İçten yanmalı bir motorda alkol-benzin karışımlarının motor performansı ve emisyonlara etkisi
The effect of alcohol-gasoline mixtures on engine performance and emissions in an internal combustion engine
Yazar: VEYSEL KARANİ YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MURAT CİNİVİZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Gunt CT 152 model, dört zamanlı, tek silindirli, hava soğutmalı, karbüratörlü bir benzinli motorda farklı oranlarda metanol-benzin ve izobütanol-benzin karışımlarının motor performansı ve egzoz emisyonları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Metanol ve izobütanol, zararlı emisyonları azaltma ve motor performansını iyileştirme potansiyelleri nedeniyle tercih edilmiştir. Deneysel çalışmada test yakıtı olarak metanol-benzin karışımları %15, %25 ve %35 oranlarında hazırlanmıştır. Değişik motor yüklerinde ve 2500 ila 3500 dev/dk arasında deneyler yapılmıştır. Karışım oranlarına göre motor performansının çeşitli parametreleri incelenmiştir. Bunlar, egzoz gazı sıcaklığı ve egzoz emisyonları (CO, HC, CO2, NOx ve O2), fren özgül yakıt tüketimi, güç ve fren özgül enerji tüketimi dahil olmak üzere bir dizi parametreyi içermektedir. İzobütanol-benzin karışımları kullanıldığında, fren özgül yakıt tüketimi, fren özgül enerji tüketimi, egzoz gaz sıcaklığı, CO2 emisyonları artmıştır. Ancak fren termik verimi artmış ve HC ve CO emisyonları azalmıştır. Benzer şekilde, metanol ve benzin karışımları araştırıldı ve izobütanolün daha düşük emisyon değerleri ve daha yüksek termal verim sağladığı bulunmuştur. Çalışma, %25 izobütanol içeren yakıt karışımında en yüksek termal verimi göstermiştir. Bu karışımın termal verim oranı %21,8. Metanol-benzin karışımları için termal verim değerleri %15, %25, %22.3 ve %35 olarak bulunmuştur.
Sonuç olarak, izobütanol ve metanol karışımlarının hem motor performansını hem de emisyonları azaltma yeteneğine sahip olduğu tespit edilmiştir. İzobütanol çevresel açıdan daha iyi bir yakıttır. Bu sonuçlar, biyoyakıt olarak metanol ve izobütanol kullanımını teşvik etmelidir.

Abstract:
In this study, the effects of different ratios of methanol-gasoline and isobutanol-gasoline mixtures on engine performance and exhaust emissions in a Gunt CT 152 model, four-stroke, single-cylinder, air-cooled, carbureted gasoline engine were investigated. Methanol and isobutanol were preferred due to their potential to reduce harmful emissions and improve engine performance. In the experimental study, methanol-gasoline mixtures were prepared at ratios of 15%, 25%, and 35% as test fuels. Experiments were conducted at various engine loads and speeds between 2500 and 3500 dev/dk. Various parameters of engine performance were examined according to the mixture ratios. These parameters included exhaust gas temperature and exhaust emissions (CO, HC, CO2, NOx, and O2), brake specific fuel consumption, power, and brake specific energy consumption. When using isobutanol-gasoline mixtures, brake specific fuel consumption, brake specific energy consumption, exhaust gas temperature, and CO2 emissions increased. However, brake thermal efficiency increased, and HC and CO emissions decreased. Similarly, methanol-gasoline mixtures were investigated, and it was found that isobutanol provided lower emission values and higher thermal efficiency. The study showed the highest thermal efficiency with the fuel mixture containing 25% isobutanol. The thermal efficiency rate of this mixture was 21.8%. For methanol-gasoline mixtures, thermal efficiency values were found to be 15%, 25%, 22.3%, and 35%.
In conclusion, it has been determined that isobutanol and methanol mixtures have the ability to improve both engine performance and reduce emissions. Isobutanol is a better fuel environmentally. These results should encourage the use of methanol and isobutanol as biofuels.