Bu tədqiqat, benzin-hidrogen ilə işləyən dörd silindrli bir buji ilə alışdırmalı mühərrikdə hidrogenin yalnız miqdarının deyil, sorma manifolduna hansı təzyiqla inyeksiya edildiyinin də yanma, enerji sərfiyyatı və egzoz emissiyalarını dəyişdirib dəyişdirmədiğini deneysel kimi araşdırır. Nissan HR16DE mühərrik 2500 rpm və 0,48 MPa fren orta effektiv təzyiqta stokiyometrik kimi işlədilmiş; E10H0 əsas yanacaqına kütlə üzrə %10, %20 və %30 hidrogen eklenmiş və hidrogen 1,2; 1,4; 1,6 və 1,9 bar təzyiqlarda inyeksiya edilmişdir. Nəticələr, mühərrik davranışını belirleyen dominant dəyişənin inyeksiya təzyiqindən çox hidrogen kütlə nisbəti olduğunu göstərmişdir. Hidrogen nisbətı artdıqca alışma gecikməsi kısalmış, istilik ayrılması şiddəti və silindr temperaturu yükselmiş, kütle bazlı özgül yanacaq sərfiyyatı azalmış; HC və CO₂ emissiyaları düşerken NOx artmışdır. İncelenen orta sürət və orta yük şərtlərinda 1,2 bar ümumi kimi daha avantajlı görünmüş, lakin bu nəticə daha yüksək sürət və yük şərtlərinə birbaşa ümumiləşdirilməməlidir.

Tədqiqatın örütubətli fərqi, “daha fazala hidrogen” ilə “daha yüksək hidrogen inyeksiya təzyiqi” təsirlərini bir-birindən ayırmasıdır. Hidrogen kütlə nisbətinin dəyişdirilməsi yanacaqın kimyəvi tərkibini, aşağı istilik dəyəriini və yanma kinetiğini güclü şəkildə dəyişdirərkən, 1,2–1,9 bar arasındaki inyeksiya təzyiqi əsas kimi hidrogenin manifolda verilmə və qarışma biçimini etkileyen ikincil bir kalibrasiya dəyişəni kimi davranmışdır.

Hidrogen nisbətı artdıqca silindr daxilindeki maksimum hesablanan temperatur E10H0 üçün 2598 K'den E10H10 üçün 2758 K'ye və E10H30 üçün 2934 K'ye yüksəlmişdir. Aynı zamanda alışma gecikməsi E10H0'daki 6,7 krank bucağı dərəcəsinden E10H30'da təxminən 2,0–2,3 dereceye kadar kısalmıştır. Daha sürətli yanma nedeniyle tədqiqatçılar qığılcım vaxtlamasını hidrogen artdıqca geciktirerek maksimum silindr təzyiqinın üst ölü nöqtədan təxminən 14–15 krank bucağı dərəcəsi sonra oluşmasını sağlamıştır.

Kütle bazındaki fren spesifik yanacaq sərfiyyatı E10H0'da təxminən 242 g/kWh iken E10H10'da 199–204 g/kWh, E10H20'də 176–179 g/kWh və E10H30'da təxminən 155–158 g/kWh düzeyine düşmüşdür. Lakin bu azalma tək başına termal səmərəlilikde eyni ölçekte bir yükseliş anlamına gelmemektedir. Hidrogenli qarışıqların aşağı istilik dəyərii arttığı üçün enerji bazlı qiymətləndirməde fren termal səmərəliliyi bütün testlerde təxminən 0,351–0,362 kimi dar bir aralıkta kalmıştır.

Türkiyə baxımından tədqiqat, mövcud benzinli mühərriklara sorma manifoldu üzərindən hidrogen eklenmesini araştıran deneysel tədqiqatlar üçün ətraflı bir kalibrasiya və ölçmə örneği təqdim edir. Bununla belə 1,2 bar dəyərinin fərqli mühərriklərdə “ideal hidrogen təzyiqi” olduğu sonucu çıkarılamaz. Motor geometrisi, yük, dövr, inyektor kapasitesi, hidrogen nisbəti, inyeksiya vaxtlaması və ateşleme avansı değiştiğinde optimum təzyiqin yeniden deneysel kimi belirlenmesi lazımdır.

Tədqiqatnın əsas sorusu nədir?

