Termal Bariyer Kaplı Bir Buji Ateşlemeli Motora Su Enjeksiyonunun Motor Performans ve Egzoz Emisyonları Üzerine Etkilerinin İncelenmesi
Bu çalışmada, termal bariyer kaplı buji ateşlemeli bir motora farklı oranlarda su enjeksiyonun motor performans ve egzoz emisyonları üzerine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Su emme manifolduna, emme zamanında motor yakıt sarfiyatının %10, %20 ve %30 kütlesel oranlarında elektronik kontrollü püskürtme sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Termal bariyer kaplama (TBK) için piston tepesi 4 mm genişliğinde ısı rezerv özelliği yüksek Y203 seramik malzeme ile kaplanmıştır. Termal bariyer kaplama sonucunda standart motor verilerine göre performans parametrelerinde iyileşmeler, HC emisyonlarında dikkate değer oranda azalma gözlemlenirken kaplama ile artan silindir içi sıcaklık nedeniyle NOx emisyonlarında artmaların olduğu tespit edilmiştir. Artan NOx emisyonlarının azaltılması için motora farklı oranlarda su enjeksiyonu gerçekleştirilmiştir. Motor deneyleri tam yük şartlarında 1600, 2000, 2400, 2800, 3200 ve 3600 d/d motor hızlarında aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. Termal bariyer kaplı motora su enjeksiyonu yapılması durumunda, standart duruma göre hem motor performans ve hem de emisyon değerlerinde iyileşmelerin olduğu tespit edilmiştir. Termal bariyer kaplamalı motora su enjeksiyonu yapılması durumunda standart motor verilerine göre döndürme momenti ve efektif güçte % 4.6 artma, özgül yakıt sarfiyatında % 4.5, HC emisyonlarında % 30, ve NOx emisyonlarında ise % 26 oranında azalmaların olduğu belirlenmiştir
Investigation of the Effects of Water Injection to a SI Engine with the Thermal Barrier Coated Piston on Performance and Emissions
In this study, the effects of different ratio water injected to a SI engine with thermal barrier coated on engine performance and exhaust emissions has been investigated experimentally. The water, using an electronically controlled injection system at the intake time is carried out into the engine intake manifold at rate of 10%, 20% and 30% of engine fuel mass. The piston crown was coated at the 4mm width with high heat reserve characterized Y203 ceramic material for thermal barrier coatings. As a result of the thermal barrier coating, the engine performance parameters is improvement according standard engine date, to decreases considerable rate at the HC emissions and. NOx emissions was increased due to increased temperature inside the cylinder with thermal barrier coated piston. The water injection was carried out to engine in different ratio for reducing the increased NOx emissions. Engine test at full load conditions in 1600, 2000, 2400, 2800, 3200 and 3600 rev/ min was carried out in the engine speed gradually. In case the thermal barrier coated engine water injection, based on the standard condition and is identified as both engine performance improvements in both emissions. In case of thermal barrier coated engine to the water injection done, engine torque and effective power increase 4.6% according standard engine date. Specific fuel consumption, HC emission and NOx emissions sequentially decreases 4.5%, 30% and 26%
___
- Cesur İ., 2013, "Kısmi Yalıtılmış Bir Buji Ateşlemeli Motorda Buhar Enjeksiyonu Etkilerinin İncelenmesi", SAÜ, FBE, Doktora Tezi.
- Parlak, A., 2000, "Aşırı Doldurmalı Seramik Kaplı Bir Dizel Motorunda Optimum Püskürtme Avansı ve Sıkıştırma Oranının Deneysel Olarak İncelenmesi", SAÜ, FBE, Doktora Tezi.
- Parlak, A., 2005, "The effect of Heat Transfer on Performance of The Diesel Cycle and Exergy of The Exhaust Gas Stream in a LHR Diesel Engine at The Optimum Injection Timing", Energy Conversion and Management 46,167-179.
- 4.Assanis, DN., Badillo, E., 1990, "The Effect of Thin Ceramic Coating on Spark-Ignition Engine Performance", SAE Paper, 900903.
- 5.Poola, RB., Nagalingam, B., Gopalakrishnan, K.V., 1994, "Performance of Thin-Ceramic-Coated Combustion Chamber with Gasoline and Methanol as Fuels in A Two-Stroke SI Engine", SAE Paper,941911.
- 6.Parlak A., Ayhan V., Deniz C., Kolip A., Koksal S., 2008, "Effects of M15 Blend on Performance and Exhaust Emissions of Spark Ignition Engine with Thermal Barrier Layer Coated Piston", Journal of The Energy Institute,Vol.81 (2)97-1001.
- 7.Cerit, M., Ayhan, V., Parlak, A., Yaşar, H., 2011, "Thermal Analysis of a Partially Ceramic Coated Piston: Effect on Cold Start HC Emission in a Spark Ignition Engine", Applied Thermal Engineering 31, 336-341.
- 8.Chan, SH., Khor, KA.,2000, "The Effect of Thermal Barrier Coated Piston Crown on Engine Characteristics", Journal of Materials Engineering and Performance Volume 9(1)103-109.
- 9.Chan, SH.,2001, "Performance and Emissions Characteristics of a Partially Insulated Gasoline Engine" , Int. J. Therm. Sci., 40, 255-261.
- 10.Rameshe-Kumar, C., Nagarajan, G., 2012, "Performance and EmissionCharacteristics of a Low Heat Rejection Spark Ignited Engine Fuelled With E20",Journal of Mechanical Science technology, Volume 26,(4),1241-1250.
- 11.Bedford F., Rutland C., Dittrich P., Raab A. and Wirbeleit F.,2000, "Effects of Direct Water Injection onDI Diesel Engine Combustion", SAE paper 2000-01-2938.
- 12.Mello J.P., Mellor A.M., 1999, "NOx emissions from direct injection diesel engines with water/steam dilution", SAE paper 1999-01-0836.
- 13.Christensen M., 1999, "Johansson B., Homogeneous charge compression ignition with water injection", SAE paper 1999-01-0182.
- 14.Duffy K.P., Mellor A.M., 1998, "Further developments on a characteristic time model for NOx emissions from diesel engines", SAE paper 982460.
- 15.Psota M.A., Easley W.L., Fort T.H., Mellor A.M.,1997, "Water injection effects on NOx emissions for engines utilizing diffusion flame combustion", SAE Trans. J. Engines 106, 1835-1843
- 16.Kohketsu S., Mori K., Sakai K., 1996, "Reduction of exhaust emission with new water injection system in a diesel engine", SAE paper 960033.
- 17.Wang, Y., Lin, L., Roskilly, A. P., Zeng, S., Huang, J., He, Y., Hunang X., Hunag, H., Wei, H., Shangping G, L. S., Yang, J., 2007, "An Analytic Study of Applying Miller Cycle to Reduce NOX Emission from Petrol Engine", Applied Thermal Engineering 27,1779-1789.
- 18.Soysal D., Durgun O., 2010, "Benzin Motorlarında Emme Havasına Su Eklenmesinin Motor Performansına Ve Egzoz Emisyonlarına Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi", 11. Uluslar arası Yanma Sempozyumu, Saraybosna.
- 19.Ozcan H., Soylemez M.S., 2006, "Thermal balance of a LPG fuelled four stroke SI engine with water addition", Energy Conversion and Management 47, 570-581.
- ISSN: 1304-4141
- Yayın Aralığı: Yılda 5 Sayı
- Başlangıç: 2004
- Yayıncı: -