Ağır ticari araçlarda dizel yakıt yerine sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) kullanımının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Teknolojik alandaki gelişmeler ve sanayileşmenin getirdiği enerji talebindeki artış nedeniyle alternatif enerji kaynaklarının kullanımı giderek önem kazanmaktadır. Bunun yanı sıra, hükümetler ve çevre koruma kuruluşlarının artan hava kirliliğini önlemek için uyguladıkları politikalar, araçlarda daha temiz ve daha verimli yakıt kullanılmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada, taşımacılık ve ulaşım sektöründe kullanılan ağır ticari araçlarda, en popüler yakıt olan dizel yakıta alternatif olabilecek sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) yakıtının kullanımı araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, dizel yakıtlı bir ağır ticari kamyon ile aynı özelliklerdeki LNG yakıtlı bir ağır ticari kamyonun araç performansı ve yakıt tüketimi parametreleri gerçek yol koşullarında deneysel olarak test edilmiştir. Testler sırasında, toplam ağırlıkları 41000 kg olan, 338 kW gücünde, Euro VI motorlu, aynı kabin tasarımına sahip ağır ticari sınıf çekici kamyonlar kullanılmıştır. Araçların, performans ve yakıt tüketimi değerlerini etkileyebilecek, aerodinamik yapısı ve yuvarlanma direnci metrikleri eğimsiz bir yolda yapılan coast-down testi ile analiz edilmiştir. Araçlar birbiriyle benzer tasarımlara ve özelliklere sahip oldukları için yol yükü dirençleri arasındaki farkların ihmal edilebilir düzeyde olduğu görülmüştür. Dizel ve LNG araçların performans değerlendirmesi için, eğimsiz düz bir yolda 0-85 km/h tam gaz hızlanma testi gerçekleştirilmiştir. Test sonuçları, LNG aracın hızlanma süresinin dizel araca göre %24 fazla olduğunu ortaya koymuştur. Diğer yandan, araçların 60 km/h, 70 km/h, 80 km/h sabit hızlardaki yakıt tüketimi testleri ve otoyol, kırsal yol ve şehir içi yol profillerini içeren bir güzergahta ortalama yakıt tüketimi testleri gerçekleştirilmiştir. Araçların ortalama yakıt tüketimleri ve yakıt maliyetleri göz önünde bulundurulduğunda, LNG aracın dizel araca göre %27 oranında yakıt tasarrufu sağladığı sonucuna varılmıştır.

The use of alternative energy sources becomes important gradually due to the technological developments and the increase in the energy demand brought about by industrialization. In addition, the policies implemented by governments and environmental protection organizations to prevent increased air pollution require the use of cleaner and more efficient fuel in vehicles. In this study, the use of liquefied natural gas (LNG) fuel, which can be an alternative to diesel fuel that is the most popular fuel in heavy commercial vehicles used in the long-haul transportation sector, was investigated.In the scope of the study, the vehicle performance and fuel consumption parameters of a diesel-fueled heavy commercial truck and an LNG-fueled heavy commercial truck with the same characteristics were experimentally tested under real road conditions. During the tests, heavy commercial-type tractor trucks with a total weight of 41000 kg, powers of 338 kW, Euro VI engines, and the same cabin designs were used. The aerodynamic structures and rolling resistance metrics of the vehicles, which can affect performance and fuel consumption values, were analyzed by the coast-down test on a smooth road. Since the vehicles have similar designs and features, it has been observed that the differences between the road load resistances are negligible. For performance evaluation of diesel and LNG vehicles, 0-85 km/h full-throttle acceleration test was performed on a straight smooth road. The test results revealed that the acceleration time of the LNG vehicle was 24% more than the diesel vehicle. On the other hand, steady speed fuel consumption tests of vehicles at 60 km/h, 70 km/h, 80 km/h speeds, and average fuel consumption tests on a route including highway, rural road, and urban road profiles were realized. Considering the average fuel consumption of the vehicles and fuel costs, it was concluded that the LNG vehicle provided 27% fuel savings compared to the diesel vehicle.