Hidrogenin benzinli buji ilə alışdırmalı mühərriklara eklenmesi, ynominal sürətnı və yanacaqın kimyəvi xüsusiyyətlərini değiştirebilir. Lakin tədqiqatçıların burada odaklandığı daha dar soru şudur: Aynı hidrogen nisbəti mühərrika verilirken manifold inyeksiya təzyiqinin 1,2 ilə 1,9 bar arasında dəyişdirilməsi mühərrik davranışında ölçülə bilən bir kontrol etkisi oluşturuyor mu?

Tədqiqatın başlanğıc nöqtəsi, ilk manifold inyeksiyau testlerinde inyeksiya təzyiqindəki kiçik değişikliklerin xüsusilə emissiyalarda beklenmedik değişimler oluşturduğunun gözlenmesidir. Tədqiqatçılar aşağı təzyiqlı hidrogen beslemesinin inyeksiya müddətini, hava-hidrogen qarışıqının hazırlanmasını və emme supabı kapanmadan əvvəl mövcud qarışma müddətini değiştirebilecek ek bir mühərrik kalibrasiya parametresi olabileceğini dəyərlendirmiştir.

Deney hansı mühərrik üzərində aparıldı?

Deneylerde 1,598 dm³ hacimli, sıralanmış dörd silindrli Nissan HR16DE buji ilə alışdırmalı mühərrik istifadə edilmişdir. Motorun silindr diametri 78,0 mm, piston gedişi 86,6 mm və sıxılma nisbəti 10,7'dir. Mənbədə mühərrikin maksimum gücü 6000 rpm'də 84 kW, maksimum torku isə 4400 rpm'də 156 Nm kimi verilmişdir.

Hidrogen mühərrika necə verildi?

Hidrogen, mühərrikin sorma manifolduna əlavə edilən ayrı bir inyektor üzərindən təmin edilmişdir. Hidrogen 200 bar təzyiqlı balonlarden alınmış; yüksək təzyiq tənzimləyiciüyle əvvəl 5 bar seviyesine, ardından aşağı təzyiq tənzimləyiciüyle test təzyiqlarından birine düşürülmüştür.

Tədqiqatda dörd manifold inyeksiya təzyiqi istifadə edilmişdir:

• 1,2 bar
• 1,4 bar
• 1,6 bar
• 1,9 bar

Hem benzin hem hidrogen inyeksiyası tam sıralanmış kimi realleştirilmiş və inyeksiya vaxtlaması bütün deneylerde üst ölü nöqtədan 320 krank bucağı dərəcəsi əvvəl sabit tutulmuştur.

Motorun fabrika ECU'su əvəzinə proqramlaşdırıla bilən MoTeC M800 istifadə edilmişdir. Bu sistem tədqiqatçıların qığılcım vaxtlamasını və benzin/hidrogen inyeksiya kontrolünü ayrı ayrı ayarlamasına imkân vermiştir.

Hansı yanacaq qarışıqları istifadə edildi?

Əsas yanacaq E10H0 kimi adlandırılmıştır və metod bölümünde %10 etanol ehtiva edən benzin kimi tanımlanmıştır. Buna sırasıyla kütlə üzrə %10, %20 və %30 hidrogen eklenerek E10H10, E10H20 və E10H30 test grupları yaradılmışdır.

Hidrogen nisbətı artdıqca qığılcım daha geç tətbiq edilmişdir. Bunun amacı fərqli yanacaqlarda maksimum silindr təzyiqinı üst ölü nöqtədan təxminən 14–15 krank bucağı dərəcəsi sonra tutmak və ilkin sazlamalarda gözlenen detonasipiyada bənzər düzülüşsiz yanmayı önlemektir.

Deney şərtləri necə sabit tutuldu?

• Motor devri: 2500 rpm
• Fren orta efektif təzyiqi: 0,48 MPa
• Hava-yanacaq nisbətı: stokiyometrik, λ = 1
• Hidrogen inyeksiya təzyiqi: 1,2–1,9 bar
• Hidrogen nisbətləri: kütlə üzrə %10, %20 və %30
• Silindir təzyiqi analizi: hər koşulda 100 ardişıq dövr
• Deney təkrarı: en az 5 təkrar

Ön ayarlarda bazı hidrogen nisbəti və qığılcım vaxtlaması birleşimlerinde anormal mühərrik səsi və silindr təzyiq izinde keskin düzülüşsizliklerle tanımlanan detonasipiyada bənzər yanma görülmüştür. Bu test nöqtəları durdurulmuş, qığılcım geciktirilmiş və ya hidrogen nisbəti azaltılmış və yalnız sabit işləmə nöqtəları yekun analize alınmıştır.

