Yenilenebilir alternatif yakıtların dizel motorlarda kullanımının performans ve emisyonlar üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Abstract

Dizel motorları yüksek verim ve yüksek moment, artan devir sayıları, dayanıklılık ve benzin motorlarına kıyasla daha düşük karbon monoksit (CO) ve hidrokarbon (HC) emisyonu salınımı gibi üstünlükleri sebebiyle özellikle hafif karayolu taşıtlarında son yıllarda daha yaygın kullanılmaya başlanmıştır. Ancak, dizel motorları özellikle petrol kökenli yakıtlar kullanıldığında yüksek oranda azot oksit (NOx), is ve partikül madde (PM) emisyonu üretirler. Dizel motorlarında yakıt ekonomisi sağlamak ve zararlı egzoz emisyonlarını azaltmak için çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Bu yöntemler içinde konvansiyonel yakıtların özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla içerisine belirli oranlarda çeşitli alternatif yakıtların katılması ve konvansiyonel yakıtların yerine özellikle yenilenebilir alternatif yakıtların kullanımı kirletici emisyonlarının azaltılması ve gelecekteki enerji ihtiyacının karşılanması için umut verici bir çözüm olarak görülmektedir. Dizel motorlarda alternatif yakıt olarak kullanılabilecek yakıtlar arasında doğalgaz, hidrojen, biyogaz, biyodizel, alkoller ve çeşitli sentetik yakıtlar sayılabilir. Ayrıca motorinin özelliklerini iyileştirmek amacıyla özellikle içeriğinde oksijen bulunan metanol, etanol gibi alkoller, biyodizel ve çeşitli eterler dizel yakıtına belirli oranlarda katılabilmektedir. Bu çalışmada dizel motorlarda kullanılmaya elverişli çeşitli yenilenebilir alternatif yakıtların saf olarak ve motorine karıştırılarak kullanılmasının motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkileri teorik ve deneysel olarak incelenmiştir.

Diesel engines commonly have been begun to use on especially light duty vehicles in recent years due to reasons of the high efficiency, high torque, increased engine speed, durability and lower carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) emissions compared to gasoline engines. However, diesel engines emits a high percentage of nitric oxides (NOx), smoke and particulate matter (PM) when operates with petroleum based fuels. Several methods have been applied in diesel engines to get fuel economy and decrease the harmful exhaust emissions. Among these methods, the addition of various alternative fuels into the conventional fuels to improve their properties and using of some renewable alternative fuels instead of conventional fuels are regarded as a promising solution to reduce the pollutant emissions and meet the future energy demand. Alternative fuels that can be used in diesel engines are listed as natural gas, hydrogen, biogas, biodiesel and various synthetic fuels. Additionally, oxygen containing fuels such as methanol, ethanol, biodiesel and various ethers can be added to diesel fuel at different ratios to improve its properties. In this study, the effects of various renewable alternative fuels which are suitable for diesel engines by using pure or an additive in diesel engines on engine performance and exhaust emissions have been investigated as theoretically and experimentally.