İçten yanmalı motorlarda yanma karakteristikleri ile ilgili literatür çalışmaları
İçten yanmalı motorlarda yanma karakteristikleri, egzoz emisyonlarının yorumlanmasında ve motor performansının belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Yanma karakteristikleri, özellikle motor tasarımı, alternatif yakıt çalışmaları ve yakıt püskürtme sistemleri ile ilgili yapılan araştırmalar için önemli bir parametredir. Yanma karakteristikleri; maksimum silindir dolgu basıncı ve krank açısı cinsinden yeri, ısı dağılımı eğrisi, yanma ve püskürtme zamanlarına bağlı olarak elde edilen tutuşma gecikmesi, toplam yanma süresi ve ani yanma süresi olarak incelenmektedir. Bu parametreler, motor çalışma şartlarına, yanma odası tasarımına, motor ek sistemlerine (turboşarj, intercooler vb. gibi), yakıt tipi ve özelliklerine, püskürtme zamanı ve basıncına bağlı olarak değişmektedir.
İçten yanmalı motorlar konusunda literatür incelendiğinde, motor tipine, kullanılan yakıta ve motor çalışma şartlarına bağlı olarak farklı yapıda yanma karakteristikleri ortaya çıkabilmektedir.
Qi ve ark. dizel yakıtı kullanarak %30 ve %60 gaz kolu açıklığında 1500 ve 2000 d/d’de tek silindirli direkt püskürtmeli bir dizel motorun yanma karakteristiklerini incelenmişlerdir. Araştırmacılar yaptıkları çalışmada, silindir dolgu basıncının motor yükünün artışına bağlı olarak arttığını belirlemişlerdir. Gaz kolu %30 açık olduğunda motor devrinin artışıyla silindir dolgu basıncının azaldığını, gaz kolu %60 açık olduğunda ise motor devrinin artışıyla silindir dolgu basıncının artığını gözlemlemişlerdir. Aynı çalışmada, ısı dağılımı değerinin motor yükünün artmasıyla beraber arttığını, bunun yanı sıra tutuşma gecikmesinin motor devrinin artışıyla krank açısı (KA) cinsinden artığını ve toplam yanma süresinin motor devrinin artışıyla bir miktar azaldığını gözlemlemişlerdir.
Selim ve ark., ön yanma odalı, tek silindirli bir dizel motorda petrol kökenli bir yakıt kullanarak yanma karakteristiklerini, 1000-2000 d/d arasında ve 6 farklı devir sayısında ve 15 Nm sabit yük ile 1200 d/d sabit hız ve beş farklı yük için incelemişlerdir. Bu araştırmacılar, motor devrinin azalmasıyla, tutuşma gecikmesinin arttığını belirlemiş ve KA cinsinden maksimum basıncın yeri 1700 d/d’ye kadar ÜÖN’ye yaklaştığını, daha sonraki devirlerde ise bu noktadan (ÜÖN) uzaklaştığını tespit etmişlerdir.
Kumar ve ark., tek silindirli direkt püskürtmeli bir dizel motorda petrol kökenli dizel yakıtı kullanarak yaptıkları çalışmada, (1500 d/d sabit hız ve sekiz farklı yük için) motor yükünün artmasıyla silindirin içindeki dolgu basıncının arttığını, KA cinsinden tutuşma gecikmesinin azaldığını ve yanma süresinin arttığını gözlemlemişlerdir.
Huang ve ark., bir dizel motorun, dizel yakıtı kullanarak yanma karakteristiklerini, farklı püskürtme derecelerine bağlı olarak belirlemişlerdir. 1500 ve 2000 d/d ve iki farklı yükte tutuşma gecikmesinin, motor yükünün azalması ve motor devrinin artışıyla, KA cinsinden arttığı tespit edilmiştir. Aynı çalışmada toplam yanma süresinin motor yükünün artmasıyla beraber arttığı bildirilmiştir.
Xing ve ark., direkt püskürtmeli bir dizel motorda ve dizel yakıtı kullanarak 3400 d/d sabit hız ve farklı yükler için yanma karakteristiklerini incelemişlerdir. Yaptıkları bu çalışmada, yanma başlangıç noktalarının motor yükünün artışıyla daha erken gerçekleştiğini ve toplam yanma süresinin ise motor yükünün artışıyla beraber arttığını tespit etmişlerdir. Zhang ve ark., tek silindirli direkt püskürtmeli bir dizel motorda petrol kökenli dizel yakıtı kullanarak 1800 ve 2000 d/d sabit hız ve üç farklı motor yükü için yaptıkları çalışmada, maksimum ısı dağılımının motor yükünün artmasıyla arttığını ve yanma başlangıçlarının motor yükünün artışıyla daha erken gerçekleştiğini ifade etmişlerdir.
Kaynak: Ali Türkcan, Mustafa Çanakçı, Ahmet Necati Özsezen ve Cenk Sayın’ın “Bir Dizel Motorda Yanma Karakteristiklerinin İncelenmesi” (Fırat Üniv. Mühendislik Bilimleri Dergisi 21 (1), 1-10, 2009) konulu makalesinden derlenmiştir.