Silindir təzyiqi necə ölçüldü?

Silindir daxili təzyiq, bujiye entegre AVL ZI31_Y7S təzyiq sensoruyle ölçülmüşdür. Sensörün tədqiqat aralığı 0–200 bar və duyarlılığı 12 pC/bar kimi verilmişdir. Sinyal AVL DiTEST DPM 800 sistemiyle yükseltilmiş və LabVIEW Real-Time ilə qeydə alınmıştir.

Hər test koşulunda 100 ardıcıl mühərrik dövrünin orta təzyiq izi hesaplanmıştır. Çevrimden dövre değişimi qiymətləndirmək məqsədilə COV dəyəri də hesaplanmış və bütün test nöqtəlarında %2'nin altında tapılmışdır. Bu durum incelenen tədqiqat nöqtəlarında yanmanın sabit olduğunu göstərir.

Hidrogen miqdarı silindr təzyiqinı necə etkiledi?

Hidrogen ehtiva edən yanacaqların silindr təzyiqi eğrileri ümumi kimi E10H0'dan daha yüksək tepe təzyiqları göstərmişdir. Hidrogen nisbətının artışı yanma tepkiselliğini və alev ilerlemesini hızlandırdığı üçün qığılcım vaxtlamasının kademeli kimi geciktirilmesine rağmen yanma daha yoğun hâle gelmiştir.

Aynı hidrogen nisbəti içində inyeksiya təzyiqinin etkisi isə çox daha kiçiktür. %10 H₂ koşulunda təzyiq 1,4 bardan 1,2 bara düşürüldüğünde maksimum silindr təzyiqinda təxminən 0,4 barlık bir artış gözlenmiştir. %20 H₂ koşulunda 1,2–1,9 bar arasındaki təzyiq değişiminin təzyiq eğrisine etkisi ihmal edilebilir düzeye yaklaşmıştır. %30 H₂'də isə 1,2 bardan 1,9 bara çıkılması maksimum təzyiqi təxminən 0,2 bar artırmıştır.

Bu fərqli yönlü nəticələr, inyeksiya təzyiqinin tək başına “daha yüksək hər zaman daha iyi” şəklində şərhlanamayacağını göstərir. Tədqiqatçıların şərhu, aşağı hidrogen nisbətinda daha uzun inyeksiya və qarışma müddətinin 1,2 barı avantajlı hâle getirebildiği; daha böyük miqdarda hidrogen verildiğinde isə yüksək təzyiqin yanacaqın emme stroku içində aktarımını kolaylaştırabileceği yönündedir.

Yanma nə kadar hızlandı?

E10H0'ın alışma gecikməsi 6,7 CAD kimi hesaplanmıştır. E10H10'da bu dəyər 1,2 bar üçün 3,7 CAD və 1,9 bar üçün 4,0 CAD'ye; E10H30'da isə sırasıyla 2,3 və 2,0 CAD'ye düşmüşdür.

Hidrogenli qarışıqlarda maksimum silindr təzyiqi artış hızı da yüksəlmişdir. E10H0'da maksimum təzyiq artım sürəti təxminən 1,18 bar/CAD iken E10H10'da təxminən 1,30 bar/CAD və E10H30'da təxminən 1,36 bar/CAD seviyesine ulaşmıştır.

Nəticə bölümünde bu değişimler E10H10 üçün maksimum təzyiq artım sürətinda təxminən %10, E10H30 üçün təxminən %17 artış; maksimum istilik ayrılması sürətinda isə sırasıyla təxminən %20 və %42 artış kimi xülasəlenmiştir.

Silindir temperaturu niyə örütubətli?

Hidrogen nisbətı yükseldikçe hesablanan maksimum silindr temperaturu belirgin şəkildə artmışdır. Kıvılcım zamanlamasının fərqli qarışıqlara görə ayarlanmasına rağmen üç yanacaq grubunda da maksimum temperatur təxminən 20 CAD ATDC civarında oluşmuştur.

