Ferhat KAYA, Tevhit KARACALI, Mehmet Akif CEVİZ, İlhanVolkan ÖNER

Analysis of the thermal efficiency and cyclic variations in a SI engine under lean combustion conditions

Buji ateşlemeli motorlarda bir çevrimden diğerine silindir basıncı değişimi incelendiğinde önemli seviyedefarklılık olduğu görülür. Çevrimsel farklar olarak adlandırılan bu değişiklikler, motor kararlı halde çalışırken bilevardır. Çevrimsel farklar, buji ateşlemeli motorların dizayn ve kontrol çalışmalarında dikkate alınmalıdır ve bellimotor çalışma şartlarında önemli seviyelere ulaşmaktadır. Bu çalışmada fakir karışım şartlarında çevrimsel farklar,motor emisyon karakteristikleri ve motor performans karakteristikleri üzerinde hava fazlalık katsayısının etkileriincelenmiştir. Test motoru, elektronik kontrollü yakıt enjektörleri bulunan buji ateşlemeli bir motordur. Testsonuçlarına göre, düşük yük şartları altında çevrimsel fark sınırı aşılmadan hava fazlalık katsayısı artırılabilir, buesnada motor termal verimi artırılırken zararlı egzoz emisyonları da azaltılabilir.

Fakir yanma şartları altında buji ateşlemeli bir motorda termal verim ve çevrimsel farkların analizi

There are significantly variations in cylinder pressure traces from cycle to cycle in spark ignition engines.The variations, named cyclic variations, exist even when engine is stable. Cyclic variability must be considered in thedesign and control of spark ignition engines and are magnified under certain engine operating conditions. In this work,effects of air excess coefficient on cyclic variability, engine performance characteristics and engine emissioncharacteristics were investigated at lean operation conditions. The test engine is a spark ignition engine withelectronically controlled fuel injectors. According to the test results, engine air excess coefficient can be increased toimprove engine thermal efficiency and to decrease the harmful exhaust emissions under low load conditions withoutexceeding the limit of cyclic variability.

PDF

___

Ceviz M. A. and Kaymaz, I., Temperature and Air-Fuel Ratio Dependent Specific Heat Ratio Functions for Lean Burned and Unburned Mixture, Energy Conversion and Management, 46, 2387–404, 2005.
Ceviz, M. A. and Yüksel, F., Effects of Ethanol- Unleaded Gasoline Blends on Cyclic Variability and Emissions In an SI Engine, Applied Thermal Engineering, 25/5–6, 917–25, 2005.
Ferguson, C. R. and Kirckpatrick A.T., Internal Combustion Engines. John Wiley & Sons, Inc., 279- 285, 2001.
Heywood, J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill Inc., 417, 1988.
Lancaster, D. R., Krieger, R. B. and Lienesch J, H., Measurement and Analysis of Engine Pressure Data, SAE Technical Paper No: 750026, 1975.
Manivannan, A., Tamil porai P. and Chandrasekaran, S., Lean Burn Natural Gas Spark Ignition Engine - An Overview, SAE Technical Paper No: 2003-01-0638, 2003.
Ozdor, N., Dulger, M. and Sher, E., Cyclic Variability in Spark Ignition Engines: A literature survey, SAE Technical Paper No: 940987, 1994.
Scholl, D. and Russ S., Air-Fuel Ratio Dependence of Random and Deterministic Cyclic Variability in a Spark-Ignited Engine, SAE Technical Paper No: 1999- 01-3513, 1999.
Young, M. B., Cyclic Dispersion in Homogeneous Charge Spark Ignition Engine. SAE Technical Paper No: 810020, 1981.