Metan-hidrojen ön karışımı kullanılan bir dizel motorda sıkıştırma oranı ve yakıt kompozisyon etkisinin deneysel incelenmesi

Artan enerji talebiyle birlikte fosil yakıt kaynakları gün geçtikçe azalmaktadır. Küresel enerji ihtiyaçlarını karşılamak için alternatif yakıtlar uzun bir süredir ulaşım ve endüstriyel alanda yaygınca kullanılan kaynaklardır. Alternatif yakıtlar arasında bulunan doğalgaz günümüzde ulaşım, endüstriyel ve evsel alanda enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Doğalgaz, en başta ekonomik olması ve çevreye daha az zarar vermesi nedeniyle günümüzde araçlarda kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Ancak, doğalgazın dizel motorlarda kullanılması durumunda bazı teknik sorunlarla karşılaşılmaktadır. Yapılan çalışmalar incelendiğinde özellikle düşük yükte yüksek yanmamış hidrokarbon emisyonu, yüksek yakıt tüketimi ve efektif verim kaybı görülürken yüksek yükte vuruntu oluşumunun ve azot oksit emisyonlarının arttığı görülmektedir. Bu çalışmada, binek tipi bir taşıtta kullanılan ortak hat yakıt enjeksiyon teknolojisine sahip dizel motor sabit devirde, farklı sıkıştırma oranlarında ve yüklerde testlere tabi tutulmuştur. Alternatif yakıt olarak emme portundan metan gazı ile hacimsel olarak % 5 ve % 10 oranlarında hidrojenle zenginleştirilmiş metan gazı kullanılmıştır. Sıkıştırma periyodunda gaz yakıt-hava karışımını tutuşturmak için küçük miktarda dizel yakıt pilot yakıt olarak kullanılmıştır. Sıkıştırma oranı silindir kapak contasının değiştirilmesiyle ayarlanmıştır. Farklı çalışma koşullarında elde edilen dizel yakıt ve alternatif yakıt bulguları birbirleriyle kıyaslanmıştır. Çalışma sonucunda alternatif yakıtların orijinal motorda yüksek yükte vuruntuya yol açtığı ve is miktarını artırdığı, ancak sera gazı ve yanmamış hidrokarbon emisyonlarını azalttığı görülmüştür. Sıkıştırma oranı azaltılması durumunda ise yüksek yüklerde vuruntunun azaldığı, özgül yakıt tüketiminin dizel seviyelerine düşürüldüğü, azot oksit, is, karbondioksit ve yüksek yükte hidrokarbon emisyonlarının azaltıldığı belirlenmiştir. Ayrıca, metan gazına hidrojen eklenmesi sonucu hidrokarbon ve karbondioksit emisyonları azalırken efektif verim artmaktadır ve yakıt ekonomisi iyileşmektedir.