THE EFFECT OF OPERATING CONDITIONS AND FUEL ECONOMY ON VEHICLE PERFORMANCE

Transkript

1 5. Uluslararas leri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), May s 2009, Karabük, Türkiye MOTORLU TA ITLARDA YAKIT EKONOM VE LETME ARTLARININ PERFORMANSA ETK LER THE EFFECT OF OPERATING CONDITIONS AND FUEL ECONOMY ON VEHICLE PERFORMANCE Recep YEN TEPE a* Bar AKDEN Z b a Marmara Üniversitesi, stanbul,türkiye, E-posta: ryenitepe@marmara.edu.tr b Yüce Auto A.., stanbul, Türkiye, E-posta: b.akdeniz@yuceauto.com.tr Özet Bu çal mada motorlarda yak t ekonomisini geli tirmeye yönelik yap lan çal malar ile yak t ekonomisine etki eden faktörler incelenmi tir. Ta tlarda yak t ekonomisi geli tirmek amac yla tasar m teknolojisi, malzeme ve elektronik sistemler, a rl ktaki azalmalar, hava direncinin azalt lmas gibi çal malar yap lmaktad r. Yak t tüketimini azaltman n bir yolu ta tlardaki güç ihtiyac azaltmak, di eri ise gerekli gücü daha verimli bir ekilde sa lamak ve etkin bir ekilde kullanmakt r. Otomotiv sektöründeki aray lar la lm petrol gaz () nin araçlarda alternatif yak t olarak kullan gündeme getirmi tir. Deneysel çal mada yeni nesil Dönü üm Sistemlerinden SGI (Sequential Gas Injection) sisteminin benzinli motorlara uygulanmas yla elde edilen yak t ekonomisi ve alternatif yak t olarak kullanan iki otomobilin motor performans üzerine olan etkisi deneysel olarak incelenmi tir. 4 silindirli, 4 zamanl benzin ve dönü ümlü motorlar n yak t tüketimi ölçülmü tür. Yap lan deneylerde otomatik anz manda over drive n ve kliman n, düz vitesli araçta ise kliman n yak t tüketimine etkisi tespit edilmi tir. Yap lan bu testler nin maliyet olarak yakla k %40 yak t ekonomisi sa lad göstermi tir. Anahtar kelimeler: yak t ekonomisi, dönü üm sistemleri, SGI, yol testi, alternatif enerji. Abstract In this study, improvement of fuel economy and the factors affecting fuel economy were investigated on motor vehicles. Investigations on the engine vehicles fuel economy improvement studies specially focused on weight reduction, design technologies, material and electronic systems, reduction in air resistance. In cars there are two ways of decreasing the fuel consumption, the first one is limiting the need for power and the other one is maintaining and using the needed power more efficiently. Inquiries on automotive sector have lead to the use of Liquefied Petroleum Gas () as an alternative fuel. In the experimental study, alternative fuels and transformation systems were investigated., which enables the drivers to use their vehicles with the help of an additional device, but without any significant change in the present system, is a more environmentally friendly fuel when compared with other alternatives. In this study, fuel economy which is maintained through the application of SGI, one of the newest transform systems to the gasoline engines. At the same time the effect of usage on the engine performance of the two cars. The fuel consumption of a four-cylinder four-stroke petrol and system fitted engine were measured. In the performed tests, the effect of over-drive and air conditioner on automatic transmission is compared to the effect of air conditioner on manual transmission in terms of fuel consumption. As a result of all these studies it is established that the use of leads to a 40% reduction in fuel consumption. Keywords: fuel economy, transformation systems, SGI, road test, alternative energy. 1. Giri Ülkemizde ve dünyada ula n ve toplu ta man n büyük bir k sm kar layan motorlu araçlarda kullan lan yak t ve bu yak t çe itlerinin gün geçtikçe azalmas, otomobil üreticilerini ve devlet yöneticilerini yak t ekonomisi çal malar h zland rmaya yöneltmektedir [1 5]. Motorlu ta tlar n fonksiyonlar yerine getirebilmeleri için gerekli olan enerji bugün için büyük ölçüde petrole ba ml r. Petrolün tükenebilir bir yak t kayna olmas nedeniyle fiyat n sürekli artmas, petrol türü yak t kullanan otomotiv sektöründe yak t ekonomisinin iyile tirilmesini ve yak t tüketiminin azalt lmas zorunlu hale getirmi tir. Bundan dolay yak t tüketimindeki h zl art a ba olarak yak t