Geri Dön

Dizel motorlarda çoklu püskürtme stratejisinin nox emisyonu üzerine etkisinin deneysel araştırılması

Experimental investigation of the effect of multiple injection strategy on nox emission in diesel engines

  1. Tez No: 744645
  2. Yazar: ARDA ALBAYRAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUAMMER ÖZKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

Günümüzde hava kirliliğin en önemli nedenlerinden biri dizel motorlu taşıtlardan kaynaklanan kirleticilerdir. Dizel motorlu taşıtlardan kaynaklanan kirleticiler insan sağlığını tehdit etmektedir. Giderek daha sıkı hale gelen ve gelecek yıllarda yürürlüğe girecek Euro VII emisyon düzenlemeleri sebebiyle; araç üreticileri, pazar gereksinimlerini karşılarken NOx emisyonunun sınırlandırılması için yenilikçi çözümler bulmak zorunda kalmaktadırlar. Bu çalışmada 4 zamanlı, 4 silindirli 2 litre hacimli dizel motoru ile çoklu püskürtme stratejileri uygulanarak NOx emisyonun doğrusal olmayan davranışı ve yakıt tüketimi Gaussian regresyon metodu ile modellenmiş ve dinamometre test düzeneğinde deneysel olarak test edilmiştir. Bu süreçte çoklu püskürtme stratejisinin NOx emisyonuna etkisini gözlemlemek amacıyla test düzeneğinde DoE adı verilen yöntem ile 2119 motor çalışma noktasında gerçek zamanlı ölçümler alınıp, kara kutu istatiksel modeli oluşturulmuştur. Gaussian regresyon metodu test dizayn noktalarında, NOx ve CO2 oluşumu gibi doğrusal olmayan tepkiler için bile motor özelliklerini doğru tahmin edebildiğini göstermiştir. Oluşturulan model ile incelenen 200 nokta içerisinden 9 nokta seçilmiş ve test düzeneğinde çoklu püskürtme stratejilerinin etkileri deneysel olarak da incelenmiştir. Testlerin neticesinde, ön püskürtme ve ana püskürtmenin, tek ana püskürtme konfigürasyonuna göre NOx'u %11,6 oranında azalttığı tespit edilmiştir. Buna karşılık yakıt tüketiminin %1,5 artış gösterdiği görülmektedir. İki aşamalı ön püskürtme ve ana püskürtmenin birlikte olduğu konfigürasyon, sadece ana püskürtmenin olduğu konfigürasyona göre NOx emisyonu %16 azaltmaktadır. Buna karşılık yakıt tüketiminin %3,2 oranında arttığı görülmektedir. Bu sonuçlar neticesinde, dizel araçlarda sera gazı etkisi de incelenmiştir. CO2 bir sera gazıdır. Fakat dizel araçlar sera gazına etkisi olan farklı emisyonlar üretebilirler. Sera gazına etkisi olan bir diğer emisyon N2O'dur. Dizel araçlarda egzoz sisteminde farklı SCR kullanımı egzoz çıkışında farklı N2O konsantrasyonları ile sonuçlanabilir. Yapılan kabuller ile birlikte sistemde motor ve zeolit bazlı SCR kullanılması durumunda, sistemde sadece motor olması durumuna göre N2O gazı, %16 artmıştır. Çoklu püskürtme stratejisi kullanıldığında ise N2O'nun yarattığı sera gazı etkisinin azaltıldığı, CO2'nun yarattığı sera gazı etkisinin arttığı gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Today, one of the most important causes of air pollution is originating by diesel engines and threates human health. Due to new regulations that will come into effect in coming years, manufacturers have to find innovative solutions to limit NOx emissions. In this study, the nonlinear behavior of NOx emission and fuel consumption were modeled by Gaussian method by applying multiple injection strategies with a 2L diesel engine and experimentally tested on dynamometer. In this process, in order to observe effect of multiple injection strategy on NOx emission, real-time measurements were taken at 2119 operating points with DoE method. Gaussian method has shown that it can accurately predict engine properties at test design points. With created model, 9 points were selected from 200 points examined and effects of multiple injection strategies were also examined experimentally. Consequently, it was determined that pilot and main injection reduced NOx by %11,6 compared to only main injection configuration. But, it is seen that fuel consumption increased by %1,5. Two-stage pilot and main injection configuration reduces NOx emissions by %16 compared to only main injection configuration. But, it is seen that it increases the fuel consumption by %3,2. As a result of these results, the greenhouse gas effect in diesel systems was also investigated. CO2 is a greenhouse gas. However, diesel systems can produce different emissions that have an effect on greenhouse gases. Another emission that has an effect on greenhouse gas is N2O. The use of different SCR in exhaust system of diesel systems may result in different N2O concentrations in exhaust oulet. In case of using motor and zeolite-based SCR in system together, N2O gas increased by %16 compared to case of only engine in system.

Benzer Tezler

  1. Partially premixed charge compression ignition engine optimization

    Kısmı ön karışım dolgulu sıkıştırma ateşlemeli motor optimizasyonu

    CENGİZHAN CENGİZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH ÖZEN ÜNVERDİ

  2. Dizel motorlarda çoklu yakıt püskürtme stratejisinin deneysel belirlenmesi ve modellenmesi

    Experimental determination and modelling of the multiple fuel injection strategy in diesel engines

    ERDOĞAN GÜNER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR BAKIRCI

    PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ

  3. Dizel motorlarda çoklu ön püskürtme stratejilerinin performans ve emisyon açısından optimizasyonu

    Performance and emission optimization of multiple pilot injection strategies in diesel engines

    MURAT GÜLER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Mühendislik BilimleriYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUAMMER ÖZKAN

  4. NVH evaluation of a high pressure fuel pump mbd modelwith the consideration of internal hydraulic effects and valve train system excitation parameters

    Yüksek basınç yakıt pompasının çalışmasından kaynaklı hidrolik etkileri ve subap tahrik sistemi parametreleri dikkate alınarak dinamik modelinin titreşim analizi

    YAHYA SAHİP

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUĞAN

  5. Bulanık mantık yöntemi ile jeneratörlerde devir kontrolü ve yük paylaşımı için elektronik governör tasarımı ve uygulaması

    The design and application of electronic governors for speed control and load balancing in generators by using fuzzy logic technique

    ŞABAN BÖYÜK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KORAY TUNÇALP