E10H0'da 2598 K olan maksimum temperatur E10H10'da 2758 K'ye və E10H30'da 2934 K'ye yüksəlmişdir. Bu temperatur artımı, tədqiqatda gözlenen NOx artışının əsas yanma mexanizmiyla əlaqələndirilmişdir.

Enjeksiyon təzyiqinin sıcaklığa etkisi isə kiçik kalmıştır. Bununla belə qaynaq metninde E10H10 üçün temperatur müqayisəsı yapılırken “1,5 bar'dan 1,9 bar'a” ifadesi istifadə edilmişdir. Metodde 1,5 bar test nöqtəsı tanımlanmadığı üçün bu sayı burada başqa bir təzyiq dəyəriyle değiştirilmemiştir.

Yakıt sərfiyyatındeki %36'lık düşüş nə anlama geliyor?

Fren özgül yanacaq sərfiyyatı (BSFC), mühərrikin ürettiği birim mekanik enerji başına tükettiği yanacaq kütlesini ifade etmektedir. Tədqiqatda E10H0 üçün BSFC təxminən 242 g/kWh'dir.

Hidrogen nisbətının artmasıyla BSFC'nin təxminən %36'ya kadar düşmesi, yalnız mühərrikin termal səmərəliliyinin eyni nisbətda yükseldiği şəklində şərhlanmamalıdır. Hidrogen ehtiva edən qarışıqların kilogram başına aşağı istilik dəyərii də böyük ölçüde artmaktadır. Motor sabit yükte çalışırken eyni mekanik işi üretmek üçün daha az yanacaq kütlesi gerektiğinden BSFC doğal kimi azalır.

Enerji bazında səmərəlilik nə oldu?

Bu səbəbdən tədqiqatçılar fren spesifik enerji sərfiyyatıni (BSEC) də dəyərlendirmiştir. E10H0 üçün BSEC 10,13 MJ/kWh iken %10 hidrogen koşulunda 9,89 MJ/kWh'ye düşmüşdür. Daha yüksək hidrogen nisbətlərinda dəyər təxminən 10,12 MJ/kWh düzeyindedir.

Fren termal səmərəliliyi (BTE) bütün tədqiqat aralığında təxminən 0,351–0,362 arasında kalmıştır. En yüksək BTE təxminən 0,362 ilə E10H10 və 1,2 bar koşulunda elde edilmiştir; E10H0 üçün BTE təxminən 0,355'tir.

E10H10'da hidrogen inyeksiya təzyiqinın 1,2 bardan 1,9 bara yükseltilmesiyle BTE'deki düşüş təxminən %1,6'ya ulaşmıştır. E10H20 və E10H30'da eyni təzyiq değişimindeki düşüşler sırasıyla təxminən %0,9 və %0,6 kimi bildirilmişdir.

Tədqiqatçılar bunu yüksək təzyiqta müəyyən bir hidrogen miqdarının daha kısa sürede verilməsi nedeniyle manifoldda qarışma müddətinin azalabileceği və daha az homogen bir qarışıq oluşabileceği hipoteziyle açıklamaktadır. Lakin tədqiqatda lokal qarışıq homogenliyi birbaşa görüntülenmediği üçün bu mekanizma deneysel kimi birbaşa ölçülmüş bir nəticə deyil, ölçülən yanma və emissiya davranışlarıyla destəlavə edilən bir açıklamadır.

Egzozdaki oksigen nə gösterdi?

Tədqiqatın bütün testleri ümumi kimi stokiyometrik koşulda yürütülmüştür. Buna rağmen egzozdakı O₂ nisbətı qarışıq formalaşması və oksigen istifadəsindaki fərqlilıkları göstərmişdir.

E10H0'da egzoz O₂ konsantrasyonu təxminən %0,83 iken E10H10 və 1,2 bar koşulunda təxminən %0,44'e düşmüşdür. Aynı %10 hidrogen nisbətinda təzyiq 1,9 bara çıkarıldığında O₂ təxminən %0,52'ye yüksəlmişdir. E10H30 və yüksək təzyiqta dəyər təxminən %0,60'a ulaşmıştır.

Tədqiqatçılar yüksək egzoz O₂ dəyərlərini lokal kimi daha zengin və daha fakir bölgəler meydana gelebilecek daha az homogen qarışıq formalaşmasınun dolaylı göstergesi kimi şərhlamaktadır. Tədqiqatın məhdudiyyətlərı nedeniyle bu lokal dağılım birbaşa ölçülməmişdir.