temininde kar la lan güçlükler de giderek artmaktad r. Ayr ca motorlu ta tlardan kaynaklanan hava kirlili i ve gürültü düzeyi özellikle büyük ehirlerimizde ciddi bir problem olarak insan sa tehdit edecek boyutlara ula r. Hava kirlili inin ortadan kald lmas veya minimum düzeye indirilmesi, yak t tüketimini azaltmakla ve motorlu ta tlar n verimlili ini art rmakla mümkündür[6 8]. Bilimsel ve teknolojik geli melere paralel olarak motorda bulunan sistemlerin daha etkin hale getirilerek verimin artt lmas na çal lmaktad r. Motor parametrelerinin çal ma ko ullar na uygun ekilde otomatik olarak de tirilmesiyle motor performans artmaktad r. Ayr ca yak t tüketimi üzerinde ta ta ait parametrelerin de önemli etkileri bulunmaktad r. Ta t güç aktarma organlar n veriminin artt lmas yan nda sürücü davran lar n da olumlu yönde geli tirilmesiyle yak t ekonomisi iyile mektedir. Otomotiv sektöründeki firmalar n yapt ara rma ve geli tirme çal malar n büyük bölümünü güvenlikten sonra yak t ekonomisine harcad yap lan ara rmalar göstermektedir [9 10]. Yak t ekonomisini iyile tirmek için; motor, ta t ve ta n kullan ile ilgili olarak birçok ara rmalar yap lmaktad r. Yak t tüketimine etki eden parametrelerin motor ve ta t kullan m artlar na göre de tirilmesi ile yak t sarfiyat n azalt lmas na çal lmaktad r. Bu çal malar; tasar m IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye

2 teknolojisi, malzeme ve elektronik sistemler, a rl ktaki azalmalar, hava ve yol direncinin azalt lmas gibi çal malard r. Motorlarda bugüne kadar yak t tüketimini azaltman n bir yolu ta tlardaki güç ihtiyac azaltmak di eri ise gerekli gücü daha verimli bir ekilde sa lamak ve etkin bir ekilde kullanmakt r [11 17]. Otomotiv sektöründeki aray lar (S la lm Petrol Gaz ) n n araçlarda alternatif yak t olarak kullan gündeme getirmi tir. Alternatif yak t kullan ve dönü üm sistemleri incelendi inde, benzinli araçlarda mevcut sistemde herhangi bir de iklik yapmadan ek bir sistemle kullan sa lanan, di er yak tlara nazaran daha güvenli bir çevre dostudur [18 21]. Bu çal mada yeni nesil Dönü üm Sistemlerinden SGI (Sequential Gas Injection) sisteminin benzinli motorlara uygulanmas yla elde edilen yak t ekonomisi ve alternatif yak t olarak kullanan iki otomobilin motor performans üzerine olan etkisi deneysel olarak incelenmi tir. 4 silindirli, 4 zamanl benzin ve dönü ümlü motorlar n yak t tüketimi ölçülmü tür. Yap lan deneylerde otomatik anz manda over drive n ve kliman n, düz vitesli araçta ise kliman n yak t tüketimine etkisi tespit edilmi tir. 2. Deneysel Çal ma Deneysel çal ma olarak yap lan uygulamada yol deneyi, ayn silindir hacmi, ayn supap say, ayn benzin enjeksiyon ve SGI (Sequential Gas Injection) S ral Gaz Enjeksiyon yak t sistemine sahip Hyundai Getz marka iki otomobil üzerinde yap ld. Bu çal mada, alternatif yak t olarak kullan lan nin enjeksiyonlu araçlarda uygulanmas yla düz ve otomatik viteslerdeki yak t tüketimi testi ve dönü ümünün yak t ekonomisi üzerindeki etkileri incelenmi tir. Deneyde kullan lan motorlar ve araç bilgileri Çizelge 1 ve Çizelge 2 de verilmi tir. Motorlar n her ikisine de Voltran marka Vogas SGI kiti monte edilmi tir. Deneylerde devir say, tüketilen yak t miktar, benzin ve enjeksiyon zaman, manifold bas nc, regülatör bas nc, regülatör s cakl ölçülmü tür. Ölçülen de erlere ba olarak yak t tüketimi de erleri hesaplanm ve sonuçlar grafikler eklinde sunulmu tur. Motorlarda kullan lan yak tlar n fiziksel ve kimyasal özellikleri de Çizelge 3 te verilmi tir. Deneyde kullan lan yak Avrupa standard k a özel propan oran %50 seviyelerine ç kart lm EN 589 a uygun Aygaz Euro dir. ise 100 oktan Shell V-Power Racing dir. yak t tank olarak Türk Standartlar na uygun 35 lt lik tank bulunmaktad r. deposu hacmi ise 45 lt.dir. Motorun tüketti i miktar ölçmek için %1 hassasiyetinde Voltran V-SGI sürüm M06 yak t sistemi kontrol yaz kullan lm r. dolumunda kullan lan pompalar n ak debileri ortalama 12 lt/dk d r. ECU ile ba lant yap p bilgisayar ile motor ayarlar n yap ld bilgisayar yaz m ekranlar ekil 1 ve 2 de gösterilmi tir. Otomobillerin motor ve sistem montajlar da ekil 3, 4, 5, 6, 7 ve 8 de gösterilmi tir. Çizelge 1. Test Motorlar Teknik Bilgileri MOTOR BENZ NL 1.3 L Motor Tipi 4 silindirli, s ral, SOHC Silindir çap Strok 71,5 83,5 Silindir hacmi 1341 cm 3 Maksimum güç (hp/ dev/dak) 82 / 5800 Maksimum tork (kgm / dev/dak) 11 / 3200 Supap say 12 Ate leme s ras / Enjeksiyon ras Buji NGK BKR5ES 11 Buji aral 1,1 mm Rölanti devri (d/dak) 700 ± 100 Ate leme avans (temel) / Enjeksiyon zamanlamas ÜÖN öncesi Çizelge 2. Test Araçlar Teknik Bilgileri Toplam boy Toplam geni lik Toplam yükseklik 3,810 mm 1,665 mm 1,495 mm Dingil mesafesi 2,455 mm z geni li i 1,440 mm Yak t deposu kapasitesi(benzin) 45 litre Lastikler 175/65R 14 rl k Düz 1050 kg Otomatik 1102 kg Fren tipi Ön fren Havaland rmal tipi disk kili hidrolik, fren Arka fren takviyeli tipi Kampana Çizelge 3., Propan ve Bütan n Baz Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Yak t özellikleri * Propan** Bütan** Stokiyometrik H/Y Oran 14,6:1 15,1:1 15.0:1 A Fiziksel Hali Gaz Gaz 15 C de Yo unluk (kg/lt) 0,82 0,86 0,508 0,584 Alt Is l De eri (Mj/kg) 44 46,4 45,6 Buharla ma Gizli Is (kj/kg) A Stokiyometrik Orandaki Kar yakmak için gereken tutu ma enerjisi (Mj) ,3 0,3 Kaynama Noktas ( C) ,5 Ara rma Oktan Say (RON) Motor Oktan Say (MON) *) Yak t Shell V-POWER Racing /Bilgi -Y lmaz NUR LU Shell Türkiye Technical Sales Support Shell & Turcas Petrol A.A den al nm r. **) Yak t Aygaz /Bilgi Genel Müdürlük Zincirlikuyu/ STANBUL Teknik Departman dan al nm r.

3 ekil 7. Otomatik Vitesli Otomobil ekil 8. Düz Vitesli Otomobil. 3. Deney Yöntemi ekil 1. Voltran V-SGI ver.m06 Yaz m Program Ana Menü ekil 2. SGI Yaz Enjeksiyon Zamanlar ekil 3. Otomatik Vitesli motor. ekil 4. Düz Vitesli motor. Motorlar n performanslar belirlemek amac yla, en az 6 saat beklemi durumda çal lm lard r. Ta tlar temizlenmi durumda, düz vites olan araç km de otomatik olan araç ise 6100 km dedir. Ön düzen ayarlar fabrikasyon olarak yap lm durumda ve her iki araç önden çeki li hareket kabiliyetine sahiptir. Lastikler Kumho marka 175/65 R14 ebad ndad r. Test öncesi lastik hava bas nçlar standartlar çerçevesinde önler 30 psi, arkalar 30 psi olarak ayarlanm r. Test sürecinde araçta sürücüyle beraber bir ki i bulunmu tur. Yakla k a rl k 180 kg geçmemi tir. Otomobillerin ya, imalatç iste i do rultusunda Shell Helix Plus 10W 40 yar sentetik motor ya d r. Test süresince otomobillerin pencereleri kapal olarak test yap lm r. Otomobillerin benzin enjeksiyon ve gaz enjeksiyon ayarlar test öncesi Voltran Yetkili servisi taraf ndan ideal de erlerinde ayarlanm ve bak tam olarak yap lm r. Teste ba lamadan önce Meteoroloji Genel Müdürlü ünden al nan bilgiler do rultusunda yol testi yap lacak güzergâhlardaki hava s cakl klar n çok de ken olmad gün belirlenmi tir. A, B, C bölgelerinin hava s cakl klar n standart test s cakl (278K~ 293K)(4,85ºC ~ 19,85ºC ) aras oldu u tespit edilmi tir. A yolu hava s cakl 288,15 K (15ºC). B yolu hava s cakl 288,15 K (15ºC). C yolu hava s cakl 286,25 K (13,1ºC) olarak ölçülmü tür. Rüzgâr h ise özellikle ehirleraras ölçümü yap lacak A B-C yollar nda standart de erler (3 8 m/s) aras olan 4,4 m/s olarak belirlenmi tir. Bas nç ise standart ortam (91 kpa ~ 104 kpa) aras 101,3 kpa olarak tespit edilmi tir. Testte otomobillerin bulundu u yüksekli in motor performans na olan etkisi, bir bölümünde de kliman n yak t tüketimine olan etkisi hesaplanm r. Otomatik vitesli arac zda ise Over Drive n yak t ekonomisine olan etkisi hesaplanm r. Yol testi s ras nda ehirleraras güzergâh nda yol e imi %5 i geçmedi. Bu de erler yard yla performans de erleri olarak belirlenen yak t tüketimi hesaplanm r. Testteki artlar Çizelge 4, 5, 6 ve 7 de verilmi tir. Yap lan testlerde sürücü ayn ki i olup 10 y ll k B s sürücü belgesine sahip, direksiyon usta reticisidir. Çizelge 4. Otomatik Vites Yol Testi (Klima Aç k) ekil 5. Yak t Tank. ekil 6. Enjektörleri. A yolu =100km B yolu=100 km C yolu =100km V= 90 km/h V=90 km/h Vort=71 km/h T= 15 C T= 14 C T= 14 C P= 101,3 kpa P= 101,3 kpa P=101.3kPa Over Drive On Over Drive On Over Drive On Klima Aç k Klima Aç k Klima Aç k im %0 im %3 im %5

4 Çizelge 5 Otomatik Vites Yol Testi (Klima Kapal ) A yolu =100km B yolu=100 km C yolu =100km V= 90 km/h V=90 km/h Vort=71 km/h T= 15 C T= 14 C T= 14 C P= 101,3 kpa P= 101,3 kpa P=101.3kPa Over Drive On Over Drive On Over Drive On Klima Kapal Klima Kapal Klima Kapal im %0 im %3 im %5 Çizelge 6- Düz Vites Yol Testi (Klima Kapal ) A yolu =100km B yolu=100 km C yolu =100km V= 90 km/h V=90 km/h Vort=71 km/h T= 15 C T= 14 C T= 14 C P= 101,3 kpa P= 101,3 kpa P=101.3kPa Over Drive On Over Drive On Over Drive On Klima Kapal Klima Kapal Klima Kapal im %0 im %3 im %5 yo unla bir bölgedir. Bu nedenle otoyoldaki h n ortalama h za etkisi fazla olmam r. Ortalama h n dü ük kmas n nedeni tabii ki gerçek ko ullarda gidilmesidir. Bunun d nda, yumu ak bir ekilde h zlan lm, öndeki trafi i iyi bir ekilde izleyerek ve mümkün oldu unca az gaz vererek fren yapma ihtiyac en aza indirmeye çal lm r. lk testte hedef A-B-C yolu boyunca arac Over Drive (On) aç k konumda d/d civar nda tutmak olmu tur. Otomatik anz man 4 ileri vitese sahiptir. Optimum yak t tüketimini elde etmek için, arac n h yava yava artt lm r. Over Drive dü mesi A-B-C yolu boyunca On (aç k) konumunda tutulmu tur, anz man otomatik olarak ikinci, üçüncü, dördüncü ve Over Drive viteslerine yükselmi tir. A yolundaki e im % 0 oldu undan Over Drive bir alt vitese geçmemi tir. Bunun d nda, en yüksek h zla en dü ük tüketim hedefine uygun olarak anz man hep Over Drive aç k (O/D On) ve klima kapal konumunda tutulmu tur. Çizelge 7 Düz Vites Yol Testi (Klima Aç k) A yolu =100km B yolu=100 km C yolu =100km V= 90 km/h V=90 km/h Vort=71 km/h T= 15 C T= 14 C T= 14 C P= 101,3 kpa P= 101,3 kpa P=101.3kPa Over Drive On Over Drive On Over Drive On Klima Kapal Klima Kapal Klima Kapal im %0 im %3 im %5 ekil 7. A Yolundan Bir Görüntü. 5. Deney Uygulama Yol testine A yolundan ba lanm r. A yolu ve B yolu ehirleraras yol testi yap lan güzergâht r( ekil 7). lk testte otomatik vites araç seçilmi tir. Bu test a yava giderek yap lm bir test olmam r. Her eyden önce, gerçek trafik ko ullar nda yap ld için, trafik kurallar na ve daha genel olarak trafik güvenli ine uygun bir ekilde kullan lm r. Bu nedenle testin ilk bölümünde A yoluna kmadan depo doldurduktan sonra otoyolda sabit h z 90 km/s ile A ve B yollar nda testler gerçekle tirilmi tir. lk testimizin ba lang nda otomatik vites Over Drive dü mesi On konumunda ve klima aç k konumda rak lm r. Testin her a amas için ilk testler ikinci testler ile yap lm r. Yak t litre fiyatlar Ekim ay itibar ile * 1.41 YTL, ** 2.72 YTL dir. B yolundan C yoluna ç ld nda ilk yak t ikmalini tank doldurarak yap lm r ( ekil 8) Buraya kadar yap lan yol 210 km. ve tank n ald yak t litredir. Bu tüketim 100 km' de ortalama 7,4 litreye kar k gelmektedir. C yolunun ba lang nda depoyu doldurup yola ç kt ktan sonra 310,4 km. nin ard ndan yolun sonuna hedeflenen sürede ve hedeflenen yak t tüketimiyle ula lm r. B noktas ndan C yolunun sonuna kadar ise hedef h z 90 km/s olmu tur. Sonuçta, C yolunun sonuna var p kilometre hesapland nda ortalama h n 71,2 km/s oldu u görülmü tür. C yolu % 5 e imli ve trafi in ekil 8. B Yolundan Bir Görüntü Fabrika rakamlar na göre ehir d benzin yak t tüketimi benzin ile 6.2 litre/100 km dir. Deneyde A yolunda elde edilen rakam ile 6.8 litre/100 km, benzin ile 6.1 litre/100 km olmu tur( ekil 16). A yolunda Over Drive aç k (O/D on) konumda, klima aç k 90 km/h h zla yap lan testte yak t tüketimi ile 7.0 litre/100 km, benzin ile 6.3 litre/100 km olarak ölçülmü tür ( ekil 17). Buradaki yak t tüketimini etkileyen en önemli faktör kliman n kapal olmas olmu tur. Ayn artlar alt nda A yolunda Over Drive kapal (O/D Off) ve klima kapal konumda elde edilen de erler ise 7.0, 6.3 olmu tur. Burada Over Drive n yak t tüketimini artt rmas n sebebi vites geçi lerinin yüksek devirlerde gerçekle mesi ve Over Drive aç kken motor devri 2300 d/dak iken Over Drive kapal konumda motor devri 2700 d/dak da kalmas r. C yolunda yap lan testlerde ise yak t tüketiminin artmas n en önemli etkeni ortalama e imin %5 ve sürekli yoku *) Fiyat bilgisi Aygaz Genel Müdürlükten al nm r. **) Fiyat bilgisi Shell Türkiye A. den al nm r.

5 direncinin olu mas r. Otomatik vites arac n ehir içi yak t tüketimi fabrikasyon verilere göre benzin ile 9.9 litre/100 km dir. Yap lan testlerde, test arac bu de erlere yak n de erlere ula r ( ekil 17). Bu ölçümler esnas nda Voltran V-SGI Version M06 yak t kontrol sistemi, yak t tank seçici anahtar ve tam dolum yap ld ndaki pompan n gösterdi i (no flo) ikaz ve istasyon pompas n litre göstergesinin de erleri baz al nm r. de eri ölçümlerinde arac n yol bilgisayar, yak t göstergesi ve depo doldurdu unda al nan de erler baz al nm r. Bu testlerde de görüldü ü gibi, arac n ne kadar tüketti i kadar, nas l kullan ld da önemli bir faktör olarak kar za km r. Ekonomik Araç + Ekonomik Sürücü = Ekonomik Tüketim. ekil 9. C Yolu yak t ikmalinden bir görüntü. Ayn artlar alt nda düz vitesli otomobil ile de A, B, C yollar nda testler gerçekle tirilmi tir. Düz vites otomobil için ehir d yak t tüketimi fabrikasyon verilere göre benzin ile 5,4 litre/100 km.dir. A yolunda 90 km/h sabit h zda yap lan testte klima aç k ölçülen de er ile 6,3 litre/100 km, benzin ile 6.0 litre/100 km olmu tur (Çizelge 8). A yolunda yine 90 km/h sabit h zda klima kapal yap lan testte bu de er ile 6.0 litre/100 km, benzin ile 5,6 litre/100 km olmu tur(çizelge 8). Bu ölçümlere göre kliman n yak t tüketimi art na etkisi her yol için, artma de erlerinin ortalamas al nd nda %10,3 olmu tur. Modern ta tlarda klimalar gittikçe yayg nla makta ve güvenli bir sürü için ihtiyaç haline gelmektedir. Kliman n çal mas için gerekli moment, sistemin kapasitesine, hava s cakl na ve ta t na ba olarak de mektedir. Yüksek h zlarda hava ak n artmas ndan dolay kondanser verimli çal maktad r (kondanser: kompresör taraf ndan lm yüksek s cakl k ve yüksek bas nçl so utma gaz ndan al p so utarak bu gaz s hale dönü türmek için kullan lan klima eleman ). Dolay yla buna ba olarak moment ihtiyac azalmaktad r. Ayr ca yüksek zlarda motor momenti daha ekonomik bir özgül yak t sarfiyat yla elde edilmektedir Düz vitesli otomobilin yak t tüketiminin daha dü ük oldu u bütün otomobil firmalar n teknik kataloglar nda belirtilir. Otomatik transmisyon ta tlarda kullan m kolayl art ran sistemler olarak kabul edilebilir. Otomatik vitesli araçta Over Drive n yak t ekonomisine etkisi özellikle A ve B yollar nda, h n sabit oldu u ve Over Drive Aç k konumda kald nda gerçekle mi tir. Ayr ca testin e imli yolu olan C yolunda yak t ekonomisini sa layan etken Over Drive n kapal oldu u testtir. Burada otomatik anz man, motor devrini sabit tutarak ve gerekti inde vites geçi lerini seri yaparak yak t tüketimini azaltm r. Otomatik transmisyonda güç kayb mekanik ve hidrolik olmak üzere iki grupta toplanabilir. Mekanik kay plar genellikle sürtünmeden, hidrolik kay plar ise pompalama ve tork konvektöründeki kaymadan kaynaklan r. Kayma ile meydana gelen kay plar oldukça fazlad r. Kayma konvektör yap na, ta t h na ve iletilen momente ba r. Motor, aktarma organlar n özellikleri, ta t büyüklü ü ve ta t performans karakteristikleri konvektör yap etkiler. Çizelge 8. Standart Yol Testleri Yak t Tüketim Tablosu Ta n Özelli i ve Çal ma Ko ulu Otomatik Vites O/D On Klima Aç k Otomatik Vites O/D On Klima Kapal Otomatik Vites O/D Off Klima Kapal Düz Vites Klima Aç k Düz Vites Klima Kapal A yolu B yolu C yolu 7.0 litre/100 km 6.3 litre/100 km litre/100 km Dü ük h zlarda kayma yüksektir bu da yak t ekonomisini kötüle tirir. Yüksek h zlarda kayma oldukça azal r bu nedenle otomatik transmisyon düz vites kutular na göre yüksek h zlarda üstünlük sa layabilir. Otomatik transmisyonlu bir ta t motorunda tork konvektörü burulma titre imlerini yok etti inden silindirlere daha fakir kar m gönderilebilir. Ayr ca tork konvektörü belli bir moment art sa lad ndan diferansiyel di li oran küçültülebilir. Kolay devir yapmaya istekli olan motor, bu amac geleneksel yap daki otomatik anz man izin verdi ince gerçekle tirmi tir. Otomobilin genel sürü performans, küçük bir ehir otomobilinden tüm beklentileri kar layabilir düzeyde olmu tur. Sars nt z de imleriyle sürü konforunu yükselten otomatik anz man n sahip oldu u tek geli mi özellik Over Drive fonksiyonu idi. anz man n zl kickdown tepkileri, sürü ak kesmemesi aç ndan çok olumlu olmu tur. Test süresince 100km'de ortalama 8,32 () (otomatik vites), 6.8 () (düz vites) yak t tüketen otomobil, 35 lt lik yak t tank hacmi ile 411 km (otomatik vites) 492 km (düz vites) menzil yapm r. Yüksekli inin artmas ve bunun sonucu olarak atmosfer bas nc n azalmas yla motor performans azalm r. Motor yüksekli indeki 200 m'lik bir de im atmosfer bas nc nda yakla k 3000 Pa'l k bir de ime kar gelmekte olup buna ba olarak yak t tüketimi ve hacimsel verimde % 40'a varan bir de ime neden olabilmektedir.

6 Deneylerden elde edilen sonuçlar, maksimum motor verimi ve minimum yak t tüketimi elde etmek için hava-yak t oran n motorun yüksekli ine ba olarak de tirilmesi gerekti ini göstermi tir. Yükseklik etkisi ile ilgili sonuçlar motor performans iyile tirmede ve tasar mda kullan labilir. Ta n özelli i ve çal ma ko uluna göre yak t tüketimi ile ilgili grafikler Çizelge 8 ve ekil 10, 11, 12, 13, 14, 15 de verilmi tir. 6. Deney Sonuçlar Yap lan deneylerde ölçülen de erlere göre nin yak t ekonomisi yönünden kullan lara sa lad avantaj sadece litre baz nda maliyetinin % 48,2 ucuz olmas r. Litre baz ndaki ölçümlerde ise nin benzine göre kar mda % 8,6 (düz vites) %12,9 (otomatik vites) fazla yak t harcad görülmektedir. Buna göre s ral sistem düz vites otomobilde % 44,5, otomatik vites otomobilde % 41,6 ekonomi sa lad deneysel olarak ortaya konulmu tur. nin dezavantajlar bir kenara konulursa avantajlar n r bast ve çevreye gösterdi i sayg da göz ard edilemez. Y lda ortalama km yol yapan düz vites ve otomatik vites bir irket arac nda ortalama yak t tüketimlerini al nd nda benzine y lda YTL ödemek yerine ayn araca dönü ümü yap ld nda bu rakam YTL gibi ciddi bir rakama dü ebilmektedir ( ekil 18). Ayr ca bu de erlendirme düz ve otomatik vitesli araçlar için ayr ayr ele al nd ndaki maliyet analizleri ekil 17 ve ekil 18 de verilmi tir. Yol testleri s ras nda elde edilen en önemli sonuç, s ral sistem sisteminin sürü esnas nda hiçbir ekilde performans dü ürmedi i ve motorun benzinli sistemle çal ndan hiçbir fark olmadan çal r. Yak t ekonomisi sa lamak için çal ma artlar ve sürücü deneyiminin önemi de ortaya km r. nin alt l de erinin yüksek olmas, gaz faz nda silindir içerisine girmesi, benzine göre daha homojen bir kar m olu turmas ndan dolay olumlu etkileri görülmektedir. nin gaz faz nda olmas motorun volümetrik verimi üzerinde olumsuz etkide bulunmaktad r. dönü ümünde dikkat edilmesi gereken noktalardan biri kar seçerken dikkat edilmesi ve belirli periyotlarla yak t hava kar n servisi taraf ndan kontrol edilmesidir. Yak t T üketimi (YTL) Otomatik Vites O/D On Otomatik Vites O/D On Düz Vites Düz Vites ekil 11. A Yolu Düz ve Otomatik Vites(O/D on), ve Maliyet (YTL). (Litre/100km) Otomatik Vites O/D Off Otomatik Vites O/D Off Düz Vites Klima Aç k Düz Vites Klima ekil 12. B Yolu Otomatik O/ D Off ve Düz Vites Klima Aç k, ve Tüketim (Lt/100km) (YTL) 2 17,5 1 12,5 1 7,5 Aç k 2,5 (Litre/100km) 8,0 Otomatik Vites O/D Off Otomatik Vites O/D Off Düz Vites Klima Aç k Düz Vites Klima Aç k 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 ekil 13. B Yolu Otomatik O/ D Off ve Düz Vites Klima Aç k, ve Maliyet (YTL) (Litre/100 km) 1 1 Otomatik Vites O/D Otomatik Vites Düz Vites Düz Vites On O/D On ekil 10. A Yolu Düz ve Otomatik Vites(O/D on), ve Tüketim (Lt/100km). Otomatik Vites O/D Off Otomatik Vites O/D Off Düz Vites Klima Kapal Düz Vites Klima Kapal ekil 14. C Yolu Otomatik O/D Off ve Düz Vites Klima Kapal, ve Tüketim (Lt /100km)

7 (YTL) Otomatik Vites O/D Off Otomatik Vites O/D Off Düz Vites Klima Kapal Düz Vites Klima Kapal ekil 15. C Yolu Otomatik O/D Off ve Düz Vites Klima Kapal, ve Maliyet (YTL) (Litre/100 km) 1 1 (Litre/100 km) ekil 18. Otomatik Vites Over Drive Etkili Yak t Tüketim A,B,C yollar nda yap lan testler sonucu elde edilen de erlerin ortalamas al nd nda y lda ortalama km yapan bir sürücü için y ll k tüketim maliyetleri ekil 19, 20 ve 21 de gösterilmi tir. YTL 1 1 A YOLU B YOLU C YOLU A YOLU B YOLU C YOLU 6000 ekil 16. Düz Vites Klima Etkili Yak t Tüketim Yak t Tüketimi (Litre/100 km) BENZ N ekil 19. Düz Vites ve Y ll k Maliyet Analizi Y T L 6000 A YOLU B YO LU C YO LU 5000 ekil 17. Otomatik Vites Klima Etkili Yak t Tüketim BENZ N ekil 20. Otomatik Vites ve Y ll k Maliyet Analizi

8 YTL BENZ N ekil 21. ve Ortalama Y ll k Maliyet 7. Sonuçlar Endüstride otomotiv teknolojisinden gelecek y llarda h zl bir geli me göstermesi beklenmektedir: Yak t ekonomisi bugüne oranla daha da iyile ecektir. Daha çok plastik, alüminyum ve seramik malzeme kullan sonucu, çelik malzeme miktar % 70' den % 50' ye azalacakt r. Güç kayna olarak daha çok gaz türbini, elektrik ve petrol motoru kombinasyonu (hybrid) kullan lacakt r. Gaz türbini performans, hybrid ise emisyon bak ndan avantajl görülmektedir. Sürekli de ken transmisyon ve ayr ca otomatik stop-start sistemleri kullan lacakt r. Ta n biçimi, bugünküne benzer, ancak daha aerodinamik olacakt r. En az direnç; hafifçe öne do ru e imli, hatlar yuvarlat lm, arkas hatcback ya da fastback olan ta tlarla sa lanmaktad r. Daha çok dizel ve yak t kullan lacakt r. Dizel ekonomi, ise düzgün çal ma ve emisyonlar bak ndan avantajl r. Bu çal madaki deneyde üzerinde yo unla lan, nin yayg nla mas yla, uygulamas sona eren sübvansiyonun ortadan kald lmas yla araçlarda, yi yaln zca ekonomik yönü nedeniyle tercih eden kitleler daha dikkatli olmak zorundad r. nin benzine göre daha ucuz bir yak t oldu unu varsayarak yayg nla lmas ileride ülke ekonomisine olumsuz etkiler yapabilir. Ayr ca kullan yla ilgili teknolojik olarak gerekli altyap n olu turulmas ve denetimle ilgili önlemlerin titizlikle al nmas gerekmektedir. Alkol ya da kar k yak tlar n kullan, petrolün bulunabilirli i ve fiyat na ba ml r. Motorlarda yanma odas ve yak t sistemlerinin yüksek teknolojiyle donat lmas, egzoz gaz temizleme sistemlerinin bütün ta tlarda uygulanmas için önlem al nmas gerekmektedir. Yak tlar n kalitesinin art lmas, kullan lm ta tlar n kontrolü, bireysel ta mac ktan kaç p, toplu ta mac n yayg nla lmas ve tercih edilmesi te vik edilmelidir. Araçlar n, yolcu ve yük olarak maksimum kapasiteleri kullan lmal ancak a yolcu ve yük ta nmas ndan kaç lmal ve çok s olarak bunlar n kontrolleri yap lmal r. Ta n kapasitesine göre yükleme derecesi, seyir h, manevra yetene i ve özellikle teknik ar za üzerindeki önemli rolü unutulmamal r. Motorlu ta tlarda üretim a amas nda al nacak tedbirlerin yan s ra halen trafikte seyreden eski teknoloji ile üretilmi araçlar n düzenli bak ma ve denetime tabi tutulmas gibi önlemler al nmal r. 8. Tart ma ve De erlendirmeler En modern içten yanmal motorlar bile yak ttaki enerjinin sadece üçte birini yararl bir i e dönü türmektedir. Kalan enerji ise, hareketli parçalar n sürtünmesi motordan içeri giren ve d ar ç kan havan n yaratt sürtünme eklinde kaybedilmektedir. Enerjinin kay p olarak atmosfere at ld bu alanlar n her biri yak t ekonomisini geli tirmek için büyük bir f rsatt r. Depoya konulan yak n büyük bir k sm arac yolda ilerletmek veya klima ve yönlendirme sistemleri gibi yararl aksesuarlara harcanmaktad r. Enerjinin geri kalan kaybolmaktad r. Bu sebeple yak t ekonomisinin teknolojik yöntemlerle artt lma potansiyeli oldukça yüksektir. Depoda bulunan yak n sahip oldu u enerjinin % 62'si motor sürtünmesine, pompalama kay plar na ve kaybedilen ya harcanmaktad r. ehir içi kullan mda (s k trafik) %17'lik bir k m da bo ta çal maya klarda veya trafikte durma) harcan r. Arac n çal mas için gerekli olan aksesuarlar (örne in su pompas ) ve yolcu konforu için gereken sistemler (örne in klima) bu enerjiden % 2 daha al r. Böylece hareket için enerjinin %18'den biraz daha fazla k sm kalm olur. Güç aktar m organlar ndaki sürtünmeye de % 5'lik bir k m harcand dü ünülürse arac n yolda ilerlemesi için kalan enerji sadece % 13 olur. Fizik kanunlar tüm bu kay p enerjilerin ortadan kald lmas na izin vermese de bunlar n oldukça önemli oranlarda azalt lmas mümkün k lmaktad r. Yak n % 12,6 l k bölümünden % 5,8 i h zlanmaya, % 2,6 s hava direncine ve kalan k sm da yuvarlanma direncine gider. Dur-kalk hareketinin s kl kla yap ld ehir içi kullan mda h zlanma en önemli ihtiyaçt r ve bunu yuvarlanma direnci ve hava sürtünmesi takip eder. ehir yüksek h zda kullan mda ise (otoyollarda) bu s ra tersine döner ve en önemli etken hava sürtünmesi olur. Yüksek dayan ma sahip hafif metallerin kullan lmas yla araç a rl n azalt lmas, arac n eklinin hava sürtünmesini dü ürecek ekilde tasarlanmas ve geli mi lastik tasar mlar ile yuvarlanma direncinin azalt lmas ile % 20-30'lara varan oranlarda enerji tasarrufu sa lanmas mümkündür. Kaynaklar [1] Batmaz,. : Motorlu Ta tlarda Yol-Yak t Ekonomisi li kisinin Deneysel Olarak ncelenmesi, Doktora Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Ankara (1999) [2] Çelik. M. B.: Metanol- Kar mlar n Motor Performans na Ve Egzoz Emisyonlar na Etkisi Yüksek Lisans Tezi, G. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (1994) [3] Çelik. M. B.: Buji le Ate lemeli Bir Motorun rma Oran n De ken Hale Dönü türülmesi ve Performansa Etkisi, Doktora Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (1999) [4] Yolaçan, F. : Otomobil Motorlar nda Yak t Sistemleri, T.E.V. Yay nlar Ankara, (1990) [5] Yelkencio lu, A., "Ta tlarda Yak t Sarfiyat na Etki eden Faktörler ve Yak t Sarfiyat n Belirlenmesi, TÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, stanbul, (1991) [6] Stone, R, Motor Vehicle Fuel Economy, Macmillan

9 Educational Ltd., Houndmills, 4. HEYWOOD, J. B.: The Internal Combustion Engine Fundamentals. Mc Graw - HIU Book Company, (1988)5-45. [7] Çetinkaya, S., Motorlu Ta tlar n Yak t Ekonomilerini yile tirme Çal malar ". G.Ü. Teknik E itim Fakültesi Dergisi, Ankara, (1990) [8] Çetinkaya, S., Ta t Mekani i, Nobel Yay nevi, Ankara,(1999) [9] Batmaz,. Araç Bak m-onar m lemlerinde Servis Etkinlik Derecesinin Deneysel Olarak Saptanmas. Yüksek Lisans Tezi, G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (1993) [10] BORAT. O, BALCI. M, SÜRMEN. A." Motorlar nda Yak t Ekonomisi". G.Ü. Teknik E itim Fakültesi Dergisi. Haziran (1987) [11] Kutlar, O.A. Dört Zamanl Otto Çevrimli Motorlarda smi Yükte ni Azaltmak çin Yeni Bir Yöntem ; Doktora Tezi, stanbul,(1998) [12] Yüce, A., Günümüzde Otomotiv Teknolojisi Ankara.(1997). [13] Borat,O., Balc, M., Sürmen, A., çten Yanmal Motorlar Cilt 1,G.Ü.T.E.F., Ankara, (1994) [14] Otomotiv Sanayi Derne i Panel, Taslak (2002). [15] AYT, Alternatif Yak t Teknolojileri Tan m Paneli Prezentasyon (2006). [16] Araçlarda Dönü ümü Mühendis El Kitab, Yay n No: 217, (1999) [17] Akkan, E., Dünya ve Türkiye de Makale, (2000). [18] Ekim (2006). [19] Bayraktar, O.,Durgun,O., Investigating The Effects Of on an Spark Ignition Engine Combustion and Performance Energy Conversion and Management 46 (2005) [20] Johnson, E. : A Secure, Cleaner Transport Fuel? A Policy Recommendation for Europe Energy Policy (2003) [21] Bayraktar, H., Durgun, O., Theoretical Investigation of Using in Spark Ignition Engines The First Energy Symposium and Exhbition (2003) Yenitepe, R. ve Akdeniz, B.