Benzinli motorda farklı sıkıştırma oranlarında bütanol kullanımının motor parametrelerine etkisinin deneysel ve yapay sinir ağları ile incelenmesi
Experimental and artificial neural network investigation of the effect of butanol use at different compression ratios on engine parameters in gasoline engine
- Tez No: 919536
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA BAHATTİN ÇELİK, DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN ŞİMŞEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Bu çalışmada, performans ve emisyonları iyileştirmek amacıyla tek silindirli 4 zamanlı benzinli bir motorun sıkıştırma oranı artırılmış ve benzin içerisine belirli oranlarda izobütanol eklenmiştir. İzobütanol-benzin karışımları İ5, İ10, İ15, İ20 olacak şekilde oluşturulmuştur. Deney motoru; 4 farklı sıkıştırma oranıyla (7,4/1; 8,2/1; 8,62/1 ve 9,36/1) benzin/izobütanol karışımları ve saf benzin yakıtıyla test edilmiştir. Motor deneyleri, sabit devirde (3000 d/d) ve 5 farklı yükte (1 kW, 2 kW, 3 kW, 4 kW, 5 kW) gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre artan sıkıştırma oranıyla birlikte FÖYT'de azalma FEV'de artış kaydedilmiştir. Diğer taraftan SO artışı CO emisyonlarının düşmesine katkıda bulunurken HC ve NOx emisyonlarını artırmıştır. Benzin yakıtı içerisindeki izobütanol miktarının artması ile CO, HC ve NOx emisyonlarında sırayla benzinli çalışmaya göre yaklaşık olarak %97, %75 ve %28 oranlarında azalma sağlanmıştır. Maksimum silindir içi gaz basıncı değeri 35,65 bar olarak 9,36:1 SO'da ve İ20 yakıtı ile ÜÖN'den 18° sonra elde edilmiştir. Aynı SO ve motor yükünde benzinle yapılan çalışmayla kıyaslandığında yaklaşık %11,7 arttığı belirlenmiştir. Motor performans değerleri için gerçekleştirilen YSA ile tahmin uygulamaları sonucunda ortalama mutlak yüzdesel hata (MAPE) FÖYT ve FEV değerleri için sırasıyla 0,06; 0,11 olarak bulunmuştur. Deneysel sonuçlara yakınsamanın bir ölçütü olan R2 değerleri ise 0,96 ve 0,94 olarak bulunmuştur. CO, HC ve NOx emisyonları için MAPE değeri sırasıyla 0,74; 0,28 ve 0,25 olarak hesaplanmıştır. R2 değerleri ise 0,92; 0,86 ve 0,98 olarak bulunmuştur. Motor performans ve egzoz emisyon değerleri için YSA sonuçlarının kabul edilebilir düzeylerde olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, the compression ratio of a single-cylinder 4-stroke gasoline engine was increased and isobutanol was added to the gasoline at certain rates in order to improve performance and emissions. Isobutanol-gasoline mixtures were created as İ5, İ10, İ15, İ20. The test engine was tested with gasoline/isobutanol mixtures and pure gasoline fuel with 4 different compression ratios (7.4/1; 8.2/1; 8.62/1 and 9.36/1). Engine tests were carried out at constant speed (3000 rpm) and 5 different loads (1 kW, 2 kW, 3 kW, 4 kW, 5 kW). According to the test results, a decrease in BSFC and an increase in BTE were recorded with the increasing compression ratio. On the other hand, the increase in SO contributed to the decrease in CO emissions and increased HC and NOx emissions. With the increase in the amount of isobutanol in gasoline fuel, CO, HC and NOx emissions were reduced by approximately 97%, 75% and 28%, respectively, compared to gasoline operation. The maximum in-cylinder gas pressure value was obtained at 35.65 bar at 9.36:1 CR and 18° after TDC with İ20 fuel. It was determined that it increased by approximately 11.7% when compared to the operation with gasoline at the same CR and engine load. As a result of the ANN estimation applications performed for engine performance values, the mean absolute percentage error (MAPE) was found to be 0.06 and 0.11 for BSFC and BTE values, respectively. R2 values, which are a measure of convergence to experimental results, were found to be 0.96 and 0.94. MAPE values for CO, HC and NOx emissions were calculated as 0.74; 0.28 and 0.25, respectively. R2 values were 0.92; It was found to be 0.86 and 0.98. It was observed that the ANN results for engine performance and exhaust emission values were at acceptable levels.
Benzer Tezler
- Effect of spark plug alteration on performance and emissions using hydrogen enriched gasoline in si engine under various loads and compression ratios
Farklı yük ve sıkıştırma oranları altında hidrojen ile zenginleştirilmiş benzinli motorda farklı tip ateşleme bujilerinin motor performans ve emisyon değerlerine etkisi
OĞUZ BAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ATAKAN AKAR
DOÇ. DR. HASAN SERİN
- İçten yanmalı motorlarda farklı yanma odası geometrilerinin performans ve emisyonlara etkisi
The effects of different combustion chamber geometries on the performance and emissions of a internal combustion engine
ABDURRAHMAN DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Investigating the effect of spark advance, compression ratio and charge pressure on performance of an ultraboosted gasoline engine
Ateşleme avansı, sıkıştırma oranı ve doldurma basıncının aşırı doldurmalı benzinli motor performansına etkilerinin incelenmesi
ASENA NİHAN EBRİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM SORUŞBAY
- Metanol-benzin karışımlarının MgO-ZrO2 termal bariyer çemberli bir motorda performans ve emisyonlara etkisi
The effecet of different methanol-gasoline blends on performance and exhaust emissions of a si engine having piston with thermal barrier layer
VEZİR AYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN PARLAK
- CFD modeling of premixed si engine combustion and flame propagation – a validation study
Ön karışmlı bui ile ateşlemeli bir motorun CFD modellemesi ve alev yayılma hızı için bir doğrulama
MOHAMAD HAMID
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN AKIN KUTLAR