Atık taşıt lastiklerinden elde edilen pirolitik yağın reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli motorlarda kullanımının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the use of waste vehicle tires derived pyrolytic oil in reactivity controlled compression engines
Yazar: OKAN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. YASİN VAROL ; DR. MÜJDAT FIRAT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, atık taşıt lastiklerinden elde edilen pirolitik yağın reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli bir motorda düşük reaktiviteli yakıt olarak kullanımı deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar düşük reaktiviteli yakıtların kullanımına uygun olacak şekilde modifiye edilmiş tek silindirli, dört zamanlı ve direk püskürtmeli bir dizel motorda yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda yüksek reaktiviteli yakıt olarak petrol kökenli dizel yakıtı, düşük reaktiviteli yakıt olarak ise benzin ve atık lastik yağı (ALY) kullanılmıştır. Test yakıtları hacimsel olarak, %70 dizel-%30 benzin, %70 dizel-%30 atık lastik yağı, %40 dizel-%60 benzin ve %40 dizel-%60 atık lastik yağı olacak şekilde kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda, ilk aşamada 2500 d/d motor devrinde ve %20 motor yükünde düşük reaktiviteli yakıtların %30 oranında kullanıldığı şartlarda değişen püskürtme zamanları incelenmiştir. İkinci aşamada ise 2500 d/d motor devrinde ve %0, %20 ve %60 motor yüklerinde düşük reaktiviteli yakıtların %30 (RCCI30) ve %60 (RCCI60) oranında kullanıldığı şartlarda motor performans ve emisyon değerleri araştırılmıştır. 
Deney sonuçları incelendiğinde, üst ölü noktadan önce -160 püskürtme zamanında %20 yük koşulunda ve RCCI30 durumunda benzin ve ALY yakıtlarının motor performansını ve yanma karakteristiklerini belirli ölçüde değiştirerek bazı egzoz emisyonlarını iyileştirdiği görülmüştür. RCCI30 ve RCCI60 durumlarında oluşan silindir içi basınçların geleneksel dizel sonuçlarına yaklaştığı, ısı salınımının ise belirgin bir şekilde değişmediği görülmüştür. RCCI60 durumunda vuruntu yoğunluğunun dizele göre benzin yakıtı kullanımı durumunda daha düşük çıktığı, ALY kullanımında ise yaklaştığı görülmüştür. Egzoz emisyonlarında ALY'nin HC ve NOx emisyonlarında, benzinin ise NOx ve is emisyonlarında düşüş yaşanmasına belirgin şekilde etki ettikleri tespit edilmiştir. Özgül yakıt tüketiminin benzin için en düşük, ALY yakıtı için ise en yüksek olduğu görülmüştür. Fren termal veriminin benzin için %0 yük ve RCCI30 durumlarında düşük, %60 yük ve RCCI60 durumlarında ise yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bunun yanında, ALY yakıtı için ise genel olarak düşük değerlerde olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, deneysel çalışmalarda ALY ve benzinin RCCI motorda başarılı bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
In this study, the use of pyrolytic oil obtained from waste vehicle tires as a low reactivity fuel in an reactivity controlled compression ignition engine was investigated experimentally. Experimental studies were carried out in a single cylinder, four stroke and direct injection diesel engine modified to be suitable for the use of low reactivity fuels. In the experimental studies, diesel fuel of petroleum origin was used as high reactivity fuel. Gasoline and waste tire oil (WTO) were used as low reactivity fuel. The test fuels were used by volume as 70% diesel- 30% gasoline, 70% diesel- 30% waste tire oil, 40% diesel- 60% gasoline and 40% diesel- 60% waste tire oil. In experimental studies, injection times varying in conditions using 30% of low reactivity fuels at 2500 rpm engine speed and 20% engine load were investigated in the first stage.
When the test results were examined, it was observed that before top dead center, gasoline and WTO fuels improved the engine performance and combustion characteristics to a certain extent under 20% load condition and RCCI30 at -160 injection time and improved some exhaust emissions. In-cylinder pressures in RCCI30 and RCCI60 cases were found to close the conventional diesel results, whereas heat release did not change significantly. In the case of RCCI60, the ringing density was observed to be lower in the case of gasoline fuel use compared to diesel. In the use of WTO, it was found that getting closer the results. It has been found that WTO in exhaust emissions has a significant effect on decreases in HC and NOx emissions and gasoline in NOx and soot emissions. Specific fuel consumption was found to be the lowest for gasoline and highest for WTO fuel. Brake thermal efficiency was low for gasoline at 0% load and RCCI30, and high at 60% load and RCCI60. In addition, WTO fuel was generally found to be low. In conclusion, experimental studies have shown that WTO and gasoline can be used successfully in RCCI engine.