Dizel motorlarda soğukta ilk hareket desteği için FDM kullanımı
Using PCM's to assist the cold start of diesel engines
- Tez No: 361169
- Danışmanlar: PROF. MEHMET AKİF CEVİZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Dizel motorların performansları ve sürüş konforları son teknolojik gelişmelerle son yirmi yıl boyunca önemli seviyede geliştirilmiştir. Bununla beraber, dizel motorların dezavantajlarından birisi soğuk şartlarda, özellikle de ortam sıcaklığının 0 ºC'ye yakın veya altında olduğu şartlarda ilk hareket esnasındaki zorluklar ile ilgilidir. Buna ek olarak, zararlı egzoz emisyonları da soğukta ilk hareket koşullarında önemli seviyede artmaktadır. Dizel motorlardan çıkan karbon monoksit (CO) emisyonlarının çoğu motor ısınması esnasında üretilir. Dizel motorların soğukta ilk hareket karakteristiklerini iyileştirmek için hava giriş hattına kızdırma bujileri ve hava ısıtıcıları gibi pek çok önlemler öne sürülmüştür. Soğukta ilk hareket performansını artırmak için kullanılan kızdırma bujileri ve hava ısıtıcıları gibi konvensiyonel sistemler bazı dezavantajlara sahiptirler. Bu çalışmada, doğrudan enjeksiyonlu dizel motorların soğuk başlama performanslarını artırmak ve egzoz emisyon karakteristiklerini iyileştirmek için faz değiştiren malzemeler (FDM) kullanılmıştır. FDM'ler yüksek füzyon ısılarına sahiptirler ve erimeden ve donmadan önceki gizli ısıyı absorbe edebilirler. FDM'lerin sıcaklıkları faz değişimi esnasında neredeyse sabit kalmaktadır. Bu çalışmada 45-51ºC erime sıcaklığı aralığındaki FDM üretilen bir ısı eşanjöründe kullanılmıştır. Motor soğutma suyu eşanjörde sirküle edilmiş ve FDM'yi eritmek için ısı kaynağı olarak kullanılmıştır. Motor emme havası, emme manifoldundan önce eşanjörün boruları arasından geçirilmiştir. Motor soğuma periyodu esnasında imal edilen ısı eşanjörünün içindeki FDM motor giriş havasının soğuma periyodunu artırmıştır. İki silindirli bir dizel motorun soğukta ilk hareket karakteristiklerini gözlemlemek için imal edilen eşanjörlü ve eşanjörsüz bir deney düzeneği kurulmuştur. FDM kullanılarak artırılan motor giriş hava sıcaklığının ve eşanjörün katkısını değerlendirmek üzere farklı noktalardan alınan sıcaklık ölçümleri, CO emisyonları, devir sayıları ve silindir içi basınç ölçümleri kullanılmıştır. Farklı FDM ve ortam sıcaklıklarıyla deneyler gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonuçlarına incelendiğinde motor emme havasının soğuma periyodunun uzayabileceğini görülmüştür. Buna ek olarak, düşük ortam sıcaklıklarında giriş havasının sıcaklığındaki artış motorun soğukta ilk hareket performansının artmasına, motorun ilk hareket süresinde azalmaya ve motor egzoz emisyon karakteristiklerinin iyileştirilmesine de yardımcı olmaktadır.
Özet (Çeviri)
During the last two decades, the diesel engine performance and drivability have significantly improved with the latest technologic developments. Nevertheless, one of the disadvantageous of diesel engines is related to the difficulties for starting at cold conditions, particularly in the conditions where the ambient temperature is near or below 0 ºC. Additionally, the harmful exhaust emissions are also significantly important levels during the cold start conditions. Most of carbon monoxide (CO) emissions from diesel engines are produced during the engine warm-up period. In order to improve cold start characteristics of diesel engines, many measures have been proposed, such as glow plugs and air heaters in air intake lines. The conventional systems, such as glow plugs and air heaters, used to increase the cold start performance of diesel engines have some disadvantages. In this study, in order to increase the cold start performance and improve the exhaust emission characteristics of a direct injection diesel engine, phase change materials (PCM) have been used. PCMs have high heats of fusion and they can absorb latent energy before melting or solidifying. During the phase change, temperature of PCMs remains nearly constant. In this study, a PCM was used with the 45-51ºC melting temperature band in a heat exchanger. Engine cooling fluid was circulated in the exchanger and used as heat source in order to melt the PCM. Engine intake air has been passed throug the exchanger before engine intake manifold. During the engine cooling period, the PCM in the produced heat exchanger have increased the cooling time period of engine intake air. An experimental setup has been established to observe the cold start characteristics of the two cylinder diesel engine with and without using the produced exchanger. Temperature measurements from different points, CO exhaust emissions, engine speed and in cylinder pressure measurements have been used to evaluate the contribution of exchanger and increasing the intake air temperature by using the PCM. The experiments have been carried out at different PCM and ambient temperatures. The results of experimental studies have been showed that the cooling period of engine intake air can be extended. Additionally, the increase in the temperature of intake air at low ambient temperatures assists the engine cold start performance, decreases the starting time of engine and improve the engine exhaust emissions characteristics.
Benzer Tezler
- Dizel motorlarında soğukta ilk harekete geçişi kolaylaştımak ve emisyon karakteristiklerini iyileştirmek için vorteks tüplerinin kullanılması
Using of vortex tubes in diesel engines to facilitate starability and to enhance the exhaust emission characteristics in cold conditions
ADEM ÇELİK
Doktora
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILMAZ
DOÇ. DR. MEHMET AKİF CEVİZ
- Dizel motorun alkol motoruna dönüştürülmesi ve optimum çalışma koşullarının belirlenmesi
Conversion of diesel engine to an alcohol engine and determination of optimum working conditions
MURAT ÇETİN
Doktora
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİKRET YÜKSEL
- Dizel motorlarında soğukta ilk harekete geçişi kolaylaştırmak ve emisyon karakteristiklerini iyileştirmek için faz değiştiren maddelerin kullanılması
Using of phase change materials in diesel engines to facilitate startability and to enhance the exhaust emission characteristics in cold conditions
GALİP KALTAKKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL
- Dizel motorlu taşıtta kabin ısıtma sisteminin motor ısınma periyoduna etkisinin AVL CRUISE™ M ile analizi
Analysis of the effect of cabin heating system on engine heating events in a diesel engine vehicle using AVL CRUISE™ M
GÖKHAN GELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