Taşıtlarda Gaz Yakıt-LPG-CNG Kullanımı:

1--Sıvılaştırılmış petrol gazı ve doğal gaz gibi, normal atmosferik koşullarda gaz halinde bulunan yakıtlara gaz yakıtlar denilmektedir.

2--Önceleri sabit tesis motorlarında kullanılan sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG ve doğal gaz (CNG) günümüzde motorlu taşıtlarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.

3--Gaz yakıtlar karışımın oluşturulması, dağıtımı, ateşlenmesi, yanmanın kontrolünde çok az zorluk göstermeleri ve emisyon değerlerinin düşük olması nedeniyle ideal alternatif yakıt olarak bilinmektedir

4--Taşıtlarda Doğal Gaz (CNG) Kullanımı:

1--İçerisinde büyük oranda bulunan metan (CH4) sonra etan (C2H6), propan (C3H8), azot (N2), karbondioksit (C02), hidrojen sülfür ile helyum (He) gazlarından meydana gelen renksiz, kokusuz, bir gazdır.

2-- Enerjiyi daha verimli kullanma yönündeki çalışmalar sırasında petrolün yerini alabilecek en önemli enerji kaynağı olarak görülmektedir. Bu sebeple hükümetler gaz kullanımını teşvik etmiş ve yoğun bir şekilde doğalgaz yatırımlarına yönelmişlerdir

3--Doğalgaz taşıtta yüksek basınçlı tüpler içinde gaz veya sıvı olarak depolanır. Depolamanın gaz veya sıvı olarak yapılması motor açısından bir değişiklik göstermez.

3.1--Günümüzde yaygın olarak sıkıştırılmış doğalgaz kullanılır. Daha yüksek basınçlı tüpler olmasına rağmen kullanılan tüplerin basıncı genelde 200 bar'dır

4--Gaz yakıtlarının tutuşma meyillerinin az oluşu, sıkıştırma zamanı sonunda silindire sokulmalarının güçlüğü ve yüksek sıkıştırma oranlarındaki (16-17) vuruntu (benzin motorlarındaki) dezavantaj oluşturmaktadır.

4.1--Gaz yakıtın emme zamanı sırasında, emme havası ile birlikte silindire alınması kolayca sağlanabilmektedir. Bu durumda yakıtın tutuşmaya hazırlık süresi uzadığından vuruntu tehlikesi de artmaktadır.

4.2--Ancak doğalgazm oktan sayısının yüksek oluşu, uygun bir tutuşma ortamı sağlandığından, dizel motorlarında çalışma esnasında vuruntudan kaçınılabilme olanağını da sağlamaktadır.

5--Buji ile ateşlemeli motorlarda doğalgaz kullanımının motorlarda ilk harekete geçişte büyük kolaylık sağladığı, doğal gazın fiyat yönünden benzine göre avantaj sağladığı belirtilmiştir.

6--Gaz yakıtlar silindire alınırken gaz halinde olduklarından hacimsel verimleri düşüktür. Bu durum motorun gücünün düşmesine sebep olur. Bu tip motorlarda ateşleme avansı yeniden ayarlanması gereklidir aksi halde doğalgazm düşük yanma hızından dolayı yanma problemleri ortaya çıkmaktadır.

7--Hacimsel verimin ve güç çıkışını artması için soğutma sisteminin yeniden ayarlanması gerekir.

8--Benzin ile çalışmada kullanılan termostatın açılma sıcaklığından 10 °C ya da 15 °C daha düşük sıcaklıkta açılan termostat kullanılmalıdır

9-- Doğal gaz ile çalışan motorların genellikle HC, CO ve partikül emisyonları çok düşüktür fakat NOx emisyonları yüksek olabilir. NOx emisyonları üç yollu katalist kullanılarak ve hava yakıt oranı tam doğru ayarlanarak "fakir yanma ya da hızlı yanma" motorlarında alev sıcaklıkları düşürülerek azaltılabilir.

9.1--Hava yakıt oranının doğru olarak ayarlanması, güç çıkışı ve verimin artırılması yanı sıra egzoz emisyonlarının düşürülmesinde de oldukça önemlidir. Fakir çalışmada, doğal gazın yanması için kıvılcım enerjisinin yüksek olması gerekmektedir. Ateşleme zamanı yakıt ekonomisi ve emisyonlarda önemli etkiye sahiptir .

