Termal bariyer kaplı bir dizel motorda biyodizelin yanmaya olan etkilerinin incelenmesi

Bu çalışmada, TS EN 14214 standartlarına uygun olan ayçiçeği yağı metil esterinden elde edilen biyodizel yakıtların termal bariyer kaplı(TBK) dizel motorlar için alternatif bir yakıt olarak kullanılabilirliği deneysel olarak incelenmiştir. Bunun için, tek silindirli bir dizel motorun yanma odası elemanları olan piston, silindir kapağı ve supaplarının yüzeyleri plazma sprey yöntemi ile 250 µm kalınlığında seramik kompozit Al2O3-ZrO2 (%20-%80) ana kaplama malzemesi ve 100 µm kalınlığında NiCrAl ara tabaka malzemesi ile kaplanmıştır. Biyodizel yakıt, rafine edilmiş ayçiçeği yağından transesterifikasyon yöntemi ile üretilmiştir. Ayçiçeği yağı metil esteri, B0, B6, B12 ve B25 yakıt karışımlarını elde etmek içinhacimsel olarak %0, %6, %12 ve %25 oranlarında standart dizel yakıtı ile karıştırılmıştır.B6, B12, B25 biyodizel yakıtları ve B0 yakıtı, tek silindirli standart (STD) ve TBK'lı dizel motorunda tam yük altında ve 1400 d/d, 1800 d/d, 2200 d/d, 2600 d/d ve 3000 d/d devir sayılarında yanma karakteristiklerine olan etkileri incelenmiştir. Silindir basıncı, ısı açığa çıkış oranı, basınç artış oranıve kümülatif ısı yayılımına ait verilerin alınmasında LabVIEW tabanlı Febris yanma analizi yazılımı kullanılmıştır. Maksimum silindir basıncı; TBK'lı motorda, 1400 d/d'de KB12 yakıtı ile ÜÖN' dansonra4° de 83,65 bar olarak elde edilmiştir. Deney yakıtlarının TBK'lı motorda kullanılmasıyla artan sıcaklığa bağlı olarakmaksimum silindir içi gaz basınç değerlerinin, STD motordan elde edilen maksimum silindir içi basınç değerlerine göre arttığı belirlenmiştir. Hem TBK'lı hem de STD motorda elde edilen maksimum silindir içi gaz basınç değerleri ÜÖN'dan sonra meydana gelmiştir. Maksimum ısı çıkış oranı STD motorda 1400 d/d'de B0 yakıtı ile ÜÖN' dan 6° önce 45,53 J/°KA oluşmuştur. Ayrıca, B0 (standart dizel), B6 ve B12 yakıt karışımları, TBK'lıyüzeylerde, aynı şartlar altında 50 saat süre ile dizel motorda test edilmiştir. Seramik kompozit ana kaplama malzemesi ile kaplanan pistonların SEM görüntüleri ve EDS analiz sonuçları incelendiğinde, kaplama malzemesinin oldukça homojen bir şekilde yüzeylere nüfuz ettiği, çalışma sırasında yüzeylerde herhangi bir bozulmaya meydan vermeden yüksek performans ile çalışmaya imkan sağladığı görülmüştür.