SEARCH RESULT

Abstract: In this study, effects of injection variations and exhaust gas recirculation (EGR) on homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion of gasoline-methanol blends were investigated through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations performed in AVL Fire. For experiments, a single-cylinder diesel engine was converted to an electronically controlled DI-HCCI engine by means of applying two stage direct injection (TSDI) strategy. As a part of TSDI strategy, the first injection was applied in early intake stroke and the second injection was applied in late compression stroke. The test fuels were selected as pure gasoline and two different gasoline methanol blends, namely M10 and M20. The effects of second injection timing variations and external EGR on HCCI combustion characteristics and emissions were investigated through CFD method at constant engine speed and high equivalence ratio for the same energy input of each fuel. CFD simulation results were compared with the experimental results including combustion characteristics such as cylinder gas pressure, heat release rate, maximum cylinder gas temperature (Tmax) and emissions of CO and NOx. Effects of injection variations, EGR and fuel blends on HCCI combustion were analyzed via in-cylinder temperature distribution and NO mass fraction images. It was seen from both experimental and CFD studies that combustion phase and pollutant formation can be controlled by selecting proper injection timing and EGR rate. Retarding the second injection timing and application of EGR caused to reduction in cylinder gas pressure, temperature and NOx emissions. Özet: Bu çalışmada, II. enjeksiyon zamanı değişimi ve dış egzoz gazı geri kazanımının (EGR), benzin-metanol yakıt karışımları kullanılan HCCI bir motordaki yanma üzerine etkileri AVL Fire programında gerçekleştirilen Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) simülasyonları ile incelenmiştir. Deneysel çalışma için tek silindirli dizel bir motor, çift kademeli direkt enjeksiyon stratejisi (TSDI) uygulanarak elektronik olarak kontrol edilen DI-HCCI motora dönüştürülmüştür. TSDI stratejisi kapsamında, ilk enjeksiyon emme zamanı başlarında, II. enjeksiyon ise sıkıştırma zamanı sonlarında uygulanmıştır. Test yakıtları olarak saf benzin ve iki farklı benzin-metanol karışımı, M10 ve M20, kullanılmıştır. II. enjeksiyon zamanı değişimi ve dış EGR’nin HCCI yanma karakteristikleri ve emisyonları üzerine etkileri sabit motor devri, her yakıt için aynı miktarda enerji girişi ve yüksek eşdeğerlik oranında CFD metodu ile incelenmiştir. Silindir gaz basıncı, ısı dağılım oranı ve maksimum ortalama silindir gaz sıcaklığı (Tmaks) gibi yanma karakteristikleri ile CO ve NOx emisyonlarını içeren CFD simülasyon sonuçları deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Enjeksiyon zamanı, EGR ve yakıt karışımlarının HCCI yanma üzerindeki etkileri silindir içi sıcaklık dağılımı ve NO kütle oranı görüntüleri üzerinden incelenmiştir. Deneysel ve CFD çalışmalarından, uygun enjeksiyon zamanı ve EGR oranı seçimi ile yanma fazı ve kirletici gaz oluşumunun kontrol edilebileceği görülmüştür. II. enjeksiyon zamanının geciktirilmesi ve EGR kullanılması silindir gaz basıncı, sıcaklık ve NOx emisyonunun azalmasına neden olmuştur.

International Combustion Symposium
INCOS2018

Mustafa Deniz Altinkurt Ali Turkcan Mustafa Canakci

Biodiesel is a renewable alternative diesel fuel which can be produced from different feedstocks via different types of alcohols and catalysts. Alcohol type directly affects the fuel properties of the produced biodiesel. Different fuel characteristics may result in different performance, combustion and injection parameters in the diesel engines. Therefore, in this study, pure diesel fuel and two different esters produced via ethanol and methanol were used as test fuels in a common rail direct injection (CRDI) diesel engine under five different engine loads (BMEP: 3.3, 5.0, 6.6, 8.3 and 9.9 bar) and the medium engine speed (2000 rpm) test conditions. Detailed and comparative injection and combustion characteristics of these test fuels were investigated. According to the test results, maximum cylinder pressure and heat release of ethyl and methyl esters were generally higher than those of diesel fuel. Fuel injection characteristics changed with the fuel type and engine load.

International Combustion Symposium
INCOS2018

Mustafa Canakci Ertan Alptekin Huseyin Sanli

Abstract: In this study, the effects of intake charge temperature, alcohol-gasoline blends and engine speed on the direct injection HCCI engine were experimentally investigated. A single-cylinder diesel engine was converted to direct-injection HCCI engine which has applied two stage direct injection strategy and intake charge temperatures determined as 100, 120 and 140 oC for current experimental study. Pure 97 octane gasoline and alcoholgasoline blends prepared at different mass ratios were used as test fuels. The combustion phases occurred early crank angle and maximum heat release rate increased with increase in intake charge temperature and alcohol content in the blends. Furthermore, cylinder gas pressure increased with increase in ethanol content while decreased with methanol content in the blends at 140 oC intake charge temperature condition. The values of the coefficient of variation in maximum cylinder gas pressure (Pmax) (COVPmax) and coefficient of variation in indicated mean effective pressure (imep) (COVimep) of the pure gasoline and ethanol-gasoline blends significantly increased with decrease in engine speed while these values importantly decreased with increase in intake charge temperature. Özet: Bu çalışmada direkt enjeksiyonlu HCCI bir motorda emme havası giriş sıcaklığı, alkol-benzin karışımları ve motor devrinin düşük yüklerde HCCI yanma karakteristikleri üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışma için tek silindirli dizel bir motor, direkt enjeksiyonlu HCCI motora dönüştürülmüş ve çift kademeli direkt enjeksiyon stratejisi uygulanmış ve emme havası giriş sıcaklıkları 100, 120 ve 140 oC olarak belirlenmiştir. Test yakıtı olarak 97 oktan benzin ve farklı kütlesel oranlarda hazırlanmış alkol-benzin karışımları kullanılmıştır. Emme havası giriş sıcaklığının ve karışımdaki alkol içeriğinin arttırılmasıyla yanma fazlarının daha erken krank açılarında gerçekleştiği ve maksimum ısı dağılımı değerlerinin arttığı görülmüştür. 140 oC şartlarında etanol içeriğinin artışı maksimum silindir gaz basıncı (Pmax) değerlerini arttırırken metanol içeriğinin artışı Pmax değerlerini düşürmüştür. Motor devrinin düşürülmesi ile benzin ve etanolbenzin karışımlarının Pmax değerlerindeki değişim katsayısı (COVPmax) ve ortalama indike basınç (imep) değerlerindeki değişim katsayısı (COVimep) değerlerinin kayda değer şekilde arttığı diğer yandan emme havası sıcaklığının arttırılması ile bu değerlerin önemli ölçüde düştüğü görülmüştür.

International Combustion Symposium
INCOS2018

Ali Turkcan Hakan Karaca Mustafa Canakci