E-B motorin yakıtlarının tek silindirli bir dizel motorda kullanımının motor performansına, emisyonlara ve yağlama yağına etkileri
Effects of using E-B diesel fuel in single cylinder diesel engine to engine performance, emissions and lubrication oil
Yazar: FATİH AYDIN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ÖĞÜT
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada Aspir tohumundan Vals işlemi sonucunda tavlanıp, 90 0C'de kavrularak pres 
yardımıyla elde edilen ham yağ, transesterifikasyon yöntemi ile Aspir Yağı Metil Esteri (Aspir 
Biyodizeli)'ne dönüştürülerek, biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Aspirden elde edilen biyodizel yakıtı 
motorinle % 2,5 ve % 5 oranında biyoetanol ilavesi ile birlikte ve ters oranla da hacimsel olarak 
karıştırılarak, M100, E2.5B2.5M95, E5B5M90, E5B2.5M92.5 ve E2.5B5M92.5 formunda deney yakıtları elde 
edilmiştir. Elde edilen karışım yakıtlarının ve motorinin yakıt özellikleri; kinematik viskozitesi, 
yoğunluğu, su içeriği, pH miktarı, renk tayini, ısıl değeri, parlama noktası, bulutlanma, akma ve donma
noktası, bakır çubuk korozyonu testi, iyot sayısı, CFPP (SFTN - Soğukta Filtre Tıkanma Noktası) testi ve 
setan sayısı testleri yapılmıştır.
Ayrıca elde edilen karışımlar ve motorin yakıtı, dört zamanlı, tek silindirli, direkt püskürtmeli 
yakıt sistemine sahip, su soğutmalı bir dizel motorda denenerek incelenmiştir. Her yakıtta motor kısmi 
yük altında 100 saat çalıştırılmış ve belirli saatlerde motor yağından numuneler alınarak, aşınma 
elementlerine bakılmıştır. Deneyler sonucunda test motorunun motor momenti, motor gücü ve özgül 
yakıt tüketimi olarak sınıflandırılan performans karakteristiklerine ulaşılmıştır. Kullanılan yakıtlar 
arasında en yüksek motor torku 1100 min-1
'de E5B2.5M92.5 yakıtında 56.2 Nm, maksimum motor gücü 
2100 min-1
'de M100 yakıtında 10.64 kW ve minimum özgül yakıt tüketimi ise 1400 min-1
'de M100
yakıtında 299.76 g/kWh olarak ölçülmüştür. 
Deney motorunun egzoz çıkış borusundan gaz analiz cihazı probu ile egzoz emisyon değerleri
(CO, CO2, HC, O2, SO2, NOx) alınmıştır. CO emisyonlarındaki maksimum azalma E2.5B5M92.5 yakıtı ile 
2100 min-1
'de % 51.28 oranında elde edilmiştir. CO2 emisyonları genel olarak M100 yakıtında düşük 
çıkmaktadır. En düşük HC değeri 1900 min-1
'de M100 yakıtında 1 ppm ölçülmüştür. O2 emisyonlarında 
E5B2.5M92.5 yakıt türünde 1100 min-1
'de % 9.49 azalma meydana gelirken diğer yakıt türlerinde artış 
meydana gelmektedir. SO2 emisyonlarındaki maksimum azalma E2.5B5M92.5 yakıtı ile 1100 min-1
'de % 
67.12 oranında elde edilmiştir. Ortalama değerlere bakıldığında M100 yakıtının NOx emisyon değerleri 
diğer yakıt türlerine göre daha düşük seviyede oluşmuştur. Motor yağlama yağından alınan numunelerin 
analizi sonucunda, motor çalışma saati arttıkça numuneler içindeki aşınma elementlerinde de artışlar 
gözlenmiştir. ICP yağ analiz sonuçlarına göre motor yağlama yağı içerisindeki aşınma ürünlerinden 
alüminyum, kurşun, demir, krom ve bakır miktarı, grafiksel olarak ifade edilmiştir. E2.5B5M92.5 yakıtı 
kullanımında aşınma elementleri diğer yakıt türlerine göre daha iyi sonuçlar vermektedir. 
Anahtar Kelimeler: Aspir, Aspir Biyodizeli-Biyoetanol-Motorin Karışımları, Biyoetanol, 
Egzoz Emisyonları, Motor Aşınma Elementleri, Motor Performansı

Abstract:
In this study, biodiesel production was realized by converting raw oil obtained from safflower 
seed to Safflower Oil Methyl Esther (Safflower Biodiesel) by means of raw oil extraction with tempering 
at 90 oC and pressing after Vals process and consequently transesterification process followed raw oil 
extraction. Experimental fuels were obtained as in M100, E2.5B2.5M95, E5B5M90, E5B2.5M92.5 and E2.5B5M92.5
forms by mixing biodiesel fuel obtained from safflower with diesel fuel and bioethanol additives at a ratio 
of 2.5% and 5% and by mixing in volumetric ratio according to inversely proportion. Fuel properties of 
diesel fuel and the obtained fuel mixtures were determined with following tests; Kinematic viscosity, 
Density, Water content, PH values, Color determination, Heating value, Flash point, Fogging, Pour and 
Freezing points, Copper rod corrosion test, Iodine number, CFPP (Cold Filter Plunge Point) and Cetane 
number tests. 
Additionally, the fuel mixtures attained in the present study were investigated by trying them in 
a four strokes, single cylinder, direct injection, water cooled diesel engine. Engine was operated for 100 
hours for every fuel mixture under partial load conditions and samples were collected from engine 
lubricant oil at predetermined periods and putted in wear elements. At the end of engine experiments, 
performance characteristics of the engine which are engine torque, engine power and specific fuel 
consumption were obtained. The maximum engine torque was acquired with E5B2.5M92.5 fuel among other 
fuel mixtures at 1100 rev/min as 56.2 Nm, the maximum engine power was acquired with M100 fuel at 
2100 rev/min as 10.64 kW and the minimum specific fuel consumption was acquired with M100 fuel at 
1400 rev/min as 299.76 g/kWh. 
Exhaust emission values (CO, CO2, HC, O2, SO2, NOx) of the experimenting engine were 
collected via a probe of a gas analysis device from the outlet of the exhaust pipe of the engine. The 
maximum decrease in CO emissions was acquired with E2.5B5M92.5 fuel at 2100 rev/min as 51.28%. For 
the CO2 emissions, M100 fuel generally exhibited lower emission values. The lowest HC value was 
observed at 1900 rev/min engine speed as 1 ppm with M100 fuel. O2 emissions tended to decrease at a rate 
of 9.49% for E5B2.5M92.5 fuel at 1100 rev/min while other fuel mixtures resulted in an increase. Maximum 
decrease in SO2 emissions was attained with E2.5B5M92.5 fuel at 1100 rev/min as 67.12%. NOx emission 
values of M100 fuel occurred at lower levels comparing with the other fuel mixtures when the average 
values are considered. According to the examination of the engine lubrication oil samples, it was 
observed that the wear elements in the collected samples were increasing as the engine operation time 
was increasing. Aluminum, Lead, Ferrous, Chromium and Copper amounts in the engine lubrication oil 
were expressed in graphical form in the study according to the ICP analyses results. E2.5B5M92.5 fuel wear 
elements results were favorable than the other fuel mixtures in the study. 
Key Words: Safflower, Safflower Biodiesel-Bioethanol-Diesel mixtures, Bioethanol, Exhaust 
Emissions, Engine Wear Elements, Engine Performance