Dizel motorun soğuk ilk çalışma durumunda motor yağ miktarının, yağ ısınma performansına ve yakıt tüketimi üzerine olan etkisinin incelenmesi

Günümüz dünyasında 2000'li yıllarla daha ciddileşen küresel ısınmanın etkileri ve karbon salınımı azaltmak için alından regülasyonlar otomotiv dünyasında yakıt tüketimi ve emisyonlar üzerine daha fazla Ar-Ge yatırımları yapılmasına sebebiyet vermiştir. 2017 yılı ve 2020 yıllarıyla beraber geçilecek Euro 6 emisyon regülasyonu ile CO2 salınım miktarı binek taşıtlar için %27, hafif ticari taşıtlar için %18 azaltılmaktadır. Şu anda bir çok otomotiv firması Euro 6 CO2 hedeflerini sağlayamaktadırlar ve yeni Ar-Ge çalışmalarına günümüz itibari ile başlamışlardır. Yakıt ekonomisini iyileştirme çalışmaları motor verimini artırmaya yönelik çalışmalardır, 2000'li yıllarla birlikte dizel ve benzinli motorlarda kullanılmaya başlanan turboşarj ve direk injeksiyon yöntemleri yakıt yanmasını iyileştirerek motor verimin artıran çalışmalara bir örnek verilebilinir. Bu örnek dışında, motor pompala kayıplarının azaltılması, pistonlarda ve silindir gömleklerinde kullanılan özel kaplamalar ile motordaki sürtünmelerin azaltılması diğer örnekler olabilir. Diğer bir örnek ise, soğuk ilk çalışma durumundaki motorun ısınma performansının iyileştiren motor soğutma sistemi stratejileri yakıt tüketimini iyileştirilmesi için yapılan diğer yöntemlerdir. Bu tezin odak noktası, motorun soğuk ilk çalışma durumunda motor yağının ısınma performansının iyileştirilerek, yağın motor için ideal olan 90-95°C civarına en hızlı şekilde ulaştırılması olmuştur. Motorun belirli bir çalışma ve belirli sınır koşullarında (hava sıcaklığı, motor sıcaklığı, kullanım çevrimi vs.) üretilen ısı sabit olduğu kabul edilebilinir ve yakıtın yanması ile ortaya çıkan enerjinin bir kısmı motorda hareket enerjisine çevrilirken, diğer büyük bir kısmı motor parçalarının, motor soğutma suyunun ve motor yağının ısınmasına, kalan kısmı da kayıp ısı olarak çevreye verilir. Motor yağının ısıl kütlesi yüksek olduğundan dolayı motor yağı zor ısınır ve soğur, motor yağının ısıl kütlesini azaltmanın yolu yağ kütlesini azaltmaktır. Motor yağının kütlesi azaltılırsa motor yağı daha hızlı ısınır. Motor yağının hızlı ısınması motordan ilk çalışma durumda ne sağlayacaktır? Bu soruya şu şekilde cevap verebiliriz; motor yağının viskozitesi sıcaklık ile ters orantılıdır, motor daha düşük viskotile yağ ile çalışırsa motordaki sürtünmeler azalacağı için motor verimi artar ve daha az yakıt ile aynı motor gücüne ulaşılır. Sonuç olarak, motor yağının soğuk ilk çalışma durumda hızlı bir şekilde ısınması yakıt ekonomisinde iyileştirme getirecektir. Bu tezde, motor yağı kütlesini (hacminin) azaltılmasının motorun soğuk ilk çalışma durumunda yağ ısınma performansına, motordaki sürtünme kayıplarına ve yakıt tüketimine olan etkisi incelenmiştir. İnceleme yapılırlen literatürde bulunan kaynaklardan yararlanılmıştır. İlk olarak 1D Flowmaster analizi yardımıyla dizel bir motorda olana etkisi hesaplanmıştır. Daha sonra araç emisyon dynosunda yağ hacmi kademeli olarak azaltılarak tüketilen yakıt miktarı hesaplanmıştır, en son olarak motor dynosunda yine bir dizel motorda yağ hacminin minimum ve maksimum olduğu durumlarda motor yağının ısınma performansına, FMEP ve yakıt tüketimine etkisinin ne derece olduğu test edilmiştir. Sonuç olarak bakıldığından, yağ hacminin azaltılması ile motordaki yakıt tüketiminin NEDC boyunca %0.75, sabit 2000 motor devri ve %33 motor yükü durumunda ise %0.51 iyileştirilmesinin mümkün olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca test sonunda, motor yağının yakıt tüketime etkisi için 1D CFD analizi , motor ve araç dyno testlerinden oluşan bir methodda oluşturulmuştur