Yakıt katkı maddelerinin motor performans ve egzoz emisyonlarına etkilerinin araştırılması
Investigation of fuel additives's effects on engine performanceand exhaust emissions
Yazar: ORHAN GANIYEV
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ÖZCAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Enerji = Energy ; Makine mühendisliği = Mechanical engineering ; Yakıtlar = Fuels ; Yanma = Combustion

Özet:
Yapılan bu tez çalışmasında oksijenli yakıt olarak etil asetat ve metil asetatın Kirloskar Oil Engines Ltd. tarafından üretilen ve 0,661 cc motor hacmine sahip dört zamanlı buji ateşlemeli motorun performans ve emisyonlarına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Kirloskar motor, tek silindirli, 4 zamanlı, su soğutmalı, model TV1, strok ve çapı sırasıyla 110 mm ve 87,5 mm dir. Etil asetat ve metil asetat, kurşunsuz saf benzin ile %5 ve %10 hacimsel oranlarda karıştırılarak elde edilen numunelerin yoğunluk ve ısıl değerleri ölçülmüştür. Aynı zamanda bu yakıtların distilasyon eğrileri de elde edilmiştir. Yakıtın vuruntu direnci artırmak, CO, HC ve PM emisyonlarını azaltmak için rafinerilerde, benzin farklı oranlarda farklı oksijenli yakıtlar ile harmanlanmaktadır. Bu çalışmada, oksijenli yakıt katkı maddeleri olarak etil asetat ve metil asetatın buji ateşlemeli motorun performansı ve emisyonları üzerindeki etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Deneyler 1500 d/dk sabit motor hızında ve dört farklı yükte ( 104, 207, 311 ve 414 kPa) gerçekleştirilmiştir. Motorda herhangi bir modifikasyon yapılmamıştır. Tüm deneyler sabit sıkıştırma oranı (8:1) ve ateşleme avansında gerçekleştirilmiştir. Deneyler sırasında hava debisi, yakıt debisi, motor momenti, devir sayısı ile CO, HC, CO2 ve NOx emisyonları ölçülmüştür. Elde edilen deney sonuçlarına göre oksijenli yakıtların kurşunsuz benzine %5 ve %10 oranında eklenmesinin motorun fren özgül yakıt tüketiminin ve NOx emisyonlarının arttığı, efektif verim, CO ve HC emisyonlarının ise azaldığı görülmüştür. Elde edilen bu bulgular, literatürde diğer oksijenli yakıt katkılarının kullanılması ile elde edilen sonuçlarla uyuşmaktadır. Bu nedenle
etil asetatın ve metil asetatın %5 ve %10 oranında benzine katılarak kullanılabileceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Metil asetat, Etil asetat, Buji ateşlemeli motor, Performans,  Oksijenli Yakıt, Benzin, Performans, Emisyon

Abstract:
Two fuel samples are utilized to test the performance and outflow of 0.661 cc engine which was manufactured by Kirloskar Oil Engines Ltd. Kirloskar engine, 1 type cylinder, 4 stroke gasoline water cooled, Model TV1, volume of stroke and bore respectively 110 mm, 87.5 mm. These fuel samples are comprise of ethyl-acetate and methyl acetate fuel samples obtained by blending immaculate gasoline with methyl acetate and ethyl acetate in ratios of 5% and 10% on premise of total volume of the fuel. We have investigated oxygenated fuel additives in this study, the impacts of the oxygenated fuel additives on the performance and emissions of SI (Spark Ignition) were tentatively researched by mixing ethyl acetate with gasoline at 5% and 10% on a volumetric proportion. With respect to the experimental results obtained at 1500 rpm and five divers loads appeared that the supplement of ethyl acetate to unleaded gasoline increased the brake specific fuel consumption and NOx emissions, while decreased the effective efficiency, CO and HC emissions. That can be said, ethyl acetate can be utilized as a new oxygenated fuel additive since similar results are obtained in literature when other oxygenated fuel additives are used in SI engines. The other goal of this article is to investigate the utilize of methyl acetate as oxygenated fuel mix up for base gasoline in SI engine. The impacts of methyl acetate on engine performance parameters (brake specific fuel
consumption, brake thermal efficiency and energy consumption rate) and exhaust emissions (CO, HC, CO2 and NOX) of SI engine have been tentatively investigated. Engine test were performed on a single cylinder, water cooled, spark-ignition test engine at steady moderate speed; 1500 rpm for distinctive loads; 104, 207, 311 and 414 kPa charged the engine with base gasoline, M5 (95% base gasoline + 5% methyl acetate) and M10 (90% base gasoline +
10% methyl acetate). The conclusion indicate that addition of methyl acetate to base gasoline boost the brake specific fuel consumption although decrease the brake thermal efficiency of the motor. In addition to, it was moreover observed that methyl acetate adjunct has not a great influence on HC emissions, nevertheless, reduces CO and rising up CO2 emissions. NOX outcome indicated a dramatic increment in the level of NOX emissions with the supplement of methyl acetate.

Key Words: Methyl acetate, Ethyl acetate, Spark ignition engine, Performance,  Oxygenated Fuel, Gasoline, Emissions