Benzinli motorda yüksek sıkıştırma oranında saf metanolun yakıt olarak kullanılması

Abstract

Yakıt fiyatlarının ve çevre kirliliğinin artması nedeniyle buji ateşlemeli motorlarda hidrojen, etanol, metanol, doğal gaz ve LPG gibi alternatif yakıtlar kullanılmaktadır. Metanol; oktan sayısının yüksek olması, egzoz emisyonlarının düşük olması, biokütle kaynaklar ve kömürden üretilebilmesi nedeniyle alternatif yakıtlar arasında önemli bir yere sahiptir. Motor performansını artıran en önemli parametrelerden biri sıkıştırma oranıdır. Yüksek sıkıştırma oranında oktan sayısı yüksek yakıtlarla çalışıldığında performans artırılabilir. Bu çalışmada yüksek sıkıştırma oranlarında saf metanol kullanılmasının motor performansı ve emisyonları üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir.Deneylerde tek silindirli, dört zamanlı, buji ateşlemeli, sıkıştırma oranı değiştirilebilen bir araştırma motoru kullanılmıştır. Deneyler motorun 6/1 sıkıştırma oranında benzin ve saf metanol ile; 8/1 ve 10/1 sıkıştırma oranında saf metanol ile çalıştırılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda 6/1 sıkıştırma oranında metanol kullanılmasıyla benzine göre önemli bir güç kaybı olmadan CO, CO2 ve NOx emisyonlarında azalma olduğu belirlenmiştir. Sıkıştırma oranının 10/1'e kadar artırılmasıyla, metanol benzine göre %14 güç artışı sağlamıştır. Ayrıca CO, CO2 ve NOx emisyonlarında sırayla %37, %30 ve %22 azalma elde edilirken, HC emisyonunda %50 artış gözlenmiştir. Sonuçlar; motorlarda yüksek sıkıştırma oranında metanol kullanımının, motor performansını artırdığını ve emisyonları azalttığını göstermektedir.

Because of increasing fuel costs and environmental pollution, alternative fuels such as ethanol, methanol, natural gas, hydrogen and LPG have been used in spark ignition engines. Methanol has an important place among the alternative fuels as its octane number is high, exhaust emission level is low and it is produced from biomass sources and coal. The one of parameters that has the greatest influence on engine performance is compression ratio. The performance can increase at high compression ratio if the engine is run with fuels which have high octane number. In this study, the effect of the use of pure methanol at high compression ratio on engine performance and emissions were investigated experimentally.In the experiments, a single cylinder, four strokes, spark ignition research engine which has a variable compression ratio was used. The experiments were performed by running the engine at the 6/1 compression ratio with gasoline and methanol, and at the 8/1, 10/1 compression ratios with methanol. The results showed that some decreases were obtained in CO, CO2 and NOx emissions without any noticeable power loss when methanol was used instead of gasoline at the 6/1 compression ratio. By increasing the compression ratio (10/1), engine power was increased up to 14% with methanol. CO, CO2 and NOx emissions were reduced about 37%, 30% and 22%, respectively. Moreover, HC emissions were increased about 50%. According to the results obtained, it can be said that using methanol at high compression ratios in the engines improves the engine performance and decreases the exhaust emissions.