Çift yakıtlı reaktivite kontrollü bir dizel motorda biyodizel yakıtların düşük sıcaklıklı yanma performans ve emisyon karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Dünya ekonomisinin gelişmesiyle birlikte, ham petrol talebi hızla büyümektedir. Sınırlı fosil yakıt durumu ve hava kirliliği, alternatif yakıtların ve yanma sistemlerinin araştırılmasına sürekli ilgi çekmiştir. Bilimsel çalışmalar içten yanmalı motorlarda yanmanın iyileştirilmesi ve emisyonların azaltılması amacıyla yeni yanma teknolojileri ve mevcut teknolojilerin optimizasyonuna odaklanmıştır. Düşük sıcaklıklı yanma (LTC) emisyonların azaltılması ve yakıt ekonomisinin iyileştirilmesi için güvenilir stratejiler olarak kabul edilebilir. LTC stratejilerinin önemli bir tanesi RCCI (reaktivite kontrollü sıkıştırmalı ateşleme) 'dir. RCCI uygulaması ikincil yakıtın emme manifoldu içine enjekte edilmesinden sonra, sıkıştırma zamanı sonuna doğru, silindirin içine birincil yakıtın enjekte edilerek tutuşmanın sağlanması şeklindedir. Bu çalışmada, bir dizel jeneratörde RCCI uygulamasının etkileri aspir yağı biyodizeli ve dizel karışımları kullanımında deneysel olarak incelenmiştir. Etanol ve benzin ikincil yakıt olarak % 30-60 oranlarında kullanılmıştır. Farklı koşullar altında motorun en önemli yanma, performans ve emisyon göstergeleri ayrıntılı olarak incelenmiş ve sonuçlar sunulmuştur. Etanol ve benzin RCCI uygulamasıyla yanma ve performans parametrelerinin çoğunda iyileşmeler olmuştur. Etanol ve benzin RCCI uygulamasında tüm yüklerde yakıt tüketimi artmış, özgül yakıt tüketimi düşük yüklerde artarken, yüksek yüklerde azalmıştır. NOX emisyonları önemli oranda azalmış, CO ve HC emisyonlarında ise kısmi artışlar olsa da değerler düşük seviyelerde kalmıştır.

With the development of the world economy, the demand for crude oil is growing rapidly. Limited fossil fuel availability and air pollution have drawn a continuously increasing attention to the study of alternative fuels and combustion systems. In order to improve combustion efficiency and reduce the emissions in internal combustion engines, scientific researches focus on the development of new combustion modes and the optimization of the current technology systems. Low temperature combustion (LTC) can be regarded as reliable strategies for the reduction of emissions and the improvement of fuel economy. Reactivity controlled compression ignition (RCCI) is one of important LTC strategies. The RCCI combustion is achieved by utilization of the separate injection system with low-reactivity fuel introduced through intake process and high-reactivity fuel with the direct injected into cylinder, so that moderate combustion can be realized. In this study, the effect of RCCI on a diesel power generator was experimentally investigated by using safflower oil biodiesel-diesel blends. Ethanol and gasoline are low reactivity fuels that were premixed as PFI by rates of 30% and 50% of total mass fuel consumption of the engine. The important combustion, performance and emission indicators of the engine were deeply investigated under various conditions. The results showed that combustion efficiency and engine performance were improved by utilizing ethanol and gasoline RCCI. On the other hand, RCCI increased the brake specific fuel consumption values at low engine loads while the values were decreased at high engine operations. Consequently, NOx emissions considerably decreased while CO and HC emissions were slightly increased but they were still quite low.