Dizel motorlarında ısı salımının azot oksit emisyonlarına etkisinin teorik ve deneysel olarak araştırılması

Abstract

Dizel motoru ile tahrik edilen taşıtlar, verimlilikleri nedeniyle günümüzde önem kazanmışlardır. Taşıt kaynaklı kirlilik sorunu ise hâlihazırda çözümlenememiş problemler içerisinde birincil düzeydedir. Azot oksitler regülasyonlar ile sınırlanmış kirleticilerdir ve gelecekte Euro-6 emisyon sınırlaması kapsamında, dizel motorlarında azaltılması zorunlu tutulmuştur. Doktora tezinin amacı, dizel motorlarında yanmaya bağlı ısı salım oranının azot oksit emisyonları üzerindeki etkisinin araştırılması ve modellenmesidir. Isı salım oranının değişiminin silindir içi basıncına etkisini elde edebilmek için, boyutsuz ve çok bölgeli bir termodinamik model geliştirilmiştir. Yanmanın simülasyonunda çift Wiebe ısı salımı modeli kullanılmıştır. Azot oksit emisyonlarının simülasyonunda ise genişletilmiş Zeldovich modeli ve kısmi denge yaklaşımı kullanılmıştır. Model kalibrasyonu için, ortak hat yakıt püskürtme sistemine sahip, çok silindirli, ticari bir dizel motoru deney motoru olarak tercih edilmiştir. Motor performans değerleri ve emisyonlar, farklı ön püskürtme miktarları ve püskürtme avansları için ölçülmüştür. Isı salımı oranının değişimi, her deney şartı için silindir içi basıncı analiz edilerek elde edilmiştir. Model kalibrasyonunun sonrasında, çok bölgeli termodinamik model, deneysel sonuçlarla %97'nin üzerinde uygunluk göstermiştir. Bununla birlikte azot oksit modeli ise yeterli doğrulukta tahminler üretmiştir.