Dizel motorlarda hava filtresinde oluşan kirlilik (tıkanıklık) seviyesinin, motorun karakteristik özelliklerine ve emisyona etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects on engine characteristics and emissions the pollution (clogging) level of the air filter in diesel engines
Yazar: İLKER SELVİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİNÇER AKAL
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dizel motorlar = Diesel engines ; Emisyon = Emission ; Güç = Power ; Hava filtresi = Air filter ; Yakıt tüketimi = Fuel consumption

Özet:
İçten yanmalı motorlarda, teknolojik gelişmelere bağlı olarak kullanılan yakıtlardan elde edilen enerji kadar çevreye atılan zararlı gazların seviye sininde azaltılması zorunlu hale gelmektedir. Özellikle dizel motorların, yakıt tüketimi ve egzozdan atılan zararlı gazların azaltılması her geçen gün daha fazla önem kazanmaktadır. Dizel motorlar, kamyon, çekici, kamyonet, otobüs, minibüs, kara taşıtı, traktör, biçerdöver ve iş makinesi gibi büyük tork ve güç gerektiren araçlarda hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu araçlar çalışma koşullarında zamanla çok daha fazla toza maruz kaldıklarından dolayı hava filtresinde biriken toz miktarına bağlı olarak motorun ürettiği güç ve tork azalırken yakıt tüketimi artar. Hava filtresi maksimum kirlenme, tıkanıklık seviyesinde ise motorun verimi daha fazla düşer ve çevreye atılan zararlı egzoz emisyonları da artış göstermektedir. Bu olumsuz durum hem ekonomik hem de çevresel faktörler için risk teşkil etmektedir.
Bu çalışmada, kullanıma bağlı olarak hava filtresinde oluşan kirlilik (tıkanma) seviyesinin motorun karakteristik özelliklerine (Güç, Tork, Yakıt Tüketimi) ve çevreye atılan zararlı emisyonlarının seviyesi incelenmiştir. Traktörler tarla şartlarında en uzun süre ile maksimim tork değeri olan 1400 d/dk ve ulaşım da 2200 d/dk motor devirlerinde kullanılmaktadır. Bu nedenle traktör motoru başlangıçta 1400 d/dk da sabitlenerek, emme sisteminde hava filtresi yeni iken oluşan- 1mbar, sonrasında kirliliğe bağlı olarak -21 mbar, -40 mbar ve tam tıkanıklık halindeki -65 mbar basınç düşüşü şartlarında testler yapılmıştır. Daha sonra ayni testler motorun maksimum güce sahip olduğu 2200 d/dk değere sabitlenerek yapılmıştır. Hava filtresi tıkanıklık seviyesine bağlı olarak emme sisteminde meydana gelen basınç düşüşü motorun tork ve gücünü düşürmektedir. Aynı zamanda basınç düşüşünün artması, yakıt tüketimi ve egzozdan atılan zararlı gazları da önemli oranda arttırmaktadır. Bu çalışma kapsamında deneysel sonuçlara ait grafikler çizilerek hava filtresi tıkanıklık seviyesinin etkileri detaylı olarak açıklanmıştır.

Abstract:
In internal combustion engines, depending on the technological developments, it becomes necessary to reduce the level of harmful gases emitted to the environment as much as the energy obtained from the fuels used. Reducing the fuel consumption and harmful gases emitted from the exhaust, especially of diesel engines, is gaining more and more importance day by day. Diesel engines are widely used in vehicles that require large torque and power, such as trucks, tow trucks, pick-up trucks, buses, minibuses, land vehicles, tractors, combines, and heavy equipment. Since these vehicles are exposed to much more dust over time under operating conditions, depending on the amount of dust accumulated in the air filter, the power and torque produced by the engine decreases while fuel consumption increases. If the air filter is at maximum pollution and clogging level, the efficiency of the engine decreases more and the exhaust emissions harmful to the environment increase. This negative situation poses a risk for both economic and environmental factors.
In this study, the pollution (Clogging) level of the air filter depending on usage, the characteristics of the engine (Power, Torque, Fuel Consumption) and the level of harmful emissions to the environment were examined. Tractors are used for the longest period of time under field conditions at 1400 rpm, which is the maximum torque value, and at 2200 rpm in transportation For this reason, the tractor engine was first fixed at 1400 rpm and tests were carried out under pressure drop conditions of 1 mbar, then 21 mbar, 40 mbar and 65 mbar depending on the pollution while the air filter was new in the intake system. Then, the same tests were carried out by fixing the engine at 2200 rpm, which is the maximum power. Depending on the air filter clogging level, the pressure drop in the intake system reduces the torque and power of the engine. At the same time, the increase in pressure drop significantly increases fuel consumption and harmful gases emitted from the exhaust. Within the scope of this study, the effects of the air filter clogging level are explained in detail by drawing graphs of the experimental results.