Çift yakıtlı bir dizel motorda bütanol izomerlerinin yakıt olarak kullanımının deneysel araştırılması
Experimental investigation of butanol isomers as fuel in a dual fuel diesel engine
Yazar: MEHMET FERRUH KILINÇ
Danışman: DOÇ. DR. MÜJDAT FIRAT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Ana Bilim Dalı / Taşıt Tahrik ve Güç Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
İçten yanmalı motorlarda kullanılan fosil kökkenli yakıtlar hem tükenme riski ile karşı karşıya kalmış 
hemde yüksek kirletici yapıları ile tartışılır hale gelmiştir. Kirletici emisyonlar, özellikle dizel motorlarda 
tehlikeli bir yapıya sahip olup, bu motorların kullanımlarını kısıtlamaktadır. Araştırmacılar bu problemlerin 
üstesinden gelmek için alternatif yakıt ve yanma stratejileri üzerine araştırmalar yürütmektedir. Bu tez 
çalışması kapsamında dizel bir motorda alternatif yakıt kullanımı ve çift yakıt stretejisi uygulanarak yanma 
karakteristikleri ve kirletici emisyon oluşumlarına etkisi incelenmiştir. Çalışmalar tek silindirli, hava 
soğutmalı ve common rail yakıt enjeksiyon sistemine sahip dizel bir motorda sabit motor hızı 2400d/d ve 
sabit motor yükü %50 şartları altında gerçekleştirilmiştir. Alternatif yakıt olarak bütanol izomerleri olan n￾bütanol, sec-bütanol, izo-bütanol ve tert bütanol seçilmiştir. Böylelikle son yıllarda umut verici alternatif bir 
yakıt olan bütanol için detaylı bir araştırma yapılmıştır. Çift yakıtlı yanma statejisinde ise dizel yakıtı silindir 
içine direkt enjekte edilirken, ikincil yakıt (bütanol) port enjeksiyon tekniği kullanılarak emme zamanı 
başında silindir içerisine gönderilmiştir. Bütanol izomerlerinin %15, %30 ve %45 karışım oranı için testler 
tekrarlanmıştır. 
Bu tez çalışması sonucunda, bütanol izomerlerinin bir dizel motora çift yakıt stratejisi ile birlikte 
kullanımına ait sonuçlar detaylı olarak sunulmuştur. Deney motorundan elde edilen yanma karakterisitkleri 
ve kirletici emisyon sonuçları çalışma parameterelerine göre tartışılmıştır. Bütanol izomerleirnin çift yakıt 
stratejisi ile kullanımında motor performasnında çok öenmli bir kayıp yaşanmazken, duman opaklığında çok 
öenmli bir azalma olduğu aynı zamanda düşük karışım oranlarında eş zamanlı olarak NOx emisyonlarınında 
azaldığı gözlenmiştir

Abstract:
Fossil-based fuels used in internal combustion engines are not only at risk of depletion but also 
controversial due to their high pollutant emissions. Diesel engines, in particular, produce hazardous 
emissions, limiting their usage. Researchers are actively investigating alternative fuels and combustion 
strategies to address these issues. This thesis explores the combustion characteristics and pollutant emissions 
in a diesel engine using alternative fuels and a dual-fuel strategy.
Experiments were conducted on a single-cylinder, air-cooled diesel engine equipped with a common 
rail fuel injection system, operating at a constant speed of 2400 RPM and a fixed load of 50%. The alternative 
fuels chosen were the butanol isomers: n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, and tert-butanol, with the aim of 
conducting a comprehensive study on butanol, a promising alternative fuel in recent years. In the dual-fuel 
combustion strategy, diesel fuel was directly injected into the cylinder, while the secondary fuel (butanol) 
was introduced at the beginning of the intake stroke using port injection.
Tests were repeated for mixture ratios of 15%, 30%, and 45% of the butanol isomers. The results of 
utilizing butanol isomers in a diesel engine with a dual-fuel strategy are presented in detail. The combustion 
characteristics and pollutant emissions are discussed based on the study parameters. It was observed that the 
dual-fuel strategy using butanol isomers did not significantly compromise engine performance, significantly 
reduced smoke opacity, and concurrently decreased NOx emissions at lower mixture ratios.