Buji ile ateşlemeli motorlarda etil alkol-benzin karışımı kullanımında optimum çalışma parametrelerinin araştırılması
The investigation of optimum working parameters of spark ignition engines using ethyl alcohol-gasoline blend
Yazar: TOLGA TOPGÜL
Danışman: DOÇ. DR. SERDAR YÜCESU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
BUJİ İLE ATEŞLEMELİ MOTORLARDA ETİL ALKOL-BENZİNKARIŞIMI KULLANIMINDA OPTİMUM ÇALIŞMAPARAMETRELERİNİN ARAŞTIRILMASI(Doktora Tezi)Tolga TOPGÜLGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜHaziran 2006ÖZETBuji ile ateşlemeli motorlarda petrole alternatif olarak yenilenebilir bir enerjikaynağı olan etil alkol günümüzde gittikçe önem kazanmaktadır. Yapılan buçalışmada kurşunsuz benzin (E0) ve kurşunsuz benzin-etanol karışımlarının(E10, E20, E40 ve E60) motor performansına, egzoz emisyonlarına, ısıkayıplarına ve silindir basınçlarına etkisi deneysel olarak incelenmiştir.Deneyler dört zamanlı, tek silindirli, değişken sıkıştırma oranlı, buji ileateşlemeli ve enjeksiyonlu Hydra marka motorda gerçekleştirilmiştir. Deneyler,farklı motor devri ve yüklerinde sıkıştırma oranı, ateşleme zamanı, HFK vegiriş hava sıcaklığı değiştirilerek yapılmıştır. Düşük sıkıştırma oranlarında enyüksek motor momentini veren ateşleme zamanı, yakıtlar arasında önemli birfarklılık göstermemiştir. Özellikle yüksek sıkıştırma oranlarında ve düşükmotor devirlerinde motor performansı karışımdaki etanol miktarına bağlıolarak artmıştır. En yüksek motor momentini veren ateşleme zamanındahava/yakıt oranı ve giriş hava sıcaklığının motor performansı ve egzozemisyonlarının değişimine etkileri tüm yakıtlarda benzerdir. Isı kayıpları,etanol-benzin karışımları kullanıldığında kurşunsuz benzinlekarşılaştırıldığında azalmıştır. Kullanılan yakıtlar arasında en iyi vuruntudayanımına sahip olan E60 yakıtında daha yüksek silindir basıncı eldeedilmiştir. Motor performansının tahmini için yapay sinir ağı (YSA)kullanılmıştır. YSA için eğitim verileri deneysel ölçümlerden sağlanmıştır.Motor momenti ve FÖYT için R2 değerleri 0,999569 ve 0,999717 olarakbulunmuştur. Sonuçlar YSA'nın motor parametrelerinde kabul edilebilirtahminler sağladığını göstermektedir.Bilim Kodu : 708.3.026Anahtar Kelimeler : Kurşunsuz benzin-etanol karışımları, alternatif yakıt,buji ile ateşlemeli motor, motor performansı, egzozemisyonlarıSayfa Adedi : 195Tez Yöneticisi : Doç. Dr. H. Serdar YÜCESU

Abstract:
THE INVESTIGATION OF OPTIMUM WORKING PARAMETERS OFSPARK IGNITION ENGINES USING ETHYL ALCOHOL-GASOLINEBLEND(Ph.D. Thesis)Tolga TOPGÜLGAZI UNIVERSITYINSTUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGYJune 2006ABSTRACTAs a renewable energy source for the spark ignition engines, ethyl alcohol gainsimportance recently. In this study, the effects of using unleaded gasoline (E0)and unleaded gasoline-ethanol blends (E10, E20, E40 and E60) on engineperformance, exhaust emissions, heat losses and cylinder pressures haveinvestigated experimentally. The experiments were conducted on a Hydra singlecylinder, four-stroke, variable compression ratio, spark ignition and fuelinjection engine. The tests were performed by varying the compression ratio,ignition timing, excess air coefficient and inlet air temperature at differentengine speeds and loads. Maximum brake torque spark timing of the engineobtained with blends, showed no significant change relative to unleaded gasolineunder low compression ratios. The engine performance improved depending onthe ethanol percentage especially at high compression ratios and low enginespeeds. At maximum brake torque spark timing, the effects of air/fuel ratio andinlet air temperature on the variations of engine performance and exhaustemissions are similar with all fuels. Heat losses decreased used with ethanol-gasoline blends a compared to unleaded gasoline. The highest cylinder pressurewas obtained using E60, which has the best anti-knock characteristics amongtest fuels. An artificial neural network (ANN) is used for prediction of engineperformance. The training data for ANN is obtained from experimentalmeasurements. It was found the R2 values are 0,999569 and 0,999717 for theengine torque and BSFC respectively. The results show that ANN providesacceptable predictions in the parameters of the engine.Science Code : 708.3.026Key Words : Unleaded gasoline-ethanol blends, alternative fuel, sparkignition engine, engine performance, exhaust emissionsPage Number : 195Adviser : Assoc. Prof. Dr. H. Serdar YÜCESU