Buji-ateşlemeli motorlar için alternatif yakıtların teorik değerlendirilmesi ve pratik kullanılabilirliği

Özet

Sunulan çalışmada; buji-ateşlemeli bir otomobil motorunda benzin, etanol ve LPG kullanılması durumunda, çeşitli çalışma koşullarındaki motor performans parametrelerinin teorik incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, motor çevrimini, sözü edilen yakıtlar için hesaplayan sanki-boyutlu bir termodinamik çevrim modeli geliştirilmiştir. Çevrim modelinde yanma işlemi, bir türbülanslı alev yayılması matematik modeliyle hesaplanmıştır. Bu model kullanılarak; benzin, etanol ve propandan oluştuğu varsayılan LPG yakıtları için çeşitli motor çalışma koşullarında sayısal uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Hesaplanan motor performans parametreleri ve eksoz emisyonları çeşitli diyagramlarla karşılaştırılmıştır. Farklı devir sayıları ve ekivalans oranlarında yapılan karşılaştırmalar sonucu, motor performansı ve eksoz emisyonları açısından buji-ateşlemeli motorlar için en uygun yakıtın etanol (etilalkol), olduğu teorik olarak belirlenmiştir.

Abstract

In the presented study, theoretical investigation of the performance parameters of an automobile spark-ignition (SI) engine in the cases of using gasoline, ethanol and LPG at various operating conditions was aimed. For this purpose, a quasi-dimensional thermodynamic SI engine cycle model which can calculate engine cycle for each of mentioned fuels has been developed. In this model, a turbulent name propagation mathematical model was used to calculate the combustion process. Numerical applications have been performed for gasoline, ethanol and LPG (which was assumed to be consisting of only propane) at various engine operating conditions by using the presented cycle model. Computed engine performance parameters end exhaust emissions were compared as various diagrams. It was concluded from the comparisons performed at different engine speeds and fuel-air equivalence ratios that the most relevant fuel for spark-ignition engines could be ethanol (ethyl alcohol) from the engine performance and exhaust emissions points of view.