Buji ateşlemeli motorlarda türbülanslı jet ateşleme sisteminin teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of turbulent jet ignition system in spark ignition engines
- Tez No: 995934
- Danışmanlar: PROF. DR. NAZIM USTA, PROF. DR. ÖZER CAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Enerji, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Energy, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Türbülanslı jet ateşleme (TJI), buji ateşlemeli (SI) motorların fakir yanma çalışma sınırını genişletmek için kararlı ateşlemeyi destekleyen ve yanma sürecini hızlandıran umut verici bir yaklaşımdır. Bu yaklaşımın temel faydaları özel motor uygulamalarıyla ortaya konmuş olsa da mevcut ticari motorlarda uygulanmasının optimize edilmesine yönelik bir geçiş süreci büyük önem taşımaktadır. Bu tez, fakir yanma koşullarında ortaya çıkan ateşleme zorluklarını ve çevrimsel kararsızlıkları azaltmayı hedefleyen yeni tasarlanmış bir TJI sistemin, ticari bir SI motorda uygulanması üzerine çalışmaları içermektedir. Literatürdeki öneriler ve imalat kısıtlamaları doğrultusunda ön yanma odası, ana yanma odası hacminin % 3,6'sına karşılık gelen 2 cm³ hacimde tasarlanmıştır. Her biri altı nozula sahip üç farklı geometride pasif TJI (PTJI) adaptörü tasarlanarak imal edilmiş olup, nozul çapları sırasıyla 1,00 mm (PTJI 1), 1,25 mm (PTJI 2) ve 1,50 mm (PTJI 3) olarak belirlenmiştir. Ayrıca, PTJI modla karşılaştırmalı analiz amacıyla, 1,00 mm çapında altı nozul içeren bir aktif TJI (ATJI) adaptör de üretilmiştir. SI, PTJI ve ATJI modları, farklı hava fazlalık katsayıları (λ) altında ve farklı motor hızlarında, yanma karakteristikleri, motor performansı ve emisyonlar açısından incelenmiştir. Geleneksel SI modu ile karşılaştırıldığında, PTJI modunda çalışma aralığı λ = 1,2'den λ = 1,5'e kadar genişletilmiş ve yanma kararlılığı iyileştirilmiştir. Aynı λ koşulları altında ATJI'nın, PTJI'ya kıyasla daha yüksek bir kararlılık sergilediği ve kararsız çalışmaya daha kademeli bir geçiş yapabildiği tespit edilmiştir. Eş zamanlı olarak, yanma ve akış dinamiklerine daha derinlemesine bir bakış sağlamak amacıyla SI ve PTJI modları için ANSYS Forte kullanılarak sayısal model çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Turbulent jet ignition (TJI) is a promising approach for extending the lean-burn operating limit of spark-ignition (SI) engines by promoting stable ignition and accelerating the combustion process. Although special engine applications have established the fundamental benefits of this approach, a transition toward optimizing its implementation within existing commercial engines is essential. This thesis evaluates the implementation of a new designed TJI system in a commercial SI engine, specifically targeting the mitigation of ignition challenges and cyclic instability inherent in lean-burn operation. In accordance with literature recommendations and production constraints, the pre-chamber was designed with a volume of 2 cm³, corresponding to 3.6 % of the main chamber volume. Three passive TJI (PTJI) adaptors were manufactured, each featuring six nozzles with diameters of 1.00 mm (PTJI 1), 1.25 mm (PTJI 2), and 1.50 mm (PTJI 3). Additionally, an active TJI (ATJI) variant was produced, incorporating six nozzles with 1.00 mm diameters for comparative analysis with the PTJI mode. The SI, PTJI and ATJI modes were evaluated in terms of combustion characteristics, engine performance, and emissions at different engine speeds under different excess air ratios. Compared with conventional SI mode, the operating range of PTJI mode was extended from λ = 1.2 to λ = 1.5, with improved combustion stability. Under identical λ conditions, the ATJI system demonstrated superior combustion stability and a more progressive transition toward the lean-stability limit compared to the PTJI mode. Concurrently, numerical simulations were conducted for both SI and PTJI modes using ANSYS Forte to provide deeper insights into the combustion and flow dynamics.
Benzer Tezler
- Numerical and experimental study of turbulent jet ignition method on wankel engine with passive pre-chamber
Türbülanslı jet tutuşturma yönteminin wankel motorunda pasif ön yanma odası ile numerik ve deneysel çalışması
HARUN DİLLİCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Buji ateşlemeli motorlarda segman boşluğu hidrokarbon emisyonlarının matematik modeli
A Mathematical model of piston crovice hydrocarbon spark ignition engine
AHMET MURAT YILDIRIM
Doktora
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SÜRMEN
- Buji ateşlemeli motor silindirinde akışın ve yanmanın sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and combustion in a spark ignition engine cylinder
NUREDDİN DİNLER
Doktora
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NURİ YÜCEL
- İçten yanmalı motorlarda farklı yanma odası geometrilerinin performans ve emisyonlara etkisi
The effects of different combustion chamber geometries on the performance and emissions of a internal combustion engine
ABDURRAHMAN DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Motorlarda yanma süresi hesabına politropik üs seçiminin ve basınç ölçüm sensörünün etkisi
The effect of polytropic exponent selection and pressure transducer on burn duration calculation in engines
FERHAT YÜKSEL KÜÇÜKKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Otomotiv MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN EMRE DOĞAN