Benzin-etanol karışımlarının benzin motorlarında yanma ve motor çevrimi üzerindeki etkilerinin teorik olarak incelenmesi

Abstract

Motor tasarımı ve motor çalışma koşullarının yanısıra, yakıtların özellikleri de motorlardaki yanma olayı ve performans parametreleri üzerinde etkilidir. Buji ateşlemeli motor yakıtları üzerine yapılan araştırma çalışmalarında amaç; yakıtın oktan düzeyini yükseltmek, motor performansını iyileştirmek ve zararlı eksoz emisyonlarını azaltmaktır. Bunlara ek olarak ham petrol kaynaklannın sınırlı olması nedeniyle araştırmacılar, son yıllarda alternatif yakıtlara ilgi duymuşlardır. Benzin motorları için en ilgi çekici alternatif yakıtlar etanol ve metanol gibi alkollerdir. Alkollerin üretimleri yenilenebilir enerji kaynaklarına dayanmaktadır ve alkoller motorlarda kullanım açısından bazı elverişli özelliklere sahiptirler. Etanol, ısıl değerinin daha yüksek olması ve buharlaşma ısısının daha düşük olması nedeniyle metanole göre daha iyi özelliklere sahiptir. Çeşitli araştırmacılar, benzine belirli oranlarda etanol katılmasının motor tasarımında herhangi bir değişikliği gerektirmediğini vurgulamaktadırlar. Bu çalışmada, çeşitli benzin - etanol kanşımlarının buji ateşlemeli motorlardaki yanma olayı ve motor çevrimi karakteristikleri üzerindeki etkilerinin teorik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, termodinamiğin birinci kanununa dayanan ve sanki-boyutlu bir matematik yanma modelini içeren bir buji ateşlemeli motor çevrim modeli geliştirilmiştir. Sunulan matematik çevrim modelinde, emme ve eksoz işlemleri basit bir yöntemle hesaplanmıştır. Benzin, etanol ve çeşitli benzin - etanol kanşımlanrün yakıt olarak kullanıldığı tek silindirli bir deney motoru ve dört silindirli bir otomobil benzin motorunun yanma ve çevrim parametreleri teorik olarak incelenmiştir. Belirli oranlarda etanol içeren benzin - etanol kanşımlannın motor performansım iyileştirdiği belirlenmiştir. Her iki motor için de en iyi motor performansı hacimsal olarak %25 etanol içeren kanşımla elde edilmiştir.