ATIK KIZARTMA YAĞI KÖKENLİ BİYODİZEL KULLANILAN BİR DİZEL MOTORDA TİTREŞİM VE AKUSTİK ANALİZİ

Transkript

1 9 th International Automotive Technologies Congress OTEKON May 2018, BURSA ATIK KIZARTMA YAĞI KÖKENLİ BİYODİZEL KULLANILAN BİR DİZEL MOTORDA TİTREŞİM VE AKUSTİK ANALİZİ Harun Yıldırım 1, Ahmet Necati Özsezen 1*, Ali Çınar 1 1 Kocaeli Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye * Correponding Author: Ahmet Necati Özsezen, nozsezen@kocaeli.edu.tr ÖZET Bu makale, bir dizel motor bloğuna titreşim transdüserinin yerleştirilmesi ile alınan deneysel verilerin sonuçlarını sunmaktadır. Bu çalışmanın amacı atık kızartma yağından üretilen biyodizel ve biyodizel/motorin karışımlarının titreşim ve gürültü karakteristiklerini incelemektir. Motor testlerini gerçekleştirmek için günümüz ağır ticari taşıtlarda kullanılan 6L silindir hacmine sahip bir dizel kullanılmıştır. Yakıt karışımları, motorine hacimsel olarak %20 biyodizel (B20), %50 biyodizel () ilave edilerek hazırlanmıştır. Motor testlerinde, saf motorin, B20, yakıt karışımları ve saf biyodizel () test yakıtı olarak kullanılmıştır. Deneyler sabit motor devri ve sabit döndürme momentinde gerçekleştirilmiştir. Sinyal işleme esnasında yüksek frekanslı parazitlerin minimize edilmesi için verilere düşük geçirgenli filtre uygulanmıştır. Titreşim analizi için kare ortalamalarının karekökü metodu (RMS) kullanılmıştır. Tüm motor devir ve yükünde biyodizel ve karışımlarının kullanılması ile elde edilen titreşim genliği saf motorin kullanımına kıyasla daha yüksek çıkmıştır. Ayrıca, bu çalışmada, yanma sonucunda oluşan titreşim etkilerini frekans bazında incelemek için Koherens yöntemi ile frekans analizi yapılmıştır. Yanma sonucunda oluşan titreşimlerin etki ettiği frekans bantları filtrelenerek gürültü değerleri çıkarılmış, motor devri arttıkça motor gürültüsünün arttığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyodizel, titreşim, ses, yanma, dizel motor ANALYSIS OF VIBRATION AND ACOUSTICS IN A DIESEL ENGINE FUELED WITH BIODIESEL PRODUCED FROM WASTE FRYING OILS ABSTRACT This paper presents the results of experimental data obtained with the application of an engine block vibration transducer. The aim of the study is to investigate the vibration and noise characteristics of biodiesel produced from waste frying oils and biodiesel/fossil diesel fuel mixtures. To accomplish engine tests, a diesel with 6L cylinder volume used in today's heavy commercial vehicles was used. Fuel mixtures are prepared by adding 20% vol. biodiesel (B20), %50 vol. biodiesel () to the fossil diesel fuel. In the engine tests, pure fossil diesel fuel, B20, fuel mixtures and pure biodiesel () were used as test fuel. The tests were carried out at different engine speeds and constant engine torque. A low-pass filter was used to minimize high frequency interference during signal processing. Root Mean Square method (RMS) have been used for vibration analysis. The vibration amplitude obtained with the use of biodiesel and its blends at all engine speeds and load is higher than that of the diesel engine fueled with pure fossil diesel fuel. In addition, in this study, frequency analysis was performed with the Coherence method in order to investigate the frequency bands of the effects of the vibrations resulting from the combustion. The frequency bands affected by the vibrations resulting from combustion are filtered to find out the engine noise values, it is seen that the engine sound increases along with the increase engine speed. Keywords: Biodiesel, vibration, sound, combustion, diesel engine

2 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON /3 1. GİRİŞ Geçmişten günümüze, dizel motorların endüstride ve taşıtlarda kullanımı giderek yaygınlaşmıştır. Fosil kökenli yakıtlar kullanılan dizel motorlar hava ve ses kirliliğine sebep olmaktadır. Yenilenemeyen fosil kökenli yakıtlar piyasanın mevcut talebini, maksimum 100 yıl daha karşılayabileceği öngörülmektedir (Antoni ve diğ., 2002). Araştırmacılar, sınırlı fosil kaynaklardan dolayı fosil kökenli yakıtlara bağımlılığı azaltacak, ucuz ve çevreci alternatif dizel yakıtları geliştirmek gerekliliği üzerinde durmaktadır. Biyodizel, çeşitli bitkisel ve hayvansal yağlardan üretilen alternatif bir dizel yakıtıdır. Biyodizelin özellikleri kullanılan yağ kaynağına ve üretiminde kullanılan alkol tipine göre değişiklik gösterebilmektedir. Bu durum her biyodizel için farklı tutuşma, yanma ve emisyon değerlerinin oluşmasına neden olmaktadır (Özsezen ve Çanakcı, 2008). Birçok çalışmada, biyodizel/motorin karışımlarının motor performansı, yanma ve emisyon değerlerin üzerine etkisi detaylı bir şekilde gösterilir iken (Geng ve diğ., 2003; Carlucci ve diğ., 2005; Charles ve diğ., 2009; Chiavola ve diğ., 2009; Enweremadu ve Rutto, 2010), fraklı kaynaklardan üretilen biyodizelin dizel motorlarda titreşim ve ses parametreleri üzerine etkisinin detaylı bir şekilde incelenmesine ihtiyaç bulunmaktadır. Titreşim ve gürültü dizel motorların en önemli problemlerindendir ve bu problemler dizel motorlarda gerçekleşen yanma olayının bir sonucudur. Titreşimin en önemli sonuçlarından biri ise malzeme yorulmasıdır (Heidary ve diğ., 2013). Taşıtlarda titreşim ve gürültünün büyük bir kısmı motordan ve egzoz sisteminden kaynaklanır. Motorda meydana gelen titreşimlerin büyük bir bölümü; pistona etki eden değişken