Biyodizelin kütlesel bazdaki ısıl değeri önemli ölçüde oksijen içerdiği için dizel yakıta göre % 10 daha düşüktür. Ancak biyodizelin özgül ağırlığının (~0.88) dizel yakıtına (~0.85) göre daha yüksek olması nedeniyle hacimsel bazda değerlendirildiğinde ısıl değerdeki toplam düşme % 5 ler civarında kalmaktadır. Biyodizel ile çalışan bir motorun efektif verimi dizel ile çalışma durumuna göre genellikle daha iyidir. Kaynaklarda farklı biyodizel karışımlarının motor performansına etkileriyle ilgili pek çok çalışma yer almaktadır.
Masjuki ve ark, [89] ısıtılmış soya yağı metil esterinin (SYME) dizel performansına etkilerini araştırmışlardır. SYME’nin oda sıcaklığının üzerinde ısıtılması durumunda motor performansı ve egzoz emisyonlarında ciddi bir iyileşme gözlemlemişlerdir.
Scholl ve Sorenson, [90] soya yağı metil esteri ile çalışan direk püskürtmeli bir dizel motorunda yanma olaylarını incelemişlerdir. Yapmış oldukları çalışmada, aynı motor
yükü, devir, püskürtme avansı ve enjektör delik çapı şartlarında, tutuşma gecikmesi, maksimum basınç ve basınç artış hızının dizel yakıtındaki çalışma durumuyla çok benzerlik gösterdiğini ortaya koymuşlardır. Aynı zamanda farklı enjektör çaplarının değiştirilmesi durumunda tutuşma gecikmesinde dikkate değer bir değişim meydana geldiğini ve biyodizelin enjektör meme çapındaki değişime daha duyarlı olduğu sonucuna varmışlardır. CO, HC ve duman emisyonlarında önemli ölçüde azalma gerçekleşirken,NOx emisyonlarında bir miktar artmanın olduğunu ifade etmişlerdir.
Altın ve ark, [91] farklı bitkisel yağ ve yağ esterlerininin motor performansına etkilerini tek silindirli bir dizel motorda araştırmışlardır. Çalışmalarında, maksimum torkun 1300 d/d da elde edildiğini ve yağ esterleriyle elde edilen maksimum değerlerin dizel yakıtıyla elde edilen değerden daha düşük olduğu sonucuna varmışlardır. Maksimum gücün 1700 d/d da elde edildiğini ve benzer şekilde maksimum torkun biyoyakıtlarla çalışma durumunda dizel yakıta göre bir miktar düşük olduğu sonucuna varmışlardır. Yakıt sarfiyatında bir miktar artmanın meydana geldiğini, bu artışın nedeninin biyodizelin alt ısıl değerinin dizel yakıta göre düşük olmasından kaynaklandığını ifade etmişlerdir. Bitkisel yağ ve yağ esterleri ile çalışma durumunda, damlacık çapının daha büyük olması ve yanma veriminin düşmesi nedeniyle maksimum yanma sıcaklığının düştüğünü NO2 emisyonunda dizel yakıtına göre azalma meydana geldiğini; duman emisyonlarının ise dizel yakıtına göre daha yüksek ölçüldüğünü ifade etmişlerdir.
Murayama ve ark, [92] kullanılmış yağ esterleriyle direkt ve indirekt püskürtmeli dizel motorlarında yapmış oldukları çalışmada motor performans karakteristiklerinin dizel yakıtıyla hemen hemen aynı olduğu sonucuna varmışlardır.
Agarwal [93] transesterifikasyon yöntemiyle elde ettiği farklı ester karışım oranlarını motorda denediğinde efektif verimde artma, fren özgül enerji sarfiyatında azalma, egzoz sıcaklığında artma olduğunu, optimum karışım oranının % 20 biyodizel (B20) ile olduğunu; bu karışım oranında efektif verim maksimum olurken fren özgül enerji sarfiyatının minumum olduğunu tespit etmiştir. Bu karışım oranlarında emisyon değerlerinde NOx haricinde önemli ölçüde azalmanın meydana geldiği ifade
edilmektedir. Ancak; B20 ile çalışma durumunda, NOx emisyonlarında % 5 civarında artma belirlemiştir [50].
Oğuz [94] maksimum gücü 60 kW, maksimum döndürme momenti 265 Nm, sıkıştırma oranı 17/1 olan doğal emişli, dört silindirli, direkt püskürtmeli bir dizel motorunda fındık yağı metil esterini tam yük şartlarında denemiştir. Biyodizel kullanımı ile maksimum döndürme momentinde % 9.3 azalma olurken motor gücü hemen hemen aynı kalmış, özgül yakıt tüketimi % 10.2 artmıştır. Duman emisyonu ortalama % 43.5 azalmış, CO emisyonu düşük ve yüksek hızlarda azalmasına rağmen orta hızlarda artmıştır. CO2 emisyonu ortalama % 10.64 azalmış, yanmamış HC emisyonları beş kat artış göstermiştir.
Alpgiray ve Gürhan, [95] yaptıkları çalışmada yakıt olarak kanola yağı ve kanola yağı metil esterini (KYME) tek silindirli bir dizel motorda kullanarak motor performans ve emisyonlarını belirlemişlerdir. KYME kullanımı ile motor momenti ve gücünde dizel yakıta oranla bir miktar düşüş olduğu belirlenmiştir. Duman koyuluğu dizel yakıta oranla yüksek fakat pek çok yağ metil esterinden düşük bulunmuştur.
Genel olarak yenilebilir yağlardan elde edilen biyodizelin fiyatı dizel yakıtına göre daha yüksek olduğu için, atık yada yenilemez yağlardan elde edilen biyodizel daha fazla önem kazanmaktadır. Tütün tohumundan elde edilen yağda bu anlamda yenilemez yağlardan birisidir ve ülkemizdeki mevcut ekili alanlarda hasat artığı olarak atılmakta olan tütün tohumundan biyodizel eldesi atıl bir kaynağın ekonomiye kazandırılması açısından önem arz etmektedir. Kaynaklarda tütün tohumu yağının biyodizel için çok uygun olduğu belirtilmektedir [46].
Usta [96] ise TTY’ndan metil ester elde ederek 4 silindirli turbo dolduruculu bir dizel motorunda TTYME’nin performans ve emisyon değerleri üzerine etkisini araştırmıştır. Hacimsel olarak % 10, % 17.5 ve % 25 TTYME karışımlarını tam yük şartlarında denediği araştırmada elde ettiği TTYME’nin sırasıyla alt ısıl değeri, yoğunluk (15 °C) ve kinematik viskozitesini (40 °C), 39811 kj/kg, 886.8 kg/m3 ve 3.98 mm2/s olarak bulmuştur. TTYME’nin EN 14214 kriterlerine uygun olduğunu ifade etmiştir. Ayrıca, TTYME’nin karışımının ısıtmaya ve motorda herhangi bir
modifikasyona gerek olmadan kullanılabileceğini; ısıl değerinin dizel yakıtından daha düşük olmasına rağmen tork ve güçte iyileşme meydana geldiğini; egzoz ve yağ sıcaklıklarının dizel ile çalışma durumuna göre daha düşük olduğunu; yakıt içerisindeki oksijen içeriğinin % 11 civarında olmasının silindir içerisindeki yanma ürünlerini okside ederek CO emisyonunun düştüğünü; kükürt içeriğinin düşük olması nedeniyle SOx emisyonlarını yok denecek kadar azalttığını fakat yüksek yanma sıcaklığı nedeniyle NOx emisyonlarının bir miktar arttığını ifade etmiştir.