DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ -2 NEDİR ?
Dizel makineler yakıt sistemleri nedir ? Dizel makineler de kaç çeşit yakıt sistemi vardır ? Dizel makinelerde yakıt sistemleri nasıl kullanılmaktadır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Dizel Makineler Yakıt Sistemleri Nedir -2 adlı yazımızla karşınızdayız.
Başlayalım.
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ-2
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- COMMONRAIL ENJEKSİYON SİSTEMİ
Common Rail yakıt sisteminde şu elemanlar mevcuttur:
Yüksek Basınçlı Motorin Pompası
Rail ( Yakıt Borusu)
Enjektör ( Bazılarında selenoid valf de bulunur)
Throttle Valf
Geri Döndürmez Valf
Yakıt Boruları
Basınç Limit Valfi
Yüksek Basınçlı Yakıt Pompası: Yüksek basınçlı yakıt pompası otomobillerdeki gibi düşük güçlü makinelerde 1 adet olarak bulunurken, yüksek güç ihtiyacı olan gemi makinelerinde fazla sayıda kullanılmaktadır. Rail Ünitlere pompalar tarafından basınçlı yakıt gönderilmektedir.
Throttle Valf: Bu valf rail’e gönderilen yakıt miktarına kumanda ederek rail basıncını ayarlamaktadır. Makinenin Elektronik Kontrol Ünitinden (ECU) gelen değerlere göre yakıt miktarını arttırmak veya azaltmaktadır.
Makine devri arttırıldığında ECU tarafından silindirlere daha fazla yakıt gönderildiğinden Rail basıncı düşecektir. Bu basınç düşümü sonucunda throttle valf açılacak ve Rail’e daha fazla yakıt gönderilmesi sağlanacaktır.
Rail Ünit: Rail Ünit sistemde basınçlı motorin için bir akümülatör görevi görmektedir. Burada depolanan yakıt ECU tarfından belirlenen zamanlarda enjektör tarafından istenen miktar ve sayıda silindire püskürtülmektedir.
Bazı makinelerde 1 adet rail bulunurken, yüksek güç ihtiyaçlarını karşılayan gemi makinelerinde dizayna göre 1-3 silindir enjektörüne yakıt besleyen çok sayıda rail bulunmaktadır.
Bitişik rail ünitler birbirleriyle iştiraklidir.
Rail üzerinde basınç sensörü, akış sınırlayıcı gibi elemanlar mevcuttur.
Enjektörler: CR yakıt püskürtme sistemlerinde genel olarak üç tür enjektör kullanılmaktadır.
Selenoid Kumandalı
Piezo Elektrik Kumandalı
Servo Yağ Kumandalı
Her üç tür enjektörde yakıt püskürtme stratejisi ECU tarafından kontrol edilir. Her üç tip enjektör bir püskürtme ameliyesinde çok sayıda püskürtme yapabilir. Bu enjektörlerin sac hacim adı verilen uçlarında kalan hacimler düşüktür.
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- NEDEN CR ENJEKSİYON SİSTEMİ ?
CR sistemlerinde yapılabilen çoklu püskürtme sayesinde CR Yakıt Sistemlerinde vuruntu minimuma indirilir.Çoklu enjeksiyon yapabilme imkanı mevcuttur.
Klasik püskürtme sistemlerinden daha yüksek basınçta püskürtme: Dizellerde dolgu yakıt hava karışımı olarak hazır olmadığından karışım oluşumu için zaman harcanmaktadır. Püskürtülen yakıtın buharlaşarak tutuşma sıcaklığına ulaşması gerekmektedir.
Yakıt püskürtme basıncının arttırılması yakıt demetindeki damlacık ortalama çapının küçülmesini sağlar. Ortalama damlacık çapının küçülmesi yakıt demetindeki damlacıkların toplam yüzey alanını arttıracağından buharlaşma daha çabuk olacaktır.
Püskürtme basıncının artması ile demetin silindir içerisinde alacağı yol arttırılmış olacaktır. Karışım oluşumunun çabuk ve homojen olarak silindirde gerçekleşmesi ile düzgün yanma sağlanacaktır. Yanma sonrasında emisyonlardaki HC miktarı azalacaktır.
Ön püskürtme yapabilme imkanı: Ön püskürtme ile silindirde sağlanan sıcaklık yükselişi sayesinde tutuşma gecikmesinde silindire dolan aşırı yakıtın neden olacağı vuruntu önlenir. Ayrıca silindirde yanma reaksiyonuna girmemiş HC miktarı azalacaktır. Silindirde ulaşılacak maksimum basınç düşeceğinden silindir maksimum sıcaklığı da azalacaktır. Bunun sonucunda NOx emisyonlarında azalma olacaktır.
