Oktan sayısı ve LPG karışımının buji ateşlemeli bir motorun performans ve emisyonuna etkisinin deneysel incelenmesi
An experimental investigation of the effect of octane number and LPG mixture on the performance and emission of a spark ignition engine
Yazar: CENK SAYIN
Danışman: DOÇ.DR. İBRAHİM KILIÇASLAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Benzin içten yanmalı motorların temel yakıtıdır. Benzinin verimini yükseltmek, niteliklerini değiştirmek ve geliştirmek için yapılan çalışmalar otomotiv sektöründeki gelişmelere her zaman öncü olmuştur. Benzinle çalışan motorların yerini başka tür yakıtlar alıncaya kadar bu yakın ilişki devam edecektir. Günümüzde motorun ihtiyacından yüksek oktanlı benzin kullanımının güç, yakıt tüketimi ve egzoz emisyonlarına etkisi tartışılmaktadır. Bu çalışmada sıkıştırma oranına bağlı olarak 91 oktanlı normal benzin kullanımı öngörülen klasik bir benzin motorunda 91, 93, 95 (süper) ve 95,3 oktanlı (kurşunsuz) benzin denenmiş ve motor performansı ile egzoz emisyonlarına etkileri incelenmiştir. Deneyler sabit yük şartlarında gerçekleştirilmiş ve FIAT DKS tip benzinli motor kullanılmıştır. Deney sonuçlan, en iyi performansın 91 oktanlı normal benzinden, en düşük emisyonlar (CO ve HC)'ın ise 95,3 oktanlı kurşunsuz benzinden elde edildiğini göstermiştir. Deney sonuçlarına göre en iyi performans (efektif güç ve özgül yakıt tüketimi) üreten 91 oktanlı normal benzin, optimizasyon çalışmaları için referans yakıt kabul edilmiştir. Kimyasal damıtma işlemi uygulanan 91 oktanlı benzinde emisyonların oluşmasında en önemli parametrelerden biri olan yakıtın içeriğindeki kurşun tetra etil miktarı %80 oranında azaltılmıştır. Damıtılmış benzinle yapılan ön deneyler daha iyi emisyon sonuçlan vermiştir. Ancak damıtma işlemiyle maliyet yükselmiştir. Bu sonuç damıtılan benzinin daha ekonomik alternatif bir yakıtla birlikte (çift yakıtlı çalışma) kullanımı gerekliliğini ortaya çıkarmıştır.Bu amaçla test motoru LPG+benzin ile çalışabilecek şekilde modifiye edilmiştir. Sonuçta çift yakıtlı çalışmada özgül yakıt tüketimi ise %5 azalmıştır. Emisyonlarda ise yaklaşık olarak CO'de %13, HC'da işe %5 oranında tek yakılı çalışmaya göre azalma sağlanmıştır. Deney motoru için en iyi motor performansı ve en az egzoz emisyonları (HC ve CO) üreten yakıt 90,725 oktanlı damıtılmış normal benzin+LPG olarak belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler : Oktan Sayısı, Benzinli Motor, Motor performansı, Egzoz Emisyonu, Kimyasal Damıtma, Çift yakıt

Abstract:
The gasoline is main fuel for internal combustion engine. Studies about for increasing efficiency of gasoline, changing its attributes and progressing features are the major requirement of the automotive industry. The kinds of studies will be continued while an alternative fuel will replace gasoline. Currently the effects of using higher-octane gasoline then engine requirement on power, fuel economy and exhaust emission is revealed. In this study the engine required 91-octane gasoline (regular) was tested 91, 93, 95 (premium gasoline) and 95,3 octane gasoline (unleaded) and these effects of engine performance and exhaust emission are investigated. Experiments were conducted at constant load and used FIAT DKS type spark ignition engine Experimental results showed that engine performance values of 91-octane gasoline were higher than the others gasoline and emissions (HC and CO) were lower with 95,3-octane gasoline than the others gasoline. In terms of experimental results, the 91-octane gasoline that reference fuel to optimisation carried out the best performance. The amount of tetra alkyl lead, which is one of the most important parameters in the exhaust emissions of 91-octane gasoline to be subjected to chemical distillation, decreases 80%. Preliminary experiments conducted with distilled gasoline gave better emissions. But distillation process caused excessive operating costs. This results had made necessary distilled gasoline using with together less economical an alternative fuels. For this purpose, the test engine modified to able to operate with gasoline+LPG fuel. As a result the dual fuel operation when compared with the single operation, brake specific fuel consumption was reduced approximately 5%, HC emission was decreased nearly 5% and CO emission was diminished about 13%. It was been determined that distilled gasoline with 90,725-octane+LPG which produced the best performance and the least for the test engine.Keywords: Octane Number, Gasoline Engine, Engine Performance, Exhaust Emission, Chemical Distillation, Dual Fuels