Direkt enjeksiyonlu benzinli (GDI) bir motora sahip taşıtta sıvı faz LPG kullanımının emisyon ve motor performansına etkileri

LPG'nin ucuz, yanma veriminin yüksek ve çevreci bir yakıt olması günümüzde kullanım miktarını artırmıştır. Hatta LPG sistemlerini birçok araç üreticisi fabrika çıkışlı şekilde sunmaya başlamıştır. Gaz yakıtlara olan bu ilgi ile birlikte LNG, LPG, CNG, hidrojen, asetilen gibi gaz yakıtların kullanımı da giderek artmaktadır. Fakat bu yakıtlar arasında en çok kullanılanı ve ticareti yapılanı LPG'dir. LPG'nin bu kadar çok tercih edilmesi LPG kiti üreten firmaların dikkatini çekmektedir. Her geçen gün sistemlerini geliştirmektedirler. İlk çıkan klasik LPG'li araçlarda LPG, karbüratör önüne konulan bazı aparatlar ile silindir içerisine gönderilmekteydi. Sonrasında sistemler geliştirilerek emme manifolduna gazın verilmesi şekline dönüşmüştür. Günümüzde ise artık LPG'nin sıvı fazda motorun enjektörlerinden püskürtülerek verilmesini sağlayan sistemler kullanılmaya başlanmıştır. Bu sistemler sayesinde turbolu ve enjektörden benzinin püskürtülerek kullanıldığı motor teknolojisine sahip araçlarda da LPG kullanılmaya başlanmıştır. Genel itibariyle direkt benzin enjeksiyonlu (GDI) motor teknolojisi ismi verilen bu araçlarda motorun enjektör sistemi kullanılarak sıvı fazda LPG silindir içerisine gönderilmektedir. Bu yüksek lisans tez çalışması sıvı LPG sistemine sahip turbo direkt benzin enjektörlü (TGDI) motorda sıvı LPG kullanımının etkilerini incelemektedir. Bu amaçla turbo GDI motor teknolojisine sahip bir taşıta Prins marka sıvı LPG sistemi ile entegre edilmiştir. Taşıt bir anahtar ile benzin ve sıvı LPG ile ayrı ayrı çalıştırılabilmektedir. Motor ya da egzoz sistemi üzerinde bir değişiklik yapılmamıştır. Bu taşıt kullanılarak yapılan deneylerin tümü şasi dinamometresinde gerçekleştirilmiştir. Tüm motor deneyleri boyunca motor torku, motor gücü ve egzoz gaz emisyonları (CO, CO2, HC ve O2) ölçülerek kayıt altına alınmıştır. Taşıt deneyleri için dört zamanlı, dört silindirli, direkt enjeksiyon sistemli, turbo benzinli bir motora sahip olan 2017 model 1.6 TGDI marka taşıt, dinamometre üzerinde kullanılarak, 2000 d/dak, 2500 d/dak, 3000 d/dak, 3500 d/dak, 4000 d/dak, 4500 d/dak motor hızlarında 5. vites kolu konumunda çalıştırılmıştır. Çalışma esnasında egzoz gaz emisyon değerleri cihaz ile ölçülerek kayıt altına alınmıştır. Elde edilen sonuçlar sıvı LPG ile birlikte her motor hızında motor gücünde artışın olduğunu göstermiştir. En yüksek artış oranı ise 4500 d/dak motor hızında elde edilmiştir. LPG kullanımı ile maksimum motor gücü 169 BG ölçülürken bu rakam benzin ile 166 BG düşmektedir. Bu durumu LPG'nin kütlesel ısıl değeri ve oktan sayısı ile açıklamak mümkündür. Ayrıca silindir içerisine doğrudan püskürtülen LPG'nin tamamının yanmaya etkin katılabildiği de düşünülmektedir. Sıvı LPG kullanımı ile birlikte motor tork değeri 2000 d/dak, 2500 d/dak, 3000 d/dak ve 3500 d/dak motor hızlarında artış gösterirken 4000 d/dak ve 4500 d/dak motor hızlarında düşüş eğilimi göstermiştir. En yüksek artış oranı 2000 d/dak motor hızında tespit edilmiş en yüksek azalma ise 4500 d/dak motor hızında ölçülmüştür. Tüm motor hızlarında CO emisyonlarında azalma görülmüştür. En yüksek azalma oranının 2000 d/dak motor hızında %66 oranı ile elde edildiği görülmüştür. CO2 emisyonları açısından sıvı LPG kullanımı ile birlikte 2000 d/dak, 2500 d/dak, 3000 d/dak ve 3500 d/dak motor hızlarında artış 4000 d/dak ve 4500 d/dak motor hızlarında ise azalma eğilimi görülmektedir. Tüm motor hızlarında sıvı LPG kullanımı ile birlikte HC emisyonlarında azalma eğilimi görülmektedir. En yüksek azalma miktarı %26 ile 3500 d/dak motor hızında elde edilmiştir. Sıvı LPG kullanımı ile birlikte 2000 d/dak, 2500 d/dak, 3000 d/dak ve 3500 d/dak motor hızlarında oksijen (O2) miktarı azalırken 4000 d/dak ve 4500 d/dak motor hızlarında artış eğilimi göstermiştir.