CO emissiyau necə değişti?

E10H0'ın CO konsantrasyonu təxminən %0,32 kimi verilmişdir. %10 və %20 hidrogenli qarışıqlarda CO başlangıç yanacaqından daha yüksək çıkmış; %30 hidrogen seviyesine geçildiğinde təkrar düşmüşdür.

Enjeksiyon təzyiqi yükseldikçe bütün hidrogenli yanacaqlarda CO'nun artma eğiliminde olduğu görülmüştür:

• E10H10: təxminən %0,43 → %0,45
• E10H20: təxminən %0,38 → %0,42
• E10H30: təxminən %0,24 → %0,33

Tədqiqatçılar bu eğilimi daha yüksək təzyiqta qarışıq homogenliyinin bozulması və karbonun tam oksidasyonunun azalmasıyla əlaqələndirirdir. Kıvılcım zamanlamasının da CO üzərində örütubətli bir değişken olduğu vurgulanmıştır.

Yanmemiş karbohidrogenlar nə kadar azaldı?

E10H0 üçün təxminən 75 ppm olan yanmamış karbohidrogen (HC) konsantrasyonu hidrogen miqdarı artdıqca güclü şəkildə azalmışdır:

• E10H10: təxminən 51–54 ppm
• E10H20: təxminən 30–34 ppm
• E10H30: təxminən 19–21 ppm

Nəticə bölümünde E10H30'da HC azalmasının E10H0'a görə təxminən %73'e kadar ulaştığı belirtilmiştir.

Enjeksiyon təzyiqinin HC üzərindəki etkisi hidrogen nisbətinin etkisinden çox daha kiçiktür. Bundan əlavə eğilimin yönü hidrogen miqdarına görə değişmektedir: %10 H₂'də təzyiq artdıqca HC yüngül azalırken %30 H₂'də yüngül artmışdır.

NOx niyə yükseldi?

Tədqiqatdaki başlıca ekoloji ödünleşim NOx emissiyalarında görülmektedir. E10H0'da təxminən 3120 ppm olan NOx:

• E10H10'da təxminən 3824–3944 ppm,
• E10H20'də təxminən 4060–4123 ppm,
• E10H30'da təxminən 4239–4438 ppm

aralıklarına yüksəlmişdir.

Nəticə bölümünde bu değişim E10H10 üçün təxminən %25, E10H30 üçün təxminən %40 NOx artışı kimi xülasəlenmiştir. Tədqiqatçılar NOx artışını hidrogenin hızlandırdığı istilik ayrılması süreci və 2598 K'den 2934 K'ye kadar yükselen maksimum silindr temperaturlarıyla ilişkilendirmiştir.

Bununla belə inyeksiya təzyiqi artdıqca %10 və %20 hidrogen şərtlərinda NOx yüngül azalmışdır. Bu azalma “daha yüksək təzyiq daha temiz yanma sağladı” şəklində şərhlanmamaktadır. Tam tersine tədqiqat, yüksək təzyiqta daha kötü qarışıq hazırlığı, daha aşağı lokal temperaturlar və daha zayıf oksigen istifadəsinın termal NOx formalaşmasınu biraz azaltmış olabileceğini tartışmaktadır. %30 hidrogen seviyesinde təzyiqin NOx üzərində belirgin bir etkisi görülmemiştir.

CO₂ emissiyau nə kadar değişti?

E10H0 egzozunda CO₂ konsantrasyonu təxminən %14,4'tür. Hidrogen nisbətının artmasıyla yanacaqın cəmi karbon içeriği azalmış və CO₂ konsantrasyonu düşmüşdür.

• E10H10: E10H0'a görə təxminən %21 daha aşağı
• E10H20: təxminən %37 daha aşağı
• E10H30: təxminən %50 daha aşağı

Enjeksiyon təzyiqinin 1,2–1,9 bar arasında dəyişdirilməsi CO₂ üzərində hidrogen nisbətinin etkisine kıyasla kiçik kalmıştır.

Niyə 1,2 bar ümumi kimi daha avantajlı bulundu?

