Biyodizel kullanımında püskürtme avansının performans ve emisyonlara etkisi
Effect of injection timing on the performance and emissions with biodiesel
Yazar: VEYSEL KARANİ ULUDAĞ
Danışman: DOÇ. DR. METİN GÜMÜŞ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Dizel motorlar = Diesel engines ; Emisyon = Emission ; Enjeksiyon avansı = Injection advance ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Endüstrileşmedeki ve nüfustaki artıştan dolayı, enerji ihtiyacı giderek artmaktadır. Fosil yakıtların kullanımı sayesinde insanların hayat standartları yükselmiştir. Ancak fosil yakıtların hızla tüketilmeleri ve kullanımından kaynaklanan hava kirliliği önemli bir sorun haline gelmiştir. Bu nedenle günümüzde alternatif yakıtlar üzerindeki çalışmalar önem kazanmaya başlamış ve bitkisel yağlardan üretilen biyodizelin dizel motorlarda önemli bir değişiklik yapılmaksızın kullanılması gündeme gelmiştir. Buna ilişkin olarak, motor performansını ve emisyonlarını etkileyen temel faktörlerden birisi olan püskürtme avansı üzerindeki çalışmalar önem kazanmıştır.Bu çalışmada, biyodizel-dizel yakıtı karışımı kullanılan tek silindirli, dört zamanlı ve direkt püskürtmeli bir dizel motorda püskürtme avansının motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisi deneysel olarak araştırılmıştır.Motor testlerinde B5, B20, B50 ve B100 yakıt karışımları kullanılmıştır. Her yakıt sabit motor devrinde (2200 d/d) farklı püskürtme avanslarında ve farklı motor yüklerinde (5, 10, 15, 20 N.m) test edilmiştir. Test motorunun standart püskürtme avansı üst ölü noktadan önce 20o krank mili açısıdır. Bu çalışmada üç farklı püskürtme avansı (üst ölü noktadan önce 15o, 20o ve 25o krank mili açısı) kullanılmıştır.Test sonuçlarına göre; karışım içindeki biyodizel miktarı arttıkça özgül yakıt tüketimi, özgül enerji tüketimi, sıcaklık, azot oksit ve karbondioksit emisyonlarında artış ve karbonmonoksit, hidrokarbon ve is emisyonları ile efektif verimde azalma gözlemlenmiştir.Aynı şekilde, püskürtme avansı standart değerin dışına çıkarıldığı zaman, özgül yakıt tüketimi ve özgül enerji tüketiminde artış, efektif verimde azalma gözlemlenmiştir. Püskürtme avansı standart değerden erkene alındığı zaman karbonmonoksit, hidrokarbon ve is emisyonlarında azalma, karbondioksit, azot oksit emisyonları ile sıcaklıkta artış meydana gelmiştir. Püskürtme avansı standart değerden geciktirildiği zaman ise, karbonmonoksit, hidrokarbon ve is emisyonlarında artış, karbondioksit, azot oksit emisyonlarında ve sıcaklıkta azalma meydana gelmiştir.

Abstract:
Because of the industrialization and the increase in population, the need for energy grew increasingly. Life standards of people increased thanks to the use of fossil fuels. But, rapid consumption of fossil fuels and air pollution resulting from their usage has become a major concern. Thus, nowadays studies on alternative fuels have become more of an issue and use of biodiesel produced from vegetable oils in diesel engines without a major modification has become a current issue. Related to this, studies on injection timing, one of the main elements affecting the engine performance and emissions, have gain importance.In this study; the influence of the injection timing on the engine performance and exhaust emissions of a single cylinder, four-stroke and direct injection diesel engine using biodiesel-diesel fuel blend has been investigated experimentally.Fuel blends B5, B20, B50 and B100 were used on engine tests. All fuels were tested at fixed engine speed (2200 rpm) with various injecting timings and engine loads (5, 10, 15, 20 N.m). Standard injection timing of the test engine was 20o crankshaft angle before top dead center. In this study, three different injection timings (15o, 20o and 25o crankshaft angle before top dead center) were used.According to the test results; when the biodiesel content in the mixture increased, there was an increase in specific fuel consumption, specific energy consumption, temperature, nitrogen oxide and carbonmonoxide emissions, and a decrease in carbonmonoxide, hydrocarbon and smoke emissions together with thermal efficiency.In the same way, when the injection timing was varied from the standard value, there was an increase in specific fuel consumption and specific energy consumption and a decrease in thermal efficiency. When the injection timing was advanced, there was a decrease in carbonmonoxide, hydrocarbon, smoke emissions and there was an increase in carbondioxide, nitrogen oxide emissions and temperature. When the injection timing was retarded, there was an increase in carbonmonoxide, hydrocarbon, smoke emissions and there was a decrease in carbondioxide, nitrogen oxide emissions and temperature.