Lpg kullanan motorlarda yakıt sıcaklığının motor performansı ve  
çevrimsel farklara etkileri
The effects to engine performance and cyclic variabilitys  of fuel temperature in lpg using engines
Yazar: İLHAN VOLKAN ÖNER
Danışman: PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: LPG sistemleri = LPG systems ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
LPG, tüm dünyada buji ateşlemeli motorlarda benzinden sonra en yaygın olarak kullanılan yakıttır. Benzine göre daha geniş çalışma aralıklarına sahiptir ve daha az zararlı egzoz emisyonu üretmektedir. Ancak, LPG yakıtlı motorların çıkış güçleri benzin motorlarından yaklaşık %5-10 aralığında daha düşüktür. Çünkü LPG emme manifoldu içerisinde (benzine göre) %15-20 oranında daha fazla hacim kaplamaktadır. Bu durum, yakıt-hava karışımının enerji yoğunluğunu düşürmektedir ve silindire her bir çevrimde alınan enerji miktarı azaldığı için motor çıkış gücü de azalmaktadır.

Bu çalışmada, deneysel olarak LPG sıcaklığının motor performansı ve egzoz emisyonları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, LPG kullanan motorlarda yakıt sıcaklığının motor performansı ve çevrimsel farklara etkilerini deneysel olarak incelenmek amacıyla deney düzeneği kurulmuştur. LPG yakıt sıcaklığını değiştirebilmek için regülatörün soğutma suyu girişine bir vana konulmuştur. Farklı LPG sıcaklığında motor performansının ve çevrimsel farkların nasıl değiştiği araştırılmıştır. Özellikle yüksek motor yüklerinde LPG sıcaklığının artmasının motor efektif gücünü yaklaşık %1.90 oranında azalttığı, buna paralel olarak ortalama indike efektif basıncın LPG yakıt sıcaklığının artışı ile yaklaşık olarak %1.92 azaldığı görülmüştür. LPG sıcaklığı arttığında CO emisyonunda neredeyse bir değişiklik olmazken HC emisyonunun artan LPG sıcaklığı ile kısmen arttığı görülmüştür. Ancak özellikle 40°C'nin üzerindeki LPG regülatör çıkış sıcaklıklarında CO, HC ve CO2 emisyonlarında ortaya çıkan değişikliğin çok düşük seviyelerde olduğu söylenebilir. Bu durumun sebebi LPG'nin emme supabından önce sıcaklığının artmasıdır. Oysa NO emisyonunda önemli seviyede değişiklikler gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar NO emisyonunun artan LPG sıcaklığı ile önemli seviyede arttığını, bu artışın yaklaşık %7 oranında olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, LPG'nin regülatör çıkış sıcaklığının 30°C'den 75°C'ye çıkarılması, çevrimsel farkların yaklaşık % 0,4 azalmasına neden olmuştur.

Abstract:
LPG is the most widely used fuel in spark ignition (SI) engines after gasoline. It can run in larger operating conditions, and produce less harmful exhaust emissions compared to the gasoline. However, the power output of the LPG fuelled engines is less (about 5-10%) than gasoline fuelled engines because LPG displaces 15-20% greater volume in engine intake manifold. It causes a decrease in the energy density of fuel-air charge, and the power output of engine decreases due to the decrease in the total amount of energy in the cylinder for consecutive cycles.

In this study, an experimental study will be carried out to investigate the effects of LPG fuel temperature on engine performance and exhaust emissions. In order to control the LPG temperature, the mass flow rate of the engine coolant circulating in the LPG regulator circuit is arranged by using an valve. How engine performance and cyclic variations change is investigated for different LPG fuel temperature. It is seen that the increase of LPG temperature at especially high engine loads decreased engine break power approximately 1.90%, in parallel with this, indicate mean effective pressure decreased approximately 1.92% with the increase of LPG fuel temperature. It is seen that HC emission increases partially with increasing LPG temperature, once nearly no change occurs when LPG temperature increases. But, it can be said that the variation appearing in CO, HC and CO2 emissions at LPG regulator outlet temperatures especially over 40°C is at very low temperatures. The reason of this is that the temperature of LPG increases before intake valve. Whereas, remarkable variations in NO emissions are observed. The obtained results indicate that NO emissions increase remarkably with increasing LPG temperature, this increase is about 7%. Furthermore, the increase of LPG regulator outlet temperature from 30°C to 75°C causes cyclic variations to decrease approximately 0.4%.