İzopropanol ve Heptan Karışım Yakıtları Kullanılan HCCI Bir Motorda Performans Yanma ve Emisyon Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi

Experimental Investigation of Performance Combustion and Emission Characteristics in an HCCI Engine Fuelled Isopropanol and Heptane Fuel Mixtures

Özet

Bu çalışmada tek silindirli, port enjeksiyon sistemine sahip HCCI bir motorda, izopropanolün yanma ve egzoz emisyonlarına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler 1000 min-1 motor hızında ve 60 oC emme havası giriş sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada saf n-heptan ve n-heptan izopropanol yakıt karışımları (ip25 ve ip50) kullanılmıştır. Silindir içi basınç, ısı dağılımı, yanma başlangıcı, yanma süresi, basınç artış oranı ve egzoz emisyonları incelenmiştir. Tüm test yakıtlarında da karışımın fakirleşmesiyle silindir içi basınç ve ısı dağılımının azaldığı tespit edilmiştir. N-heptan yakıtına izopropanol ilavesi yanma başlangıcının gecikmeye alınmasına ve yanma süresinin uzamasına neden olmuştur. En yüksek indike termik verim ip25 yakıtı kullanımında HFK’nın 2,4 oldu şartlarda % 43,27 olarak tespit edilmiştir. İp25 ve ip50 yakıtları kullanımında n-heptan yakıtına göre CO emisyonları sırası ile %22,7 ve %62,1 oranında kötüleşmiştir. Bununla birlikte HC emisyonları sırası ile %8,8 ve %12 oranında artış göstermiştir. N-heptan yakıtına izopropanol ilavesi, basınç artış oranının azalmasını sağlamıştır. Böylece kendiliğinden gerçekleşen HCCI yanması kontrol altına alınmıştır.

Abstract

In this study, the effect of isopropanol on combustion and exhaust emissions was investigated experimentally in a single cylinder HCCI engine with port injection system. The experiments were carried out at 1000 min-1 engine speed and 60 oC intake air temperature. Pure n-heptane and n-heptane isopropanol fuel mixtures (ip25 and ip50) were used in the study. In-cylinder pressure, heat release rate, start of combustion, combustion duration, pressure rise rate and exhaust emissions were examined. It was determined that in-cylinder pressure and rate of heat release decreased while the mixture getting leaner with all test fuels. The addition of isopropanol to nheptane fuel led to delayed start of combustion and prolonged combustion duration. The maximum indicated thermal efficiency was obtained as 43.27 % at 2.4 lambda with ip25 fuel. The use of ip25 and ip50 fuels compared to n-heptane, the CO emissions worsened by 22.7% and 62.1%, respectively. However, HC emissions increased by 8.8% and 12%, respectively. The addition of isopropanol to the n-heptane fuel resulted in reduced pressure rise rate. Thus, spontaneous HCCI combustion is controlled.