Effects of water injection on a partially ceramic coated piston spark plug ignition engine

Abstract

Yanma odasından dışarıya transfer edilen ısı miktarı yanma verimini direkt etkilemektedir. Isı transfer miktarının artması yanma verimini azaltmaktadır. Motorlarda termal kaplama yöntemleri ile ısı transfer miktarı azaltılarak yanma verimi artmaktadır. Fakat yanma odasının tamamının termal malzeme ile kaplanması buji ateşlemeli motorlarda vuruntu temayülünün artmasına ve emisyon değerlerinin kötüleşmesine neden olmaktadır. Vuruntu temayülünün ve emisyon değerlerinin azaltılmasında en etkiyi yöntemlerinden biri de su-buhar enjeksiyon yöntemidir. Su enjeksiyon yöntemi ile motor performans parametrelerinde kötüleşme olmadan emisyon değerleri kayda değer oranlarda azaltılabilmektedir. Çalışmada, motor verimini arttırmak için piston üst yüzeyi ısı rezervi yüksek MgOZrO2 seramik malzeme ile kısmi kaplanmıştır. Kaplamalı motora, anlık yakıt tüketiminin %10, %20 ve %30 kütlesel oranlarında emme manifolduna su püskürtülmüştür. İki yöntem aynı anda kullanılarak performans parametreleri ve egzoz emisyonlarında iyileşmeler elde edilmiştir. TBL pistonlu motorda güç, tork, özgül yakıt sarfiyatı, efektif verim ve HC emisyonları iyileşirken NOx emisyonları artmaktadır. Emme manifolduna su enjeksiyon yapılması durumunda ise performans parametrelerinde kötüleşme olmadan artan NOx emisyonları azalmaktadır. % 20 su püskürtme oranında motor torku ve efektif güçte % 4,1, özgül yakıt sarfiyatında, %3,8 ve efektif verimde %3,9 oranlarında iyileşmeler saptanmıştır. NOx emisyonlarında %30 su püskürtme oranında standart motor verilerine göre %20 oranında azalma elde edilmiştir. Ayrıca %20 su püskürtme oranında HC emisyonlarında % 33’e varan oranlarda azalmalar saptanmıştır.