Hidrojen Kullanılan Ortak Hat Yakıt Püskürtme Sistemli Bir Dizel Motorda Çevrimsel Yanma Değişimlerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, yüksek basınçlı yakıt püskürtme teknolojisine sahip dört silindirli bir dizel motorda hidrojen gazı emme kanalından fumigasyon yöntemiyle silindirlere verilerek sabit devirde (1750 d/dak) iki farklı motor yükünde (60 Nm ve 100 Nm) test edilmiştir. Hidrojen debisi, dakikada 10 litreden (H10) 50 litreye (H50) kadar 10 l/dak’lık artışlarla değiştirilmiştir. Yapılan yanma analizinde 200 çevrim için standart sapma ve çevrimsel değişim katsayıları incelendiğinde; 100 Nm’de krank açısına bağlı olarak silindir basıncında en az çevrimsel değişim H30 ve H40 oranlarında elde edilmiştir. Test motoru, düşük yükte çalıştırıldığında artan hidrojen miktarıyla birlikte maksimum silindir basıncının ve maksimum yanma sıcaklığının tüm çevrimlerde daha erken oluştuğu belirlenmiştir. 60 Nm’de en yüksek silindir basıncı H50 ile 365o krank açısında 82,97 bar, 100 Nm’de dizel ile 374o krank açısında 109,32 bar olarak belirlenmiştir. Düşük motor torkunda, H20 ile 375o krank açısında 38,01 J/o olarak elde edilen ısı dağılım oranı, yüksek torkta H50 ile 377o krank açısında 70,39 J/o olarak elde edilmiştir. Maksimum ısı dağılımı oranı değerleri tüm çevrimler için düşük yükte 371-377o krank açısı aralığında değişirken, tork artışıyla birlikte değerler daha geniş bir krank açısı aralığında (370-379o krank açısı) elde edilmiştir. En yüksek yanma sıcaklıkları, düşük yükte H20 ile 390o krank açısında 1571 K değerinde elde edilirken, yüksek torkta 392o krank açısında H50 ile 2449 K değerinde elde edilmiştir. Aynı zamanda, 200 çevrim boyunca en yüksek sıcaklıklar düşük yükte 388-392o krank açısı aralığında değişirken, yüksek yükte daha geniş krank açısı aralığında (386-393o krank açısı) değişmiştir. Ortalama indike basınç ve maksimum silindir basıncı için çevrimsel değişim katsayıları 100 Nm’de H50 çalışması haricinde tüm çalışma koşulları için %3’ün altında kalmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, belirli çalışma şartları altında hidrojenin ortak hatlı dizel motorda çevrimsel değişimlerin azalmasına katkı sağladığı tespit edilmiştir.