Doğalgazlı Buji Ateşlemeli Direkt Enjeksiyonlu Bir Motorda Erken ve Geç Ateşlemenin Yanma ve Emisyon Oluşumuna Etkisi

Bu çalışmada doğalgazla çalışan direkt enjeksiyonlu benzinli bir motorda ateşleme zamanının yanma ve emisyonlar üzerine etkileri incelenmiştir. Farklı ateşleme zamanları için motorun 3000 devir şartlarında simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Yanma karakteristikleri ve emisyon oluşumlarını incelemek için üç boyutlu hesaplamalı akışkanlar mekaniği kodu olan ANSYS-Forte 19.0 kullanılmıştır. Tüm simülasyonlar farklı ateşleme zamanları için gaz kelebeğinin tam açık konumunda tekrarlanmıştır. Erken ateşleme zamanlamasında silindir içi basıncın yükseldiği görülürken, HC ve CO emisyonlarında düşüş gözlenmiştir. Ayrıca, erken ateşleme şartlarında düşen HC ve CO emisyonlarına rağmen NOx emisyonlarında artış görülmüştür. Sonuç olarak doğalgazlı motorlarda erken ateşleme zamanında daha yüksek yanma verimi elde edilmiştir.

Effect of Early and Late Ignition on Combustion and Formation of Emissions in a Natural-Gas Fuelled Spark-Ignited Direct-Injection Engine

The effect of spark timing on combustion and emissions of a natural gas fuelled direct injection spark ignition engine was investigated. The engine was simulated at 3000 rpm with different ignition timing. The three-dimensional computational fluid dynamics software ANSYS-Forte 19.0  was  used to investigate the combustion characteristic and formation of emissions.  All simulations were occurred under wide throttle open with different ignitions timing. The peak cylinder pressure increased with early spark timing. The spark timing also caused  HC and CO emissions to decrease for early spark timing. Furthermore, the NOx emissions remarkably ascended while the CO and HC emissions significantly declined with early ignition timing. As a result, higher combustion efficiency was obtained at early ignition timing for natural gas engine.

___

  • [1] J. Liu ve C. E. Dumitrescu, “Combustion partitioning inside a natural gas spark ignition engine with a bowl-in-piston geometry”, Energy Conversion and Management, c. 183, ss. 73–83, 2019.
  • [2] A. Suyabodha, “Comparison the Rate of Energy Consumption between Gasoline95 and LPG in Spark Ignition Engine under Real Driving Conditions”, Energy Procedia, c. 118, ss. 164-171, 2017.
  • [3] J. Lee, C. Park, Y. Kim, Y. Choi, J. Bae, B. Lim, “Effect of turbocharger on performance and thermal efficiency of hydrogen-fueled spark ignition engine”, International Journal of Hydrogen Energy, c. 44 s. 8, ss. 4350-4360, 2019.
  • [4] Nidhi, K. A. Subramanian, “Experimental investigation on effects of oxygen enriched air on performance, combustion and emission characteristics of a methanol fuelled spark ignition engine”, Applied Thermal Engineering, c.147, ss. 501-508, 2019.
  • [5] P. Chansauria ve R. K. Mandloi, “Effects of Ethanol Blends on Performance of Spark Ignition Engine-A Review”, Materials Today: Proceedings, c. 5 s. 2, ss. 4066-4077, 2018.
  • [6] K. N. Duc, V. N. Duy, L. Hoang-Dinh, T. N. Viet, T. Le-Anh, “Performance and emission characteristics of a port fuel injected, spark ignition engine fueled by compressed natural gas”, Sustainable Energy Technologies and Assessments, c. 31, ss. 383–389, 2019.
  • [7] L. Chen, H. Wei, R. Zhang, J. Pan, L. Zhou, D. Feng, “Effects of spark plug type and ignition energy on combustion performance in an optical SI engine fueled with methane”, Applied Thermal Engineering c.148, ss.188–195, 2019.
  • [8] M. Z. Gül, H. Köten, M. Yılmaz, H. Savcı, “Advanced numerical and experimental studies on CI engine emissions”, Journal of Thermal Engineering, c. 4, ss. 2234-2247, 2018.
  • [9] C. Gong, Z. Liu, H. Su, Y. Chen, J. Li, F. Liu, “Effect of injection strategy on cold start firing, combustion and emissions of a LPG/methanol dual-fuel spark-ignition engine”, Energy, c.178, ss.126-133, 2019.
  • [10] A. O. Hasan, H. Al-Rawashdeh, A. H. Al-Muhtaseb, A. Abu-jrai, R. Ahmad and J. Zeaiter, “Impact of changing combustion chamber geometry on emissions, and combustion characteristics of a single cylinder SI (spark ignition) engine fueled with ethanol/gasoline blends”, Fuel, c. 231, ss. 197–203, 2018.
  • [11] X. Duan, Y. Li, J. Liu, G. Guo, J. Fu, Q. Zhang, S. Zhang and W. Liu, “Experimental study the effects of various compression ratios and spark timing on performance and emission of a lean-burn heavy-duty spark ignition engine fueled with methane gas and hydrogen blends”, Energy, c. 169, ss. 558-571, 2019.
  • [12] W. Shi, X. Yu, H. Zhang and H. Li, “Effect of spark timing on combustion and emissions of a hydrogen direct injection stratified gasoline engine”, International Journal of Hydrogen Energy, c. 42, ss. 5619-5626, 2019.
  • [13] C. Gong, Z. Li, Y. Chen, J. Liu, F. Liu and Y. Han, “Influence of ignition timing on combustion and emissions of a spark-ignition methanol engine with added hydrogen under lean-burn conditions”, Fuel, c. 235, ss. 227–238, 2019.
  • [14] ANSYS Forte User’s Guide, 2018.
  • [15] ANSYS Forte Theory Manuel, 2018.
  • [16] S. Aljamali, S. Abdullah, W. M. F. W. Mahmood and Y. Ali, “Effect of fuel injection timings on performance and emissions of stratified combustion CNGDI engine”, Applied Thermal Engineering, c.109, ss. 619–629,2016.
  • [17] J. Liu and C.E. Dumitrescu, “3D CFD simulation of a CI engine converted to SI natural gas operation using the G-equation”, Fuel, c. 232 ss. 833-844, 2018.
  • [18] X. Duan, Y. Li, J. Liu, G. Guo, J. Fu, Q. Zhang, S. Zhang and W. Liu, “Experimental study the effects of various compression ratios and spark timing on performance and emission of a lean-burn heavy-duty spark ignition engine fueled with methane gas and hydrogen blends”, Energy, c. 169, ss. 558-571, 2019.
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Biyomalzemeler ile İmplant Üretimi Sürecinin Biyotriboloji Yönünden Değerlendirilmesi

