BUJİ ATEŞLEMELİ MOTORLARDA YAKITA HİDROJEN İLAVESİNİN MOTOR PERFORMANSINA VE EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİNİN DENEYSEL ANALİZİ

Yıl 2007, Cilt: 22 Sayı: 1, 0 - , 15.02.2013

İhsan Batmaz

Öz

Hidrojen, buji ile ateşlemeli motorlarda kendi başına veya karışım içerisine belirli miktarlarda karıştırılarakkullanılabilen alternatif bir yakıttır. Buji ile ateşlemeli motorlarda hidrojen kullanımı, yanma sürecini iyileştirmekteve egzoz emisyonlarını azaltmaktadır. Bu deneysel çalışmada, tek silindirli 4 zamanlı buji ile ateşlemelimotorda herhangi bir tasarım değişikliğine gidilmeden ek yakıt olarak hidrojen kullanılmış ve egzoz emisyonlarıile motor performansına etkileri incelenmiştir. Stokiyometrik oran değiştirilmeden emme manifoldundaki havayakıtkarışımına % 4, % 8, % 12 oranlarında hidrojen eklenmiştir. Deneyler tam gaz kelebek açıklığı şartlarındayapılmıştır. Motorda ek yakıt olarak hidrojen kullanılması karbon monoksit (CO) ve hidrokarbon (HC) emisyonlarıile özgül yakıt tüketimini azaltmış, buna karşın volümetrik verim, motor momenti ve çıkış gücü azalmıştır.

Anahtar Kelimeler

Hidrojen, motor performansı, alternatif yakıt.

