Metanol- benzin karışımlarının MgO-ZrO2 termal bariyer çemberli bir motorda performans ve emisyonlara etkisi

Abstract

Hidrokarbon esaslı yakıtların kullanıldığı taşıt sayısının her geçen gün artması dünyayıönemli çevre sorunlarıyla karşı karşıya bırakmaktadır. Diğer taraftan enerji kullanımıarttıkça, sınırlı olan enerji kaynakları kendilerini yenilenebilir, tarımsal ve diğer petroledayanmayan kaynaklardan elde edilebilen, çevre dostu yakıtlara bırakmaktadır. çtenyanmalı motorlarda petrol esaslı yakıtlara alternatif olabilecek başlıca motor yakıtları;alkoller (etanol, metanol), doğalgaz, biyogaz, hidrojen ve bitkisel yağlardır. En yaygınkullanılanları, alkol ve alkol-benzin karışımlarıdır. çten yanmalı motorlarda petrol esaslıyakıtlara alternatif olarak kullanılabilecek yakıtlardan biride metanoldür. Biokütle, kömür vedoğal gazdan elde edilebilen metanol, benzinli motorlarda fazla bir değişiklik yapılmadan safolarak veya benzinle karıştırılarak kullanılabilmektedir.Bilinen motor yakıtlarına alternatif olarak alkollerin kullanılmasının bir nedeni de, kirleticiegzoz emisyon değerlerini düşürmeleridir. Özellikle metanol, hava kirliliği açısındanalternatif temiz yakıtlar arasında ilk sıralarda bulunmaktadır.Günümüzde trafikte kullanılan araçların çoğunluğunu benzin motorlu araçlaroluşturmaktadır. Bu araçların egzozundan kaynaklanan emisyonların kontrolü çevre ve insansağlığı açısından önemlidir. Buji ateşlemeli motorların egzozundan kaynaklananemisyonların oluşum mekanizmaları ve azaltma yöntemlerinin bilinmesi gerekmektedir.Buji ateşlemeli motorlarda hidrokarbon emisyonlarının oluşum mekanizmalarının en önemliolanlarından biri de yanma odası cidarlarıdır (alev sönme bölgesi). Bu bölgelerde ısıarttırılabildiği oranda HC emisyonlarında azalmalar meydana gelmektedir.Bu çalışmada, metanolün çeşitli hacimsel oranlarda (%10, 15, 20) kurşunsuz benzinekatılmasının, motor performansı ve egzoz emisyonları üzerindeki etkileri deneysel olarakincelenmiştir. Aynı zamanda, motorun egzozundaki hidrokarbon (HC) emisyonlarınınazaltılması için piston üzerine bariyer çember oluşturulmuştur. Deneyler, tam gazdurumunda, değişken devir sayılarında ve farklı sıkıştırma oranlarında gerçekleştirilmiştir.Standart ve bariyer çemberli motor için moment, güç, efektif verim, hava fazlalık katsayısı,özgül yakıt sarfiyatı ve emisyon değerleri karşılaştırılmıştır.Çalışma sonucunda, buji ateşlemeli motorlarda uygulanan termal bariyer uygulaması vemetanol-benzin karışımlarının kullanılması ile, HC emisyonlarında %50' ye varan azalmalar,tespit edilmiştir. Aynı zamanda, motor performans ve efektif verimde olumlu sonuçlaralınmıştır

The Increment of vehicles which operates with HC based fuels bring about seriousenvironmental thereats to the world. On the other hand when the use of energyincreases, edible, agricultural and environmetional fuels producted from the othersources which don?t consist of petrol replace the sources of energy limited. Ininternal combustion engines basic alternative automotive fuels are alcohols, naturalgas, biogas, hydrogen and vegetal oils. The most common used of them are alcoholand alcohol-gasoline mixtures. Methanol is one of the alternatives for petroleum fuelused in internal combustion engines. Methanol can be drived from biomass, coal andnaturel gas and can be used in gasoline engines with minimum modifications.A reason for using alcohols as alternative to known engine fuels is that it reducesexhaust emissions. Especially methanol is the first alternative fuel for reducing thepollution of the air. Most of vehicles are powered with gasoline engines at presenttraffic. Emission control of these vehicles are important with respect to environmentand human health. It is necessary to know the emission formation mechanism andemission reduction methods.In spark ignition engines one of the most important formation mechanism ofhydrocarbon emission is the flame quenching at the walls. The reductions occur asmuch as the temperature can be increased in these areas.This thesis investigates that, the effect of different methanol-gasoline blends onperformance and exhaust emissions of a SI engine having piston with thermal barrierlayer. The thermal barrier layer (TBL) was deposited on the top surface of a pistonnear the creurce. It was observed that HC emission was reduced up to 50 %. Theperformance and exhaust emission characteristics were measured at WOT. Theengine was tested at three compression ratios of 8.2, 7.2 and 6.2.