Ana püskürtmenin başlangıcını ayarlama imkanı: Ön püskürtme ile sıcaklığı arttırılan silindire yapılacak ana püskürtme bir veya daha fazla sayıda yapılabilir. ECU tarafından yakıtın püskürtme zamanı ve miktarı yüke göre ayarlanarak maksimum basıncın ÜÖN’dan 10-15 ˚KMA da olması sağlanır.
Son püskürtme: Genleşme stroğunun sonuna doğru yapılacak püskürtme ile egsozla dışarı atılacak yanmamış karbonların yakılması sağlanır. Bu şekilde dizellerin önemli emisyonlarından “is” azaltılabilir. Bu işlem yakıt sarfiyatında artışa neden olsa da emisyon kontrolü açısından gereklidir.
Yakıt tasarrufu: Silindire gönderilen yakıtta bulunan karbon bileşikleri tamamen yakılabilir. Silindire püskürtülen yakıt daha hızlı buharlaşıp yanmayı başlattığı için daha az yakıtla daha fazla güç elde edilebilecektir. Makinenin devir sayısı arttırılabilmesi makineden alınabilecek gücü arttıracaktır.
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- FİLTRELER
Dizel makinelerde yanma kalitesinin sağlanması için silindirlere gönderilen yakıtın yabancı maddeler ve sudan arındırılması gereklidir. Silindirlere gönderilecek su ve yabancı maddeler püskürtülen yakıt miktarını azaltacak ve yakıt sistemi elemanlarında arızalara neden olacaktır.
Filtreler yakıt içerisinde bulunan tortu, yabancı madde ve suyu yakıttan ayırarak sistemden uzaklaştırırlar.
Yakıt filtreleri kullanım yerlerine göre çeşitlilik göstermektedir. Kaba filtre denilen 50 mikrona kadar parçacıkları süzen filtre üniteleri genellikle ön filtreleme sistemlerinde kullanılmakta olup, metal veya kağıt filtre elemanlarından yapılmaktadır.
Yakıt silindire gönderilmeden önce yapılan ve 5 mikrona kadar parçacıkları süzen ince filtrelemede ise genellikle kağıt esaslı filtre elemanları kullanılmaktadır.
Kağıt esaslı filtreler kağıt, keçe bez, pamuk elyaflı malzemelerden üreilmektedir.
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- DUBLEX FİLTRELER
Yakıt hattında tulumbadan sonra silindirlere gönderilen yakıtın filtrelenmesinde genellikle dublex filtreler kullanılır.
Bu filtrelerin içerisinde kağıt filtreler bulunur ve yakıt içerisinde bulunan 5 mikrondan büyük parçacıklar süzülürek sistemden ayrılır. Yakıt hattında olması muhtemel hava da burada sistemden dışarı çıkartılır.
Dublex filtre ünitinde bulunan iki filtreden bir tanesi makinenin tam güç ihtiyacında gerekli motorin geçişini sağlayacak akışa yeterli gelmektedir. Bu filtrelerin kullanımında yapılan en büyük yanlışlık filtre seçici kolunun orta konumda kullanılarak iki filtrenin aynı anda kullanılmasıdır. Bu filtre ünitinin kullanılma sebebi ile uyuşmamaktadır.
Bu sistem, normal kullanımda filtrelerden biri tıkandığında seçici kol ile diğer filtre devreye alınarak, makine çalışır durumdayken filtre değişimine imkan tanımaktadır. İki filtre birden seçilirse ikisi aynı anda tıkandığından makinenin filtre değişimi için stop edilmesi gerekecektir.
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- ARIZALAR
Yakıt sistemlerinde en çok karşılaşan sorunlar sistemin hava alması sonucu makineye yakıt püskürtülememesi ve enjektörlerin arızalanmasıdır.
Yakıt sistemi hava yaptığında silindirlere yakıt akışı duracağından makine stop edecektir. Bu arıza genellikle servis sarnıcında yakıt kalmaması veya denizli havalarda sarnıçtan motorin alış devresinin tanktan hava alması ile sistem hattı üzerinde tulumba öncesinde kaçak olmasıdır.
Sistem hava yaptığında dublex filtre üzerindeki hava alma civatası gevşetilerek buradan düzgün motorin akışı görülene kadar yakıtın el pompası ile basınçlandırılması gereklidir.
Enjektör arızaları enjektörün tıkanması, tutması veya işemesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu durum egsoz payrometre değerlerinden anlaşılabilir. Eğer payrometre değeri düşük ise silindire yakıt gelmiyor demektir.
