Yüksek sıkıştırma oranlı motorda lpg yakıtı kullanımı
Use of lpg as fuel in engines with high compression ratios
- Tez No: 1001744
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALP TEKİN ERGENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Değişken supap zamanlaması, LPG, Variable valve timing, Liquefied petroleum gas
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tez çalışmasında, yüksek sıkıştırma oranına sahip bir içten yanmalı motorda LPG'nin ana yakıt olarak kullanımının motor performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada sıkıştırma oranı, yanma odası hacminin değiştirilmesi yoluyla elde edilmiş ve bu sayede motorun farklı çevrim koşullarındaki davranışı değerlendirilmiştir. Aynı motorda farklı sıkıştırma oranlarının elde edilmesi amacıyla, emme supabı kapanma zamanının krank mili açısına bağlı olarak ötelenmesiyle oluşturulan farklı çevrim konfigürasyonları teorik prensipler çerçevesinde analiz edilmiştir. Emme supabının ileri ötelenmesi sonucu etkin sıkıştırma oranında meydana gelen değişimin çevrim parametreleri üzerindeki termodinamik etkileri teorik olarak ortaya konmuştur. Teorik analizlerin ardından belirlenen konfigürasyonlar deneysel olarak uygulanmış ve deney düzeneği bu çalışma koşullarına uygun hâle getirilmiştir. Silindir içi basınç ölçümleri sonucunda, benzinli çalışma koşulunda maksimum basınç değerinin 61,98 bar olduğu belirlenmiştir. LPG kullanılan deneylerde ise silindir içi maksimum basınç değeri 62,48 bar olarak ölçülmüş ve maksimum silindir içi basınç değerinin LPG kullanımında bir miktar daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Deneyler 4000 dev/dk sabit motor devrinde gerçekleştirilmiştir. Motor momenti benzinli çalışma koşulunda 12,54 Nm, LPG kullanılan durumda ise 12,71 Nm olarak hesaplanmış; buna karşılık motor güçleri sırasıyla 5,25 kW ve 5,32 kW olarak elde edilmiştir. Yakıt tüketim analizlerinde özgül yakıt tüketimi benzin için 427 g/kWh, LPG için ise 284 g/kWh olarak bulunmuştur. Deneysel özgül yakıt tüketimi değerleri kullanılarak gerçekleştirilen araç eşdeğeri yakıt tüketimi ve maliyet analizleri kapsamında, 100 km/s sabit hızda ve yaklaşık 20 kW mekanik güç gereksinimine sahip varsayımsal bir araç senaryosu ele alınmıştır. Bu senaryoda, 100 km başına yakıt maliyeti benzinli çalışma için 635,62 ₺, LPG kullanılan durumda ise 315,60 ₺ olarak hesaplanmıştır. LPG ile çalışmada motorun fren termik veriminin benzinli çalışmaya kıyasla %19,1'den %27,7'ye yükseldiği belirlenmiştir. Sonuçlar, LPG kullanılan yüksek sıkıştırma oranlı konfigürasyonun motor verimliliği üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığını ve yakıt ekonomisi açısından benzinli çevrime kıyasla belirgin avantajlar sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of using LPG as the primary fuel in a high compression ratio internal combustion engine on engine performance were investigated. The compression ratio was varied by modifying the combustion chamber volume, enabling the evaluation of engine behavior under different cycle conditions. In order to obtain different effective compression ratios within the same engine, various cycle configurations generated by shifting the intake valve closing timing as a function of crank angle were analyzed based on theoretical principles. The thermodynamic effects of changes in effective compression ratio resulting from delayed intake valve closing on cycle parameters were theoretically examined. Following the theoretical analyses, the identified configurations were experimentally implemented, and the experimental setup was adapted accordingly. Cylinder pressure measurements indicated that pressure values ranged between 39.24–61.98 bar under gasoline operation, while values between 39.58–62.48 bar were observed when LPG was used, with a slightly higher maximum cylinder pressure obtained under LPG operation. All experiments were conducted at a constant engine speed of 4000 rpm. The engine torque was calculated as 12.54 Nm for gasoline operation and 12.71 Nm for LPG operation, corresponding to effective engine power values of 5.25 kW and 5.32 kW, respectively. Fuel consumption analyses revealed that the brake specific fuel consumption was 427 g/kWh for gasoline and 284 g/kWh for LPG. Based on the experimentally obtained specific fuel consumption values, vehicle-equivalent fuel consumption and cost analyses were performed using a hypothetical driving scenario at a constant speed of 100 km/h with an approximate mechanical power requirement of 20 kW. Under this scenario, the fuel cost per 100 km was calculated as 635.62 ₺ for gasoline operation and 315.60 ₺ for LPG operation. It was determined that the brake thermal efficiency of the engine increased from 19.1% to 27.7% when operating with LPG compared to gasoline operation. The results indicate that the high compression ratio configuration operating with LPG does not have a negative effect on engine efficiency and offers significant advantages in terms of fuel economy compared to the gasoline cycle.
Benzer Tezler
- Farklı yanma odası geometrilerinin doğal gaz ve benzin yakıtı ile incelenmesi
Investigation of different combustion chamber geometries with natural gas and gasoline fuel
HÜSEYİN EMRE DOĞAN
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN AKIN KUTLAR
- Çift yakıtlı bir dizel motorda sıkıştırma oranının lpg kullanımına etkilerinin deneysel olarak araştırılması
The experimental investigation of the effects of compression ratio on lpg usage in a dual fuel diesel engine
ERDAL ÇAVGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN AYDIN
- İçten yanmalı motorlarda LPG'nin yakıt olarak kullanımı
Using of LPG as fuel in internal combustion engines
YALÇIN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. CEM SORUŞBAY
- Dietileter ve aspir yağı biyodizeli karışımının bir LPG RCCI motorunun orta yüklerindeki yanma performans ve emisyon davranışının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the combustion performance and emissions behavior of a LPG RCCI engine fueled with a mixture of diethyl ether and aspir oil
ALİ İHSAN ÜLGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Otomotiv MühendisliğiBatman ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AYDIN
- Buji ateşlemeli motorlarda amil alkol kullanımının deneysel ve yapay sinir ağlarıyla incelenmesi
Investigation of using amyl alcohol on spark ignition engine with experimental and artificial neural networks
SAMET USLU
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAHATTİN ÇELİK