Diesel motorlarında diesel yakıtı-Hafif yakıt karışımlarının kullanılmasının yanmaya ve motor performansına etkisi

Abstract

Geleneksel motor yakıtları, sınırlı doğa kaynaklarına dayanan doğal ham petrolden üretilmektedir. Taşıt motorlarının toplam yakıt tüketimleri ve yakıt fiyatları sürekli olarak artmaktadır. Ayrıca daha temiz ve verimli motor istekleri, alternatif yakıtların veya mevcut yakıtların geliştirilmesinin araştırılmasını gerektirmektedir. Son yıllarda; fümigasyon, Diesel motorlarında en çekici yöntemlerden biri durumuna gelmiştir. Fümigasyon, alternatif yakıtın karbürasyon ve buharlaştırma ile motora gönderildiği veya alternatif yakıtın havanın içerisine püskürtüldüğü bir yöntemdir. Sunulan çalışmada; farklı oranlardaki benzin ve etanol fumigasyonunun, motor performansı ve eksoz gazlan emisyonları üzerindeki etküerinin teorik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Diesel motoru çevrimi için Termodinamiğin Birinci Kanununa dayanan bir matematiksel model geliştirilmiştir. Söz konusu model, demetin oluşumu, yakıt-hava karışımı, girdap, ısı transferi ve emisyon modelleri gibi alt modellerden oluşan sanki boyutlu çok bölgeli yanma modeli kavramlarını içermektedir. Saf Diesel yakıtı ve farklı fümigasyon oranlarındaki Diesel yakıtı-benzin/etanol karışımlarının yakıt olarak kullanıldığı dört ve altı silindirli turbojarşlı iki farklı Diesel motorunun performans parametreleri ve eksoz gazlan emisyonları teorik olarak hesaplanmıştır. Değişken ekivalans oranlarında benzin fumigasyonu attıkça efektif güç, özgül yakıt tüketimi (ÖYT) ve karbon monoksit (CO) oranı artmaktadır. Öte yandan, efektif verim ve azot oksit (NO) konsantrasyonu azalmaktadır. Sabit ekivalans oranlarında benzin fumigasyonu attıkça efektif güç, efektif verim ve CO oranı artmaktadır. Bununla birlikte, ÖYT ve NO konsantrasyonu azalmaktadır. Değişken ekivalans oranlarında etanol fumigasyonu attıkça efektif güç, efektif verim ve CO oranı artmaktadır. Bunun yanında, ÖYT ve NO konsantrasyonu ise azalmaktadır. Sabit ekivalans oranlarında etanol fumigasyonu attıkça efektif güç, efektif verim ve NO konsantrasyonu genel olarak artmaktadır. Bu durumda, ÖYT önemli ölçüde artmaktadır ve CO oranı genel olarak artma eğilimi göstermektedir.