Eğer egsoz payrometre değeri yüksek ise enjektör kapanması gereken zamandan sonra yakıt kaçırıyor yani işeme yapıyor demektir. İki durumda da enjektörün sökülerek test edilmesi, gerekirsedeğiştirilmesi gerekir.
Dizel motorlardan Kaynaklanan Emisyonlar
Azot oksit (NOx)
Partikül Madde (PM)
Karbonmonoksit (CO)
Hidrokarbonlar (HC)
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx
NOx emisyonları olarak NO ve NO2 emisyonları kastedilmektedir.
NOx emisyonları silindirlerde ulaşılan sıcaklık değeri ve bu sıcaklık değerinde kalınan süre ile orantılı olarak artmaktadır.
Bu emisyonların azaltılması için silindir maksimum sıcaklığının güç kaybına fazla neden olmadan düşürülmesi veya bu maksimum sıcaklıkta kalınan zamanın azaltılması ile mümkündür.
NOx emisyonlarını azaltmak üzere kullanılan yöntemler;
Egsoz Gazı Resirkülasyon (EGR) sistemleri,
Selektif Katalitik İndirgeme (SCR) sistemleri
WIF Water-in-fuel Emilsiyonu
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx EGR SİSTEMLERİ
EGR sistemlerinde silindirden çıkan ve inert gaz haline geldiğinden kimyasal reaksiyona giremeyecek egsoz gazlarından bir bölümü alınıp taze havaya karıştırılarak silindire gönderilir.
Silindir içerisine giren karışımda EGR için gönderilen egsoz gazları yer aldığından içeride yakılabilecek temiz hava miktarı dolayısıyla da yanma azalır.
Yanmanın azalması ile silindirde ulaşılabilecek maksimum sıcaklık düşürülmüş olur.
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx SCR SİSTEMLERİ
SCR sitemlerinde egsoz gazına Ad-blue adı verilen bir katalizör enjekte edilerek NOx miktarı düşürülmektedir.
SCR sistemleri makine gücünde düşüşe neden olmadığından avantajlıdır.
Dezavantajı ilk kurulum maliyeti ve Ad-blue katalizörünün depolanmasıdır.
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx WIF EMİLSİYON SİSTEMLERİ
WIF sistemlerinde yakıt enjektörden silindire püskürtülmeden önce içerisine bir miktar su karıştırılır.
İçerisinde su bulunması nedeniyle püskürtülen yakıtın yanması sonucu ortaya çıkacak maksimum silindir sıcaklığı düşer.
Sıcaklık düşüşü nedeniyle NOx emisyonu azalır.
Yakıt içerisinde bulunan su nedeniyle özel enjektörler kullanılır.
Bu sistemlerden ayrı olarak alınan taze havanın nemlendirilmesi ile de silindir sıcaklığı düşürülmektedir.
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-HC
HC bileşikleri silindirde yakıtın tam yanmaması sonucu ortaya çıkar.
CR püskürtme sistemlerinde uygulanan son püskürtme ile emisyon düşürülür.
SCR sistemleri deHC emisyonlarını azaltır.
Egsoz sisteminin çıkışına yerleştirilen yakıt nozullarından püskürtülen yakıt ile egsoz gazlarında bulunan HC yakılarak da emisyon düşürülebilir.
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-PM
Dizel egzoz partikülleri baslıca toplanmış katı karbonlu malzeme, kül, uçucu organik ve kükürt bileşiklerinden oluşur.
Dizel motorlarda yapılan egsoz emisyonlarının müdahalesi en zor olanıdır.
PM emisyonunu azaltmak için dizel partikül filtreleri kullanılır.
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-CO
Yanma için yeterli oksijenin bulunmadığı zamanlarda CO emisyonu artar.
Bu emisyonun azaltılması için taze hava miktarının ayarlanması gerekir. Bu şekilde CO emisyonları CO2 emisyonuna dönüştürülerek azaltılır.
CO2 emisyonu atmosferde sıcaklık artışına neden olmaktadır. Bu emisyonu güçten kaybetmeden düşürmek için baca kazanları gibi atık ısı azaltıcı sistemler kullanılır.
DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SINIRLAMALARI
Gemiler için yapılan emisyon sınırlamaları Tier adını almaktadır.
DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ -2 NEDİR SONUÇ :
Bugün Dizel Makineler Yakıt Sistemleri -1 adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Dizel makineler ile ilgili seriye kaldığımız yerden devam ediyoruz.
İyi Çalışmalar