Hatice AKÇA, Osman İYİBİLGİN, Engin GEPEK

Kolin Tespiti İçin Moleküler Baskilama Tabanli Biyosensör Geliştirilmesi

Tuğçe POLAT, Melahat Sevgül BAKAY, Feride Şermin UTKU, Adil DENİZLİ

DP600 Çeliğine Uygulanan Kesme ve Hassas Kesme İşleminin Sonlu Elemanlar Yöntemi Kullanılarak İncelenmesi

Fatih HELİMERGİN, Nuri ŞEN

Isı ve Farklı Dozlarda Gama Işınları ile Polimerize Edilen Polietilen Fiberle Güçlendirilmiş Akrilik Rezinlerdeki Artık Monomer Miktarının HPLC ile Belirlenmesi

Ümit ERGUN, Hakan ÜNSAL, Ece ERGUN, Betül KALIPÇILAR

Düzce İl Merkezi Semt Pazarlarındaki Bitkilerin Etnobotanik Açıdan İncelenmesi (Karadeniz Bölgesi, Türkiye)

Betül Özvatan, Ernaz Altundağ Çakır, Leman Kutlu

Sıçanlarda 2,3,7,8-Tetraklorodibenzo-P-Dioksin (TCDD) 'nin Neden Olduğu Hepatoksisite ve Nefrotoksisite Üzerine Protokateşik Asitin (PCA) Rolü

Ahmet SAVCI, İlknur ÖZDEMİR

Titanyum Karbür (TiC) Takviyeli Epoksi ile Güçlendirilmiş Hibrit Kompozitlerin Çarpma Davranışının Deneysel ve Sayısal İncelenmesi

Mehmet Fahri SARAÇ, Mustafa Reşit USAL, Mustafa TAŞLIDERE

Su Ürünleri Mühendisliği’nde Donanımlı Dalışın İş Sağlığı ve Güvenliği Açısından Değerlendirilmesi

Hasan CERİM, Ozan SOYKAN, Anıl GÜLŞAHİN

Trace Metal Profiles of Human Hair and Nail Samples Collected from Urban and Rural Areas of Zonguldak, Turkey

Muhammet ÖREN, Hasan ÇABUK, Mevlüt ALATAŞ, Güray UYAR, Aysel UYAR

Küçük ve Orta Ölçekli İşletmelerde E-Tedarik Zincirinin Benimsenmesinde Etkili Olan Faktörlerin Değerlendirilmesi

Tamer EREN, Osman ALKAŞ, Şeyda GÜR