Effect of gasoline-biodiesel and gasoline-biodiesel-ethanol blends on performance and exhaust emission of a SI Engine

Benzin-biyodizel ve benzin-biyodizel–etanol karışımlarının buji ateşlemeli motor performans ve emisyonlarına etkisi

Abstract

The purpose of this study is to investigate the effect of gasoline-biodiesel and gasoline-biodiesel-ethanol mixture on the performance and emissions of a single-cylinder SI engine. Experimental studies were carried out at full load and 1800 rpm constant engine speed with pure gasoline (G). Afterwards gasoline mixed, using Etahanol incrementally increased %5 percent from 5% to %20. Furthermore studies have been completed with preparing another mixtures which were prepared with B5 (5% biodiesel-95% Gasoline) and B10 (10% biodiesel-90% Gasoline) and Ethanol added to this mixtures incrementally increased 5 percent from 5% to 20%. Engine torque, fuel consumption and exhaust gas temperature were determined as a performance parameters; and CO, HC, NOx emissions and the air/fuel ratio (Lamda) values were determined for emission indicators. Both data were calculated with the avarage of two experimentally repead. Torque and power and specific fuel consumption (sfc) was calculated from the experimental data. As a result of this study, 10,5% decrease in torque and power and 13% increase in specific fuel consumption were determined with 10% biodiesel-gasoline mixure. At the same time, decreases small amount of CO emissions and increases on HC and NOx emissions were measured. 46% increase on NOx emissions were observed with 20% ethanol added to petrol and B5, although decrease 50% on performance and 47% on CO emissions were observed. The best performance and emissions were obtained when %15-20 Ethanol addet to B10.

Özet

Bu çalışmanın amacı, benzin-biyodizel ve benzin-biyodizel-etanol karışımlarının tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda (BAM) yakıt olarak kullanılmasının performans ve emisyonlara etkisini deneysel olarak araştırmaktır. Deneysel çalışmalar tam yükte ve 1800 d/d sabit motor hızında önce saf benzin ile sonra benzine hacimsel olarak %5’ten %20’ye kadar %5’lik artışlarla etanol karıştırılarak (E5, E10, E15 ve E20) gerçekleştirilmiştir. En son, %5 soya biyodizel-%95 benzin (B5) ve %10 soya biyodizel-%90 benzinden oluşan (B10) karışımlar hazırlanarak, bu karışımlara %5’ten %20’ye kadar %5’lik artışlarla etanol karıştırılarak deneysel çalışma tamamlanmıştır. Performans parametreleri olarak; kuvvet, yakıt tüketimi, egzoz gaz sıcaklığı ve emisyon göstergeleri olarak da CO, HC, NOx ve hava yakıt oranı (Lamda) değerleri belirlenmiştir. Her bir veri iki deneysel tekrarın ortalaması alınarak hesaplanmıştır. Tork, güç ve özgül yakıt tüketimi (ÖYT) deneysel verilerden yararlanılarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak; benzine %10 biyodizel karıştırıldığı zaman tork ve güçte %10.5 oranında düşüş ve özgül yakıt sarfiyatında %13 oranında artış görülmüştür. Aynı zamanda, CO emisyonunun da bir miktar düştüğü ancak, HC ve NOx emisyonunun bir miktar yükseldiği tespit edilmiştir. Benzin ve B5’e %20 etanol ilave edildiğinde performansta %50 ve CO emisyonunda %47 oranında azalma olmasına rağmen, NOx emisyonunda %46 artış gözlenmiştir. En iyi performans ve emisyonun %15-20 etanol içeren B10 ile elde edildiği tespit edilmiştir.