Piston ve supapları ZrO2 kaplanmış bir dizel motorunda bitkisel yağın kullanılması
Vegetable oil usage in a diesel engine that its piston and valves coated with ZrO2
Yazar: ÖZKAN GÜRBÜZ
Danışman: DOÇ. DR. HANBEY HAZAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı / Otomotiv Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Giderek artan enerji gerekenimi ve yakın gelecekte petrolün tükenecek olması alternatife enerji kaynaklarına yönelik araştırmaları giderek artırmaktadır.   En önemli alternatif enerji araştırmalarından biri de içten yanmalı motorlar için yakıt olabilecek bitkisel yağ kullanımıdır. Bu çalışmada üç ham bitkisel yağ bir dizel motorunda yakıt olarak kullanılmıştır. Soya yağı tütün yağı ve badem yağı dizel yakıtı ile %15, %35 ve %65 oranlarında hacimsel olarak karıştırılmıştır. Bu karışım yakıtlar ve normal dizel yakıtı, 4 zamanlı, tek silindirli ve hava soğutmalı bir dizel motorunda kullanılmıştır. Daha sonra bu motor düşük ısı kayıplı bir motora dönüştürülmüştür. Motorun piston başı yüzeyi ve emme ve egzoz supaplarının yüzeyleri ZrO2 seramik malzeme ile kaplanmıştır. Daha sonra yukarıda bahsedilen deney yakıtları kaplamalı motorda test edilmişlerdir. Kaplamalı ve kaplamasız motordaki test sonuçları birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Performans testlerinde motor momenti, motor gücü ve fren özgül yakıt tüketimi değerleri tüm test yakıtları için kaplamalı ve kaplamasız motorlarda bulunmuştur. Emisyon testlerinde, test karışım yakıtlarının kullanımında CO,CO2, HC ve NOx emisyonlarının sonuçları bulunmuş ve normal dizel yakıtı değerleri ile karşılaştırılmıştır. Performans testi sonuçları motor performansının bitkisel yağ kullanımı ile bir miktar düştüğünü göstermiştir. Ancak motorun kaplanmasıyla beraber bitkisel yağ kullanımı ile kaplamalı motorda performans parametreleri, belki de silindir duvarlarında olan ısı transferinin azalması sayesinde, artışlar göstermiştir. Emisyon testi sonuçlarına gelince, hem normal kaplamasız motorda hem de kaplamalı motorda bitkisel yağ kullanımı ile CO ve HC emisyonları azalmıştır. Ancak hem bitkisel yağ kullanımı hem de motorun kaplanması işlemleri nedeniyle NOx emisyonu değerleri artışlar göstermiştir.

Anahtar kelimeler: Dizel motor, Performans ve emisyon, Soya yağı, Badem yağı, Tütün yağı

Abstract:
Alternative fuel researches are being carried out due to the increasing energy requirement and near future petroleum depletion. One of the most important alternative fuel researches is considered to be vegetable oil usage in internal combustion engines. In this study, three pure vegetable oils were used in a diesel engine. Soybean oil, tobacco seed oil and almond seed oil were blended with diesel fuel by volumes of 15%, 35% and 65% rates, volumetrically. The mentioned blend fuels and standard diesel fuel were then used in e single cylinder, four strokes and air cooled diesel engine. Then the engine was converted to a low heat rejection diesel engine. The piston head and exhaust and intake valves of the engine were coated with ZrO2 coating ceramic material. Then the above mentioned test fuels were tested in the coating engine. The tests results of coating and uncoated normal engine operation were compared with each other. In the performance tests, engine torque, power and brake specific fuel consumption results for test fuels usage in were observed. In the emission test, CO,CO2, HC and NOx emission results for all the test fuels operation were founded and compared with the standard diesel fuel operation. Results of performance have showed that the performance of the engine was slightly decreased with vegetable oil usage. However, the performance parameters of all the vegetable oils were increased when the test engine was coated probably due to the reduction of heat transfer through the engine cylinder. As for the emission results, both for coated and uncoated engine operation CO and HC emissions were decreased with vegetable oil usage. However, NOx emissions were increased for both engine coating and vegetable oil usage in diesel engine.

Keywords: Diesel engine, Performance and emission, Soybean oil, Almond oil, Tobacco oil.