10--Özellikle kısmi yüklerde HC emisyonlarının minimum seviyede tutulabilmesi için hava yakıt oranının doğru ayarlanması,emme ve egzoz supaplarının kurslarının düşük tutulması gerektirdiği için ve bunun için de özel kam mili geliştirildiği belirtilmiştir.

10.1--Tam yüklerde NOx miktarının en fazla olduğu, fakir karışımla çalışmada ise NOx miktarının yanan karışımın sıcaklığına bağlı olduğunu belirtmişlerdir.

 10.2--Hava fazlalık katsayısı 1, 05'in altına düştüğü zaman NOx emisyonları hızla artmaktadır.Hava fazlalık katsayısı 0, 85'in üzerine çıktığı zamanda HC ve CO emisyonları artmaktadır.

5-- LPG :

1--Gaz yakıtlar, depolama hacmini küçültmek amacıyla, orta ve yüksek basınçlarda (-20-200 bar) sıkıştırılarak sıvılaştırılmaktadırlar.

2--LPG, CNG v.b). Sıvılaştırılmış petrol gazı, genellikle propan, bütan, izobütan ve az miktarlardaki propilen ve bütilenden oluşan bir karışımdır.

3--En yaygın ürünler, propan, bütan veya bunların belirli oranlardaki karışımıdır.

4--LPG, genellikle doğal gazdan veya ham petrolün kuyulardan çıkarılması ve rafinerilerde tasfiye edilmesi sırasında ayrıştırılarak elde edilen ve kolayca sıvılaştırılabilen propan ve bütan gazlarının, basınç altında sıvılaştırılmış halidir.

5--Bu gazlar sıvılaştırdıklarında, hacimce 230 ila 267 kat küçülmektedirler.

6-LPG alternatif yakıtlar arasında güvenlik bakımından oldukça güvenilirdir. Avrupa’da kullanılan taşıtların otogaz olarak 2010 yılında % 8, 2020 yılında % 23 olması planlanmaktadır

Tablo 2. LPG’ nin fiziksel ve kimyasal özellikleri

7--Benzin ve dizel yakıtlar oda sıcaklığı LPG’de ise daha düşük ısılarda kaynama olmaktadır.

7.1--Benzin ve dizel yakıtların atmosferik basınç da sıvı halde tanklarda saklanabilirken, LPG’nm belirli bir basınçta bulundurma zorunluluğu vardır.

8--Teorik olarak benzinin kaynama noktası, oda sıcaklığı üzerinde olmasına rağmen buharlaşmaya aynı derecede duyarlıdır. LPG benzine kıyasla çok daha üstün antidetonasyon özelliğe sahiptir.

8.1--Yapılan çalışmalarda LPG motorları, benzinle kullanılan motorlara kıyasla %8 daha iyi performans vermektedir.

8.2--LPG gaz olduğundan küçük damlacıklar halinde kalan benzine kıyasla havada daha iyi homojen bir karışım gösterirler. Bu gaz karışımı; dolayısıyla karbüratörden daha kolay geçer ve motorun performansını arttıracaktır.

9--Sıvı halindeki LPG ile dolu olan bir ortamda ısı arttıkça basıncında artmasına neden olur ve içinde bulunduğu tankın patlamasına neden olur.

10--Özellikle soğuk havalarda daha yüksek oranlarda propan gerektiren karışımların gereksinimine ihtiyaç vardır. Türkiye’de hava sıcaklığı bölgeden bölgeye değiştiğinden motorlu araçlarda kullanılan LPG karışımının da tüm koşullar da uygun olacak şekilde ayarlanması gerekmektedir.

5.1--Taşıtlarda LPG kullanımı

1--Dünyanın birçok ülkesinde LPG bugün alternatif otomobil yakıtı olarak kullanılmaktadır ve LPG miktarının yaklaşık %5-6’sı taşıtlarda kullanılmaktadır.

2--Dünyada LPG ile çalışan araç sayısı 4 milyonu bulmakta ve bu sayı günden güne artmaktadır.

3--Artan hava kirliliği nedeniyle birçok ülkede özellikle şehir içi ulaşımında LPG bugün için en çok tercih edilen alternatif yakıt durumundadır.

4--Ülkemizde de özellikle büyük şehirlerde yaz aylarındaki hava kirliliğinin yaklaşık %55’i motorlu araçlardan kaynaklanmaktadır.

