DİZEL MOTORDA ETANOL–BİYODİZEL KULLANIMININ MOTOR PARAMETRELERİNE ETKİSİ

Abstract

ÖZET

Petrol kökenli yakıt kullanımı ulaşım maliyetlerinin ve çevre kirliliğinin artmasına neden olmaktadır. Biyodizel, dizel motorlarda kullanılan alternatif yakıtlardan biridir. Biyodizel bitkisel ve atık yağlardan üretilebilmektedir. Biyodizel kullanımı ile CO, HC ve is emisyonları azalırken NOx emisyonları artmaktadır. Bu çalışmada biyodizel emisyonlarını iyileştirmek amacıyla biyodizel içerisine etanol ilave edilmiştir.

Çalışma kapsamında direkt püskürtmeli tek silindirli bir dizel motorda; dizel yakıtı, biyodizel ve biyodizel-etanol karışımlarının performans ve emisyonlara etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Karışım yakıtları biyodizel yakıtına %5, %10, %15 ve %20 oranlarında etanol katılmasıyla elde edilmiştir. Sabit hız ve farklı yüklerde yapılan test sonuçlarına göre; biyodizel yakıtı ile çalışmada dizel yakıta göre efektif verimde %3 azalma kaydedilmiştir. Dizel yakıtı yerine biyodizel kullanılması durumunda is emisyonu %25, HC emisyonunda %9 ve CO emisyonu %10 daha düşük çıkmıştır. Diğer taraftan saf biyodizel kullanımı dizel yakıtına göre NOx emisyonunda ortalama %10 artışa neden olmuştur. Biyodizel ve biyodizel-etanol karışımlı çalışmalarda en yüksek efektif verim E5 (%5 Etanol+%95 biyodizel) yakıtıyla elde edilmiştir. E5 yakıtı elde edilen efektif verim biyodizele göre yaklaşık %2 daha fazladır. Karışımdaki etanol oranı arttıkça verim de azalmıştır. Biyodizele etanol ilavesiyle emisyonlarda önemli iyileşmeler elde edilmiştir. Biyodizel ile kıyaslandığında, E20 yakıtı kullanımı ile is emisyonunda %58, NOx emisyonunda %32 ve CO emisyonunda %45 daha düşük sonuçlar elde edilmiştir. Diğer taraftan etanol kullanımı sadece HC emisyonunu artırmıştır. E20 yakıtı kullanımı biyodizel yakıtına göre HC emisyonunda ortalama %47 artışa neden olmuştur.

ABSTRACT

The use of petroleum-based fuel causes an increase in transportation costs and environmental pollution. Biodiesel is one of the alternative fuels used in diesel engines. Biodiesel can be produced from vegetable and waste oils. With the use of biodiesel, CO, HC, and soot emissions decrease while NOx emissions increase. In this study, ethanol was added to biodiesel to improve biodiesel emissions.

Within the scope of the study, in a direct injection single-cylinder diesel engine; the effects of diesel fuel, biodiesel and biodiesel-ethanol mixtures on performance and emissions were investigated experimentally. Mixture fuels were obtained by adding 5%, 10%, 15% and 20% ethanol to biodiesel fuel. According to the test results at constant speed and different loads; in the study with biodiesel fuel, 3% decrease in effective efficiencies were recorded compared to diesel fuel. In the case of using biodiesel instead of diesel fuel, the soot emission was 25% lower, the HC emission 9% and the CO emission 10% lower. On the other hand, the use of pure biodiesel caused an average 10% increase in NOx emissions compared to diesel fuel. In biodiesel and biodiesel-ethanol mixed studies, the highest effective efficiency was obtained with E5 (5% ethanol + 95% biodiesel) fuel. The effective efficiency obtained from E5 fuel is approximately 2% higher than that of biodiesel. As the ethanol ratio in the mixture increased, the effective efficiency decreased. Significant improvements in emissions were obtained with the addition of ethanol to biodiesel. Compared to biodiesel, 58% lower soot emissions, 32% lower NOx emissions and 45% lower CO emissions results were obtained with the use of E20 fuel. On the other hand, the use of ethanol only increased the HC emission. The use of E20 fuel caused an average of 47% increase in HC emissions compared to biodiesel fuel.