Motor yakıtlarının motorlarda kullanılabilmesi için motor firmalarının bu yakıta garanti vermesi gerekmektedir. Ancak motor üreticileri ürettikleri motorlara malzeme ve işçilik kapsamında garanti vermektedirler. Eğer motor parçalarında malzeme, üretim veya işçilik hatası olursa bu problem garanti kapsamında çözmektedirler. Bununla birlikte araçların kullanım kılavuzlarında araçta kullanılan motorun hangi yakıta göre tasarlandığı ve motorda hangi yakıtın kullanılması ile ilgili bilgiler yazmaktadır.
Motor üreticileri yakıt veya yakıt elemanlarını üretmediğinden bu yakıtlara garanti vermezler. Eğer yakıt kaynaklı hasar olduğu zaman motor üreticileri değil yakıt üreticileri bu hasarı karşılamaktadır. Yakıt üreticileri veya dağıtıcıları sattıkları yakıtın standartlarda olmaması durumunda hasarı karşılamaktadır. Bu nedenle yakıt üreticileri ürettikleri yakıt kalitesinin arkasında olmalıdır.
Birçok araç üreticisi B20’ye kadar olan biodiesel karışımlarının motor parçalarına ve işçilik garantisine etki etmediğini resmi olarak ifade etmişlerdir. Özellikle B2 yakıtı karışımları yaygın kullanılabilmektedir. Bazı motor üreticileri kullanılan biodieselin ASTM D–6751 ve EN 14214 standartlarına uygun olması gerektiğini açıklamışlardır [112]. Araç üreticilerinin ve yakıt püskürtme sistem üreticilerinin biodiesel kullanımına garanti verdiği karışım oranları Çizelge 3.3 ve Çizelge 3.4’de verilmektedir.
51
Çizelge 3.3 Araç üreticilerinin biodiesel kullanımına garantileri [112]
Üretici Garanti
Caterpillar Tier 4 Interim/Stage IIIb motor modellerine ve çoğu motorlara B20 için garanti verilmiştir. Bazı Tier 2/Stage II motorlar ve eski emisyon yönetmelikli motorlar ise B5 için garantilidir. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır.
Cummins Tüm 2010 Cummins motorları B20 garantilidir. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır.
Ford 2010 ve öncesi olan motorlara B5 garantisi verilmiştir. 2011 ve sonrası model motorlar ise B20 garantilidir. Biodiesel ASTM D6751 ve EN 14214 standartlarına uygun olmalıdır.
General Motors Tüm 2011 model araçlar ve Chevy Silverado, GMC Sierra, Chevy Express ve GMC Savanna model araçları içeren 2011 üstü model araçlar B20 için garantilidir. Diğer GM araçlara B5’e kadar garanti verilmiştir. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır. Volvo Volvo kamyon üreticisi B5’den fazla karışım oranlarına garanti
vermemektedir.
John Deere Tier 3/Stage IIIA araçlarda B20 kullanılabilmektedir. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır.
Audi B5 karışımlarına kadar garanti verilmiştir.
Wolkswagen Tüm Amerikan TDI Diesel araçlar B5’e kadar garantilidir. Biodiesel ASTM D6751 ve ASTM D975 standartlarına uygun olmalıdır.
Mercedes Benz Mercedes Benz-Amerika tüm Bluetec motorlar dahil ortak hatlı Diesel araçlara B5 için garanti vermiştir. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır.
Çizelge 3.4 Yakıt püskürtme sistem üreticilerinin Biodiesel kullanımına garantileri [112] Yakıt Püskürtme
Üreticisi
Garanti
Bosch B5’e kadar onaylanmıştır. Biodiesel EN 14214 standardına uygun olmalıdır.
Delphi B5’e kadar onaylanmıştır. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır.
Stanadyne B20’ye kadar onaylanmıştır. Biodiesel ASTM D6751 standardına uygun olmalıdır.
52
BÖLÜM 4
HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE ÇOK BOYUTLU MODELLEME
İçten yanmalı motorların matematiksel olarak modellenmesi termodinamik ve çok- boyutlu modeller olarak incelenebilmektedir. Termodinamik modellerde termodinamiğin I. Yasası ile motor performansı incelenmektedir. Termodinamik modeller akışkanın yerel hız bileşenlerine ve yerel sıcaklıklara ilişkin bilgi içermemektedir. İçten yanmalı motorlarda yanma prosesi modellenirken, yanma odası bir ya da daha çok bölge ile temsil edilmektedir. Tek bölgeli modellerde karışım özellikleri, sıcaklık ve basınç değerleri homojen olarak kabul edilmektedir. Şekil 4.1’de görüldüğü gibi çok bölgeli modellerde yanma odası yanmamış, yanmakta olan ve yanmış karışım bölgelerinden oluşur [13].Şekil 4.1 Çok bölgeli termodinamik model [13]
Termodinamik modeller, sadece zamana bağlı adi diferansiyel denklemler içerdiğinden hem zamana hem de konuma bağlı kısmi diferansiyel denklem içeren çok boyutlu modellere göre daha kısa zamanda ve düşük maliyetle çözülebilmektedir. Bu nedenle
53
termodinamik model kullanılarak, silindir içi basınç diyagramından hareketle yanma sırasında açığa çıkan ısının analizini yapmak çok elverişlidir [113]. Ancak yanma odasındaki gaz hareketlerini etkileyen silindir ve piston geometrisinin etkileri bu yaklaşımla incelenemez. Bununla birlikte motorlardan kaynaklanan kirletici emisyonların hesaplanmasında da daha ayrıntılı ve hassas yaklaşımların kullanımı gerekmektedir.
Çok boyutlu modellerde, piston geometrisi 3 boyutlu bir ağ yapısı ile temsil edilmektedir. Navier Stokes denklemleri ile kütle, momentum ve enerji korunumu denklemlerinin çözülmesi ile akışkana ait hız, sıcaklık, basınç vb. gibi bilgiler hesaplanmaktadır. Akış problemi, yukarıda da ifade edildiği gibi hesaplamalı hücrelere ayrıklaştırılarak çözülmektedir. İçten yanmalı motorlarda yakıtın püskürtülmesi ve karışım oluşumunun HAD ile modellenmesi, sıvı yakıt ve karışım oluşumda yer alan daha birçok bileşeni içeren çok bileşenli çoklu faz problemidir.
İçten yanmalı motorlarda zamana bağlı akışlar sistem tasarımında önemli bir role sahiptir. Bu nedenle otomotiv sektöründe araç ve motor tasarımlarında simülasyon yazılımları kullanılmaktadır. Bu programlar silindir, piston vb gibi motor parçalarının tek boyutlu olarak bağlanabilmesini sağlamaktadır. Tek boyutlu yazılımlar konseptleri sebebiyle motor içi akışı 3 boyutlu olarak temsil edememekte olup en yaygınları GT- Power, Wave, Lotus Engine Simulation ve Boost gibi programlardır. İçten yanmalı motorların tasarımında ve yanmanın çok boyutlu modellenmesinde ise STAR-CD, KIVA- 3V vb. sayısal akışkanlar dinamiği algoritması yaygın olarak kullanılmaktadır. STAR CD- ESICE yazılımı ve algoritması ile çeşitli motor geometrilerinin akış alanı içinde zamana bağlı, sıkıştırılabilir, üç boyutlu, iki fazlı, türbülanslı akışın ve çok bileşenli reaktif gazların korunum denklemleri çözülmektedir [13].