İncelenen 2500 rpm və 0,48 MPa BMEP koşulunda təzyiqin 1,2 barın üzerine yükseltilmesi ümumi performansa belirgin bir avantaj sağlamamıştır. Xüsusilə E10H10'da 1,2 bar:

• daha yüksək BTE ilə,
• daha aşağı BSEC ilə,
• daha aşağı egzoz O₂ ilə,
• daha aşağı CO eğilimiyle

əlaqələndirilmişdir.

Tədqiqatçılar aşağı təzyiqin inyektorun daha uzun süre açıq kalmasını və hidrogenin emme havasıyla qarışması üçün daha fazala zaman bulunmasını sağlamış olabileceğini düşünmektedir.

Lakin %30 hidrogen düzeyindeki bazı yanma göstergelerinde 1,9 bar yüngül avantaj sağlamıştır. Bu durum daha böyük hidrogen kütlesinin sərhədlı emme müddəti içində verilməsinde daha yüksək təzyiqin yararlı olabileceğine işaret etmektedir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• 2500 rpm və 0,48 MPa BMEP koşulunda mühərrik davranışını hidrogen inyeksiya təzyiqindan daha güclü şəkildə hidrogen kütlə nisbəti belirlemiştir.
• Hidrogen nisbətı yükseldikçe alışma gecikməsi belirgin şəkildə kısalmıştır.
• Hidrogen nisbətı yükseldikçe maksimum təzyiq artım sürəti və istilik ayrılması sürəti artmışdır.
• Maksimum hesablanan silindr temperaturu E10H0'daki 2598 K'den E10H30'da 2934 K'ye yüksəlmişdir.
• BSFC hidrogen nisbətinin artmasıyla belirgin şəkildə düşmüş, lakin BTE təxminən 0,351–0,362 aralığında kalmıştır.
• E10H30'da HC təxminən %73'e, CO₂ konsantrasyonu təxminən %50'ye varan nisbətda azalmışdır.
• Hidrogen nisbətı yükseldikçe NOx artmış; E10H30 üçün artış təxminən %40'a ulaşmıştır.
• İncelenen tədqiqat şərtlərinda xüsusilə %10 hidrogen seviyesinde 1,2 bar hidrogen inyeksiya təzyiqi ümumi kimi daha avantajlı tapılmışdır.

Tədqiqatın destoynaqediği və ya test etmediği nəticələr

• 1,2 barın bütün hidrogen destekli benzinli mühərriklərdə optimum inyeksiya təzyiqi olduğu gösterilmemiştir.
• Nəticələr yüksək mühərrik devri və ya yüksək yük şərtlərinda təsdiqlənməmişdir.
• Hidrogen-hava-benzin qarışıqının manifold və ya silindr daxilindeki lokal homogenliği birbaşa ölçülməmişdir.
• Karışım formalaşması optik görüntüləmə və ya CFD ilə təsdiqlənməmişdir.
• Uzun dörütubət mühərrik dayanıklılığı dəyərlendirilmemiştir.
• Katalizör sonrası real araç emissiya performansı araştırılmamıştır; egzoz örneği katalitik konvertor əvvəlsinden alınmıştır.
• Bu tədqiqatdaki CO₂ azalması bir aracın və ya hidrogen istehsal zəncirinin həyat dövrü istixana qazı emissiyalarının eyni nisbətda azalacağını göstermez.
• Tədqiqat hidrogen istehsalı, saxlanması və ya avtomobil üzərindəki sistem etimadliğinin bütününü qiymətləndirməmektedir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Deney düzülüşeğinin teknik komponentləri

Tədqiqatdaki mühərrik test dəzgahı mühərrik, dinamometr, hidrogen və benzin besleme hatları, silindr təzyiq ölçməü, hava sərfi ölçməü, ECU və egzoz qazı analiz sistemlərini birlikdə ehtiva edir.

Egzoz analizörünün ölçmə aralıkları

Yanma göstergeleri

Yanma göstergelerindeki en güclü değişim hidrogen nisbətiyla ortaya çıkmıştır. E10H0'dan E10H30'a geçildiğinde alışma gecikməsi 6,7 CAD'den təxminən 2 CAD'ye inerken, eyni hidrogen nisbətinda 1,2 və 1,9 bar arasındakı fərq yalnız təxminən 0,3 CAD düzeyindedir.

Enerji göstergelerinin birlikdə şərhlanması

BSFC'nin hidrogen miqdarıyla düşmesi güclü bir nəticə olmakla birlikdə, tədqiqat enerji səmərəlilikliliğinin yalnız BSFC üzərindən dəyərlendirilmemesi gerektiğini xüsusilə göstərir. Hidrogen nisbətı artdıqca aşağı istilik dəyəri də yükselmektedir.

BTE'nin bütün deneylerde təxminən 0,351–0,362 aralığında kalması, kütləvi yanacaq sərfiyyatındeki böyük azalmanın birbaşa eyni ölçüte termal səmərəlilik artışı anlamına gelmediğini göstərir.

Emisyon ödünleşimi

Hidrogen zenginleştirmesi karbon ehtiva edən emissiyaların bazılarını azaltırken NOx'i artırmıştır. Buna görə tədqiqat tək yönlü bir “daha temiz yanacaq” sonucu deyil, fərqli emissiya türleri arasında belirgin bir mühendislik ödünleşimi göstərir.

Deneysel təkrarlanabilirlik

Hər tədqiqat nöqtəsında 100 ardişıq dövrün silindr təzyiqi qeydə alınmış və orta iz hesaplanmıştır. Sabit durum testleri en az beş dəfə təkrarlanmışdır. İncelenen bütün yanacaq və inyeksiya təzyiqi kombinasiyalarında COV dəyərlərinin %2'nin altında kalması, tədqiqatçılar tarafından sabit və təkrarlana bilən yanmanın göstergesi kimi qiymətləndirilmişdir.

Tədqiqatın başlıca məhdudiyyətlərı

Yerel hidrogen-hava-benzin qarışıq homogenliyi birbaşa ölçülməmişdir. Tədqiqatçıların qarışıq homogenliyi hakkındaki qiymətləndirməleri inyeksiya davranışı, təzyiq eğrileri, istilik ayrılması sürəti, MBF, BTE və egzoz O₂, CO, HC və NOx eğilimleri kimi dolayı göstəriciləre dayanmaktadır.

Gelecek tədqiqat kimi mühərrik deneylerinin hesablama maye dinamikası (CFD) ilə birleştirilmesi və hidrogenin lokal dağılımının nicel kimi incelenmesi planlanmıştır.

Bundan əlavə yalnız 2500 rpm və 0,48 MPa BMEP tədqiqat nöqtəsı ətraflı kimi test edilmişdir. Daha yüksək dövr və yüklərde daha böyük hidrogen kütlesinin daha kısa sürede aktarılması gerekebileceği üçün 1,2 barın avantajının korunup korunmayacağı mövcud tədqiqat tarafından gösterilmemektedir.

Mənbə daxilində editoryal/rəqəmsal dikkat nöqtəları

1,5 bar ifadesi: Metodde istifadə edilən hidrogen təzyiqları 1,2; 1,4; 1,6 və 1,9 bar kimi belirtilmiştir. Sıcaklık tartışmasında isə E10H10 üçün “1,5 bar'dan 1,9 bar'a” değişim ifadesi yer almaktadır. 1,5 bar tanımlanmış deney nöqtəsı olmadığından sayı düzeltilmeden qaynaq daxili belirsizlik kimi korunmuştur.

E10H0 adlandırması: Metod E10H0'ı %10 etanol ehtiva edən benzin kimi tanımlarken bazı şəkil açıklamaları və xülasə bölümü müqayisəyı “pure petrol/gasoline” şəklində ifade etmektedir. Deney grubunun açıq teknik tanımı E10H0 kimi korunmuştur.

Enjektör idarəetmə parametri: Cədvəl 2'də ECU üçün verilen hidrogen inyektorü kontrol parametreleri təzyiqla birlikdə bazı durumlarda yükselmektedir. Tartışma bölümü isə daha yüksək təzyiqin müəyyən hidrogen kütlesini daha kısa inyeksiya müddətinde sağlayacağını belirtmektedir. Mənbə, cədvəl dəyərlərinin real fiziksel inyektor açıq-kalma müddətiyle dönüşüm ilişkisini ətraflı şəkildə açıklamamaktadır; bu nedenle bu iki bilgi sessizce uzlaştırılmamıştır.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Hydrogen Injection Pressure as a Control Parameter for Combustion, Efficiency, and Emissions in a Spark-Ignition Engine

Müəlliflər: Saugirdas Pukalskas, Alfredas Rimkus, Gabrielius Mejeras, Donatas Kriaučiūnas, Saulius Stravinskas, Tadas Vipartas, Andrius Ušinskas.

Yazar sırası: Mənbədəki sıra aynen korunmuştur.

Sorumlu yazar: Saugirdas Pukalskas.

Eş katkı/eş birinci yazar: Mənbədə böyle bir beyan mövcud deyil.

Qurumlar: Department of Automobile Engineering, Faculty of Transport Engineering, Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania; Department of Transport Engineering, Faculty of Technics, Vilniaus Kolegija/Higher Education Institution, Vilnius, Lithuania.

Jurnal: Machines.

Nəşriyyat: MDPI.

Bibliyoqrafik qeyd: Machines 2026, 14(6), 661.

DOI: 10.3390/machines14060661.

Rəsmi nəşr birləşməsı:https://doi.org/10.3390/machines14060661

Yayın tarihi: 7 Haziran 2026.

Mənbə növü və rəylik durumu: Hakemli orijinal tədqiqat məqaləsidir.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maliyyələşdirmə: Tədqiqat, “Mission-driven Implementation of Science and Innovation Programmes” projesi (No. 02-002-P-0001) əhatəsinda, “New Generation Lithuania” Economic Revitalization and Resilience Enhancement Plan tarafından finanse edilmiştir.

Məlumat əlçatanlığı: Tədqiqatda sunulan məlumatların talep üzerine sorumlu yazardan edinilebileceği belirtilmiştir.

Teşekkür: Tədqiqatdaki nəticələrın bir bölümü, AVL Advanced Simulation Technologies ilə Vilnius Gediminas Technical University Faculty of Transport Engineering arasındaki iş birliği anlaşması əhatəsinda edinilen AVL BOOST™ içten yanmalı mühərrik simulyasiya yazılımı istifadə edilərək qiymətləndirilmişdir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Müəllif töhfələri: Saugirdas Pukalskas və Alfredas Rimkus kavramsallaştırmada; Donatas Kriaučiūnas və Saulius Stravinskas metodde; Alfredas Rimkus və Andrius Ušinskas yazılımda; Alfredas Rimkus, Andrius Ušinskas və Tadas Vipartas təsdiqləməda; Saugirdas Pukalskas biçimsel analizde; Saugirdas Pukalskas, Gabrielius Mejeras, Donatas Kriaučiūnas və Saulius Stravinskas tədqiqatda tapşırıq almıştır. Mənbə sağlama, məlumat tənzimləmə, ilk taslak, inceleme/tənzimləmə, vizualleştirme, gxülasəim, proje yönetimi və finansman katkıları da qaynaqta ətraflı kimi belirtilmiştir.

Bu Verianla məqaləsindeki deneysel metod, mühərrik və cihaz parametreleri, yanacaq bileşimleri, yanma göstergeleri, enerji nəticələrı, emissiya dəyərləri, şərhlar və məhdudiyyətlər incelenen qaynaq tədqiqatya dayanmaktadır. Bibliyoqrafik identikliyin doğrulanması xaricində xarici qaynaqlardan yeni bilimsel deney və ya nəticə eklenmemiştir.

Əsas metodsel sərhəd: Nəticələr Nissan HR16DE mühərrik üzərində 2500 rpm, 0,48 MPa BMEP və stokiyometrik tədqiqat koşulunda elde edilmiştir. Yerel qarışıq homogenliyi birbaşa ölçülmemiş; bu konudaki şərhlar yanma və emissiya göstergelerinden türetilmiştir. Daha yüksək dövr, daha yüksək yük və ya fərqli mühərrik geometrileri üçün optimum hidrogen inyeksiya təzyiqi bu tədqiqatyla belirlenmemiştir.

Mənbə daxili qeyd: Metodde 1,2; 1,4; 1,6 və 1,9 bar deney nöqtəları bildirilmesine rağmen temperatur tartışmasının bir bölümünde 1,5 bar ifadesi geçmektedir. Bundan əlavə E10H0 metod bölümünde %10 etanol ehtiva edən benzin kimi tanımlanmasına karşın bazı şəkil açıklamalarında “pure petrol” ifadesi istifadə olunur. Bu fərqlilıklar qaynaqta bulunduğu şəkildə aşkarlama edilmiş və sessizce değiştirilmemiştir.