Effect of ethanol and gasoline blends on exhaust gas emissions in S.I. engines

Abstract

ÖZET BUJİLÎ MOTORLARDA ETİL ALKOL VE BENZİN KARIŞIMININ EGZOZ GAZLARI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Farooq Ahmet Yüksek Lisans Tezi, Mak.Müh.Böl. Tez Yöneticisi : Assoc. Prof. A. Demir Bayka Şubat 1988: 168 Sahif e Etil alkol içten yanmalx motorlar için yakıt olarak Önerilmiş ve değişik zamanlarda kullanılmıştır. Otomotiv uygulamasında egzoz gazlarını azaltma isteğiyle alkol yeniden gündeme gelmiştir. Bu çalışmada 1.3 litrelik dört zamanlı bir motor üzerinde benzin, etanol ve bunların değişik oranlardaki karı şımları kullanılarak deneyler yapılmıştır. Faz ayırımını önlemek için çift karbüratör kullanılarak karışım karbürasyondan sonra hazırlanmıştır. Değişik oranlardaki yakıtın etkisinin yanısıra ateşleme zamanı ile hava yakıt oranının egzoz gazları üzerindeki etkileri de araştırılmıştır. Bunun dışında motorun performansı güç, yakıt tasarrufu ve verimlilik yönünden incelenmiştir. Deney sonuçları, karışımda artan etanol yüzdesi ile HC miktarının azaldığı nı, fakat saf etanol kullanımının HC düzeyini artırdığını göstermiştir. CO miktarının karışım oranından bağımsız olduğu, NO 'in ise artan etanol yüzdesi ile azalma gösterdiği ve saf etanol ile en düşük düzeye eriştiği gözlenmiştir. Motor güç üretiminin, aynı sıkıştırma oranında benzinle karşılaştırıldığında daha düşük güç veren saf etanol dışında, karışımdaki etanol yüzdesinin yükselme si ile arttığı görülmektedir. Isıl ve hacimsel verimlerin de karışımdaki etanol yüzdesi ile arttığı saptanmıştır. Genel olarak benzine kıyasla etanol oranının artması özgül yakıt tasarrufunu azaltmakta, ancak özgül enerji tüketimi yönünden daha iyi sonuçlar vermektedir. Deneysel sonuçlar fazla değişiklik gerektirmeden etanol karışımının benzinli araçlarda kullanılabileceğini göstermektedir. Ancak daha iyi performans için saf alkol uygulaması emme manifoldunun daha fazla ısıtılması yanında yüksek sıkıştırma oranlarını gerektirmektedir.

ABSTRACT EFFECT OF ETHANOL AHD GASOLIHE BLENDS OH EXHAUST GAS EMISSIONS IH S. I. ENGINES Farooq Ahmed M. S. in Mechanical Engineering Supervisor : Assoc. Prof. A. Demir Bayka Feb, 1988 ; 168 Page Ethanol has been proposed and used as fuel for the internal combustion engines. There has been renewed interest in alcohol in connection with a desire to reduce automotive exhaust emissions. In this study, tests were conducted, on a 1. 3-litre, four-cylinder engine using gasoline, etlxanol and their blends, 10, 20 & 50 7, blends of ethanol in gasoline were tested In order to prevent the effect of phase separation blends were prepared after carburation, by using two carburetors. The effects of different fuels, ethanol -gasoline blends, pure ethanol and pure gasoline, effects of ignition timing and of air fuel ratio on exhaust emissions were investigated. Engine performance in terms of brake power output, fuel economy and efficiency were also investigated The experiments showed that the HC emissions decreased with the increasing percentage of ethanol, whereas pure ethanol resulted in increased levels of HCs. Emissions of CO were found virtually independent of fuel while HOx emissions decreased with increasing ethanol percent, minimum being 1X1observed with pure ethanol. Engine power output was found to increase with increasing ethanol percentage, while pure ethanol gave less power as compared to gasoline on the same C. R. The thermal and volumetric efficiencies showed an increase with increasing ethanol percent in gasoline. In general, specific fuel economy decreased with increasing ethanol percentage, as compared to that with gasoline. However the specific energy consumption showed better energy utilization. Results show that ethanol blends can be used in the present gasoline vehicles without any major modification. But pure ethanol applications will require higher compression ratios, along with higher heat input to the intake for better performance. iv