Buji ile ateşlemeli bir motorda, farklı etanol – benzin karışımları kullanımının motor performans ve egzoz emisyonlarına etkilerinin deneysel araştırılması

Abstract

Gelecekte fosil yakıtlara alternatif olarak düşünülen ve çevre kirliliği açısından daha temiz bir yakıt olan etanol, saf olarak veya belirli oranlarda yakıtlarla karıştırılarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, oktan sayısının fazla, egzoz emisyonlarının az ve etanolun tarımsal ürünlerden kolay elde edilebilmesi nedeni ile etanol kullanılmıştır. Benzine kütlesel farklı oranlarda etanol (E0, E10, E20 ve E30) ilave edilerek hazırlanan yakıtlar kullanılmıştır. Dört silindirli dört zamanlı buji ateşlemeli bir motorda etanol karışımları (E10, E20 ve E30) ve normal yakıt (E0) kullanılarak motor tam yük altında performans ve emisyon testleri yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda motor torku, özgül yakıt tüketimi, yakıt ve soğutma suyu debileri, egzoz ve motor yüzey sıcaklığı ölçülmüştür. Termodinamiğin birinci ve ikinci yasa denklemleri ile deneylerden alınan veriler kullanılarak motor enerji dağılımı, soğutma sisteminden, egzozdan kaynaklanan tersinmezlikler ve ekserji dağılımı hesaplanmıştır. Deneyler ve teorik hesaplamalar sonucunda etanol ilaveli yakıtların benzine göre önemli bir güç kaybı olmaksızın CO, CO2 ve NOX emisyonlarında azalmalar olduğu görülmüştür. Ancak etanol ilavesi ile silindir içerisindeki sıcaklığın azalmasının HC emisyonlarını arttırdığı ölçülmüştür.

Ethanol, considered as an alternative to fossil fuels in the future and as a cleaner fuel for environmental pollution, is used in pure form or mixed with fuel in certain proportions. Because it has more octanes, less exhaust emissions and obtaining ethanol from agricultural products easily, ethanol was used in this study. Fuel, prepared by adding different ratios (E0, E10, E20 and E30) of ethanol to gasoline, was used. Using regular fuel (E0) and ethanol blends (E10, E20 and E30) on four stroke four cylinder spark ignition engine, performance and emission tests were performed under full load. Motor torque, specific fuel consumption, fuel and coolant flow rate, exhaust and the engine surface temperature were measured in experimental studies. Using data from the experiments with the first and second laws of thermodynamics equations, exergy distribution and irreversibility caused by exhaust and cooling system were calculated. Experimental results and theoretical calculations showed that the addition of ethanol fuel were reductions in CO, CO2 and NOx emissions than gasoline without significant power loss. However, it was seen that decreasing the temperature in the cylinder with addition of ethanol increases the HC emissions.