Kaynakça

• Ültanır, M.Ö., “21. Yüzyıla Girerken Türkiye’nin
• Enerji Stratejisinin Değerlendirilmesi”, TÜSİAD
• Parlamento İşleri Komisyonu Raporu, İstanbul
• : 201-213, 1998.
• İder, S.K., “Hidrojen Enerji Sistemi”, TMMOB
• Metalürji Mühendisler Odası Metalürji Dergisi,
• : 1-8,2003.
• “Hidrojen Enerjisi Teknolojisinin Dünyadaki
• Gelişimi”,
• www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/
• hidteknolojisi.html, 2003.
• Dipioğlu İ. Hidrojenin Taşıt Üzerinde Üretimi
• ve Petrol Kökenli Yakıtlarla Birlikte İçten
• Yanmalı Motorlarda Kullanımının İncelenmesi,
• Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen
• Bilimleri Enstitüsü, Konya, 5–7,1988.
• Arsan, E.,Soruşbay, C., “Hidrojenin İçten Yanmalı
• Motorlarda Yanma Performansı”, Mühendis ve
• Makine Dergisi, 29(339): 23-28,1988.
• Ciniviz, M., Haşimoğlu C., Uçar G., “Günümüzde
• İçten Yanmalı Motorlarda Hidrojen Yakıtının Kullanılması”,
• Selçuk Üniv. On-Line Dergisi, 1-2, 2002.
• Homan, H. S., deBoer P.C.T., Mclean W. J., “The
• Effect of Fuel Injection on NOx Emissions and
• Undesirable Combustion for Hydrogen – Fueld
• Piston Engines”, SAE 780945, 1-17, 1978.
• Atılgan İ., “Türkiye’nin Enerji Potansiyeline Bakış”,
• Gazi Üniversitesi, Müh. Mim. Fak. Dergisi, 14:
• -30, 2000.
• Temelci F.E., Taşıtlarda Alternatif Yakıt Olarak
• Hidrojen Kullanımı, Yüksek lisans tezi, Yıldız
• Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
• İstanbul, 10-20, 2000.
• ÜN.Ü.T, “21. Yüzyılın Enerjisi: Hidrojen”
• E.M.O. YEKSEM 2003, II. Yenilenebilir Enerji
• Kaynakları Sempozyumu, İzmir, 3-4, 2003.
• Murcak,A., Dizel Motorlarında Hidrojenin Yakıt
• Olarak Kullanılmasının Motor Performansına
• Ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Deneysel
• Analizi, Yüksek Lisans Tezi Gazi Üniversitesi
• Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 8, 2004.
• Ateş, A., İçten Yanmalı Motorlarda Hidrojenin
• Yakıt Olarak Kullanılması ve Depolama Problemleri,
• Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi
• Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya,1-35, 1985.
• Dincer, I., “Technical, Environmental and
• Exergetic Aspects of Hydrogen Energy Systems”,
• International Journal of Hydrogen Energy, 27:
• -285, 2002.
• Petkov T., Veziroğlu, T.N., Sheffield, J.W., “An
• Outlook of Hydrogen as an Automotive Fuel”,
• International Journal of Hydrogen Energy, 14:
• -474, 1989.
• Safgönül, B,. Soruşbay,C,. Ergeneman M,. Arslan
• E., Özaktaş T,. “Motorlu Taşıtlarda Doğal Kullanımı
• ve Hidrojen Kullanımı”, DPT Proje No:
• K12 0670/17, 21–40, 1994.
• Bayhan.M., Jankowski A. “İçten Yanmalı Motorlarda
• Egzoz Emisyonlarının Kontrolü” İstanbul
• Teknik Üniversitesi-Uludağ Üniversitesi III
• Yanma Sempozyumu, Bursa, 405, 1993.
• Bayındır, H., Etanol-Benzin Karışımlarının
• Benzinli Motorlarda Motor Karakteristikleri
• Ve Hava Kirliliğine Etkileri, Doktora Tezi,
• Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ,
• -51, 1998.
• Kim..Y.T., Kim J.M., Lee J.T, Lee S.Y “A Study
• on Developing the Hydrogen Fueled Engine of
• the Direct injection Method.”, KHES, 1-15, 1992.
• Moon K.J., Kim..Y.T, Lee J.T., Lee S.Y.,
• “Performance Characteristics of Hydrogen-Fueled
• Engine: With Direct Injection and Spark Ignition
• System” SAE Paper 952498, 1995.
• Jorach, R., Enderle, C., Decker, R., “Development
• of Low – NOx Truck Hydrogen Engine with High
• Specific Power Output”, Int. J. of Hydrogen
• Energy, 22(4) : 423–427, 1997.
• Y.Jamal and M.L. Wyszynski “Onboard Generation
• of Hydrogen-Rich Gaseous Fuels - A Review”,
• International Journal of Hydrogen Energy
• Vol. 19(7): 557–572, 1994.
• Kondo, T., Lio,S., Hiruma, M., A Study on the
• Mechanism of Backfire in Extarnal Mixture
• Formation Hydrogen Engines”, SAE Paper No:
• , 1997.
• Apostolescu, N., Chiriac, R., “A Study of
• Combustion of Hydrogen Enriched Gasoline in A
• Spark Ignition Engine”, SAE Paper No: 9606603,
• -
• Glasson, N., Lumsden,G., Dingli,R., Watson,H.,
• “Development of the Haji System for A Multi-
• Cylinder Spark Ignition Engine”, SAE Paper
• No: 961104, 1996.
• Çeviköz, B.M., Alternatif Motor Yakıtları ve
• LPG’nin Motor Yakıtı Olarak Benzinle Deneysel
• Olarak Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi,
• İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri
• Enstitüsü, İstanbul, 19-26, 1996.
• Baker, R.E., Macpherson, I., “Future Transportation
• Fuels and the Environment,” Automotive Engineering,
• (1), 27-29, 1981.
• Bohacik, T., Maria, S.D., “Travbridge,C., Saman,
• W., “Combustion Characteristic Of Electrolycally
• Produced Hydrogen-Oxygen Mixture”, SAE Paper
• No: 971703, 1997.
• Bresheas R., Cotrill H., Rupe, J., “Partial Hydrogen
• Injection into Internal Combustion Engines
• Effect on Emissions and Fuel Economy” Presented
• at the First Symposium on Low Pollution Power
• Systems Development, Ann Arbor, Michigan,
• October 14-19, 1973.
• Murray, R.G. ve Schoeppel R.J., “Emission and
• performance Characteristics of an Air-Breathing
• Hydrogen- Fuelled Internal Combustion Engine”,
• Proc. 6th. Intersociety Energy Coversion Engrg
• Conf (IECEC), Paper No:719009, 1971.
• Stebar,R.F. ve Parks, F.B., “Emission Control with
• Lean Operation Using Hydrogen- Supplemented
• Fuel”, SAE Paper No. 740187, 1974.
• Furuhama, S., “Hydrogen Engine Systems for
• Land Vehicles”, Int. J. of Hydrogen Energy,
• (12 ): 907-913, 1989.
• Rauckis M. J., McLean, W. J. “The Effect of
• Hydrogen Addition on Ignition Delays and Flame
• Propagation in Spark Ignition Engines”, Combustion
• Science and Technology, 19: 207-216, 1979.
• Abdul, M., Al-Baghdadi, R.S., “Performance
• Study of A Four-Stroke Spark Ignition Engine
• Working Both of Hydrogen and Ethyl Alcohol as
• Supplementary Fuel”, International Journal of
• Hydrogen Energy 25:1005-1009, 2000.
• Al-Janabi, H.A.S., Al-Baghdadi M.A.S., “A Prediction
• Study of the Effect of Hydrogen Blending
• on the Performance and Pollutants Emission of A
• Four Stroke Spark Ignition Engine”, Int. J. of
• Hydrogen Energy 363-375, 1999.
• Al-Baghdadi, M.A.S., Al-Janabi, H.A.S., “Improvement
• of Performance and Reduction of Pollutant
• Emission of A Four Stroke Spark Ignition
• Engine Fueled with Hydrogen-Gasoline Fuel
• Mixture”, Int. J. of Hydrogen Energy 76-91, 1999.
• Al-Baghdadi, M.A.S. “Hydrogen-Ethanol Blending
• As An Alternative Fuel of Spark Ignition Engines”,
• International Journal of Hydrogen Energy,
• -1477, 2001.
• Sher, E., Hacohen, Y., “The Modeling of a SI 4-
• Stroke Cycle Engine Fueled with Hydrogen-
• Enriched Gasoline”, International Journal of
• Hydrogen Energy, 773-781, 1987.
• Lucas, G. G., Richards, W. L., “The Hydrogen/
• Petrol Engine S The means to Give Good Part
• Load Thermal Efficiency”, SAE Paper No:
• (1982).
• Yi, H. S., Min, K., Kim, E. S., “The Optimised
• Mixture Formation for Hydrogen Fuelled Engines”,
• Int. J. Of Hydrogen Energ, 25: 685-690, 2000.
• Hoehn F. W., Dowdy, M. W., “Feasibility Demonstration
• of a Road Vehicle Fueled with
• Hydrogen Enriched Gasoline”, SAE Paper No:
• , 1974.