motor Arge is optimised using CFD, Computational Fluid Dynamics for 3D turbulent reacting flow. The typical spray pressure for Common Rail Diesel Injection is around 2000 bar. In the present study the rail pressure is reduced to 800 bar to see the effects on combustion efficiency. Secondly the piston geometry is changed in order to improve the combustion efficiency. The spray cone angle and SOI, Start of Injection, times have been changed for parametric studies.