Taşıtlarda yakıt ekonomisine bağlı olarak hava kirliliğinin incelenmesi ve azaltılmasının araştırılması

Abstract

Yakıt ekonomisi dünyada azalan petrol rezervlerinden dolayı çok önemli bir hale gelmiştir. Ayrıca hava kirliliğinde artışa neden olduğu için araçlardan kaynaklanan zararlı egzost emisyonlarının azaltılması da önem kazanmıştır. Yakıt ekonomisinin sağlanması ye zararlı egzost emisyonlarının azaltılması bazen birbirine ters düşmektedir. Bunun için bunlar arasında bir optimizasyona gidilmesi şarttır. Örneğin sıkıştırma oranı arttırıldığında yüzey / hacim oranı ve alev sönüm bölgesi büyüyeceğinden HC emisyonları artacaktır. Ancak ısıl verimi arttıracağından, NOx emisyonları da artacaktır. Ancak ısıl verimi arttıracağından, özgül yakıt tüketiminde bir düşme görülmektedir. Bu çalışmada görüleceği gibi, yakıt ısıl değeri, motor verimi, pompalama kayıpları, ateşleme zamanı, araç verimi, transmisyon verimi, araç yol yükü, soğuk ilk hareket, aksesuar, emisyon kontrol sistemleri, ortam sıcaklığı yakıt uçuculuğu, temizlik, oktan sayısı, sıkıştırma oranı, yakıt viskozitesi, katkı maddeleri, yakıt karışım kalitesi, yakıt püskürtme sistemleri, araç ve motor ayarları, lastik seçimi, yağlayıcılar vb. gibi birçok faktör, hem yakıt ekonomisini hem de egzost emisyonlarını etkilemektedir. Ayrıca sübap bindirmesi, ateşleme sistemlerindeki bujinin yeri, silindir başına buji sayısı, bujinin cinsi ( soğuk veya sıcak buji ), hava fazlalık katsayısı, ateşleme avansı, kesici kontak aralığı, yarıma odası şekli, motor, piston ve silindir aşınması ve yüzeylerde oluşan tortunun oluşturduğu etkiler, yakıt ekonomisi ve egzost emisyonlarını çok ciddi biçimde etkilemektedir. Mesela motorun aşınması ( piston ve silindir grubu ), sınır seviyeye geldiğinde zararlı egzost emisyonları % 50, yakıt tüketimi % 15 artmaktadır. Ateşleme avansı arttırıldığında motor gücü bir miktar artar, ancak yakıt tüketimi ve egzost emisyonlarında da artma artma görülür. Ateşleme avansı azaltıldığında, NOx azalır ancak yakıt tüketimi artar. Diğer etkenlerde bu çalışma içerisinde detaylı olarak incelenmiştir. Oluşan egzost emisyonlarını azaltmak için, silindir içi kontrol uygulamak ( kademeli dolgu, ön yanma odalı motor, bölünmüş yanma odalı motor, açık yanma odalı motor kullanımı ile ), katalizatörler ve katalitik konvertörler kullanmak mümkündür.