Farklı alkol yakıt kullanılan buji ateşlemeli motorlarda performans, emisyon ve yanma karakteristiklerindeki değişimlerin incelenmesi
An investigation of changes on performance, emission and combustion characteristics in spark ignition engines used different alcohol fuels
Yazar: MELTEM GÖKTAŞ
Danışman: PROF. DR. CENK SAYIN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Zamanla enerjiye olan ihtiyacın artmasıyla bu ihtiyaçların karşılanması için fosil
yakıtlar gibi çevreye zarar veren yakıtların kullanılması; insanları, çevre ile dost olan
ve ihtiyaçları istenilen seviyede karşılayabilen enerji kaynakları arayışlarına
yönlendirmiştir. Fosil yakıtlar ile çalışan taşıtlar, çevrede zararlı gazların artmasına ve
petrol rezervlerinin azalmasına neden olmaktadır. Bu yüzden, bu zararları azaltmak için
pek çok araştırmacı benzinli motorlarda istenilen performansı elde edebilen ve çevreye
daha az oranda emisyon bırakabilen yakıt arayışında bulunmuşlardır. Saf olarak ya da
belirli oranlarda benzin ile karıştırılarak kullanılan alkoller, bu yakıtlardan bazılarıdır. Alkollerin söz konusu avantajlarından yola çıkılarak, buji ateşlemeli motorlarda alkollü yakıt kullanılması üzerine geçmişten günümüze çok sayıda çalışma gerçekleştirilmiştir.
Bu tez çalışmasında da, benzinli motorlarda alkol yakıt kullanılması durumunda motor
performansında, emisyonlarda ve yanma karakteristiklerinde gerçekleşen değişimleri
belirten çalışmalar detaylı bir şekilde incelenerek tablolar oluşturulmuş ve bu
tablolarda ilgili parametrelerdeki artış ve azalışlar belirtilmiştir. Ayrıca, hangi çeşit ve ne kadarlık oranda alkol kullanılmasıyla, bu parametrelerde, benzinin kullanılmasına
kıyasla gerçekleşen değişimleri belirten şekiller oluşturulmuştur. Yapılan araştırmalar
neticesinde; benzinli motorlarda alkol kullanılmasıyla, genel itibariyle, termal verimin
arttığı, özellikle metanol ve etanolün kullanılmasıyla tork, efektif güç, volümetrik
verim ve özgül yakıt tüketiminin arttığı sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte, alkol
kullanımı ile genel olarak hidrokarbon (HC) ve karbonmonoksit (CO) emisyonlarının
azaldığı, karbondioksit (CO2) emisyonunun arttığı; azot oksit (NOx) emisyonlarının
hem arttığı hem de azaldığı gözlenmiştir. Bunun yanı sıra, silindir gaz basıncının
metanol ile arttığı ve etanol ve bütanol ile azaldığı, ısı salınım hızının etanol ile azaldığı ve iso-propanol ile arttığı ve egzoz gazı sıcaklığının ise azaldığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
By increasing energy demand in time, using fuels which damage environment like
fossils to supply this demand led the people to search new energy sources which are
environment-friendly and can supply needs in desired level. Vehicles powered by fossilfuels
cause to increase harmful gases in the environment and decrease petroleum
reserves. Hence, to minimize these damages, many researchers were in search of fuels
which could obtain desired performance and release minimum rates of exhaust
emissions in spark ignition (SI) engines. Alcohols (methanol, ethanol, propanol and
butanol) which are used in pure form or blending with gasoline in definite proportions
are some of these fuels. By these advantages of alcohols, many experimental studies
were carried out about using alcohols in spark ignition engines from past to present.
In this thesis study, experimental studies which indicate the changes in performance
parameters, emissions and combustion characteristics by using alcohol in SI engines
were investigated in detail and the increments and decrements in related parameters
were indicated in separated tables. In addition, the graphs which indicate how much
alteration obtained by using which kind of alcohol and which amount of this alcohol in
comparison with using gasoline were created. In results of researches conducted, by
using alcohol in SI engines, generally, thermal efficiency increased; torque, brake
power, volumetric efficiency and specific fuel consumption increased by methanol and
ethanol, especially; hydrocarcon (HC), carbon monoxide (CO) emissions decreased and
carbon dioxide (CO2) emission increased by alcohol, generally; nitrogen oxide (NOx)
emission both increased and decreased by alcohols, generally; in-cylinder pressure
increased by methanol and decreased by ethanol and butanol; heat release rate decreased
by ethanol and increased by iso-propanol; and exhaust gas temperature decreased.