4.1--LPG’nin güvenli dolum ve kullanma olanakları geliştirildiği takdirde hava kirliliği olan şehirlerimizde kullanımı, bu büyük problemi önemli ölçüde azaltacaktır [36].

5.2--Taşıtlarda Kullanılan LPG Sistemleri

1--Birinci Kuşak Sistemler: Uygulaması çok basit olup karbüratörlü motorlar üzerinde kullanılırlar. Montajı çok basit olup motorda herhangi bir değişiklik gerektirmemektedir.

2--İkinci Kuşak Sistemler: Üç yollu katalitik konvertörlerin ve elektronik kontrol ünitelerinin taşıtlarda kullanılmaları ile birlikte ikinci kuşak sistemlerde araçlarda kullanılmaya başlanmıştır. Birinci kuşak sistemlerinden en önemli farkı, taşıtta bulunan lambda sensöründen aldığı bilgiye göre gaz miktarını sürekli olarak kontrol etmesidir.

3--Üçüncü Kuşak Sistemler: Bu sistemde ilk hareket benzinle yapılmaktadır, daha sonra sistem otomatik olarak LPG5 ye geçmektedir. LPG sisteme çok noktadan emme supabının üstüne püskürtülmektedir .

4--Yakıt deposundaki basıncın etkisi ile sıvı yakıt depodan, yakıt borularıyla yüksek basınç regülatörüne gönderilir.Yüksek basınç regülatörü yakıt basıncını 0. 5-1 atmosfere düşürür.

4.1--LPG yakıtı yüksek basınç regülatörünü yarı gaz, yarı sıvı olarak terk eder ve böylece buharlaştırıcıya gider. Buharlaştırıcı iç içe iki boru olup, iç borudan LPG yakıtı geçerken, dış borudan da motordan gelen sıcak su geçmektedir.

4.2--Sıcak su bir kısım ısısını yakıta vererek onun tam buharlaşmasına yardım eder. LPG yakıtı buharlaştıktan sonra, alçak basınç regülatörüne geçer ve basıncı atmosferik basıncın biraz altına düşer. Böylece, yakıt karbüratöre 

geçmeye hazır hale gelir.

4.3--Yakıt basıncının atmosferik basıncın biraz altına düşürülmesi motor çalışıp silindirlere hava akışı başlamadan, yakıtın kendi kendine akışını önler.

4.4--LPG yakıtı karbüratöre buhar halinde girdiği için bu sistemde, normal karbüratörlerde olduğu gibi, yakıtı atomize etmeye ve buharlaştırmaya gerek yoktur. Yakıt, hava boğazındaki bir gaz memesinden geçerek karbüratörden geçmekte olan havaya karışır.

5.3--Motor yakıtı olarak LPG’nin avantajları ve dezavantajları

1--Avantajları;

1--LPG' nin oktan sayısı yüksektir (105 )

2--Gaz fazında hava ile daha uniform karışması sonucu iyi bir yanma gerçekleşir.

3--Sıvı yakıtın iyi buharlaşması yüzünden kartere sızarak karterdeki yağı sulandırması bu sistemde yoktur. (LPG yakıtları emme manifoldlarma tamamen buharlaşmış olarak girer. Bu nedenle motor yağı seyreltisi olmadığından motor yağı daha uzun ömürlüdür.)

4--Sıvı yakıtın buharlaşması yüzünden, yoğunlaşan yakıtın silindir cidarlarındaki yağı yıkayıp, silindir ve segmanları yağsız bırakması problemi yoktur.

5--Benzin ve dizel yakıtına göre egzoz emisyonları daha iyidir.

6--İşletme ve bakım masrafları azdır

2--Dezavantajları;

1--Basınç altında sıvılaştrılarak depo edildiğinden dağıtım ve depolanması zordur.

2--Motorlarda LPG kullanıldığında, sıkıştırma oranı büyük seçilebiliyorsa tüm yakıtın buhar fazında motora girmesi hacimsel verimi düşürdüğünden motor verimi çok fazla olmamaktadır

3--Kuru yanma, yanma odasının çabuk aşınmasına neden olur .

Kaynak: Taşıtlarda Kullanılan Alternatif Yakıtlar-Hüseyin BAYRAKÇEKEN (l), Recai KUŞ (2)1.-Fen Bilimleri Enstitüsü- Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, AFYON 2.Selçuk Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Kampus-KONYA