HCCI bır motor için ekserji analizi

Homojen Şarj Sıkıştırma Ateşleme (HCCI) motorlar, konvansiyonel buji ile ateşlemeli (SI) ve sıkıştırma ile ateşlemeli (CI) motorlar ile karşılaştırıldığında, yüksek ısıl verim, çok düşük NOx ve PM emisyonları ve düşük ısı kayıpları gibi birtakım avantajlara sahip olduğu bilinmektedir. Bundan ötürü HCCI motorlarda, silindir dışarısında oluşturulmuş hava/yakıt karışımı silindir içerisine hemen hemen homojen bir şekilde alınıp sıkıştırılmakta, hava/yakıt karışımının sıcaklığı tutuşma sıcaklığına ulaştığında silindirin bütün bölgelerinde eş zamanlı olarak yanma başlamaktadır. Ancak karışımın eşzamanlı olarak bütün silindirde aniden yanması özellikle yüksek motor yüklerinde basınç artış oranının çok yükselmesini sağlamakta ve bu durum vuruntuya neden olmaktadır. Düşük motor yüklerinde ise aşırı fakir karışımdan dolayı ateşlenememe problemleri oluşmaktadır. Bu problemlerden dolayı HCCI motorlar henüz ticari olarak doğrudan kullanılamamaktadır. Bu çalışmada HCCI motoru ekserji yöntemiyle incelenmiştir. 8 farklı motor hızında yapılan deneylerde, yakıt ekserjisine göre yüzdesi; ortalama olarak egzoz ekserjisinin %10,1 soğutma suyu ekserjisinin %5,8, radyasyon ekserjisinin %6,8, efektif güç ekserjisinin %17,2 ve Ekserji kaybının %16,7 olduğu bu çalışma ile elde edilmiştir. Enerji yüzdelerinin değişimi, 8 farklı motor hızında yapılan deneylerde, ortalama olarak yakıt enerjisine göre 1500 1/dk motor hızında yüzdesi; egzoz ısısının % 19,3 soğutma suyunun % 36,4 ve radyasyon ısısının ise % 50,9 olarak bulunmuştur. En çok egzoz ısısı değeri 1500 1/dk motor hızında 19,39 kW ve en yüksek efektif güç 1500 1/min'de 23,67 kW olarak elde edilmiştir. Kayıp ekserji içindeki yüzde ekserji kaybının ortalama olarak %11,9 ile egzoz ekserjisinden kaynaklandığı tespit edilmiştir. Kayıp ekserji içindeki ortalama soğutma suyu ekserjisi % 6,9 ve radyasyon ekserjisi % 7,9 olarak hesaplanmıştır. Bu konuda çeşitli literatür araştırmaları ve daha önce bu alanda yapılan çalışmalar genel teferruatlarıyla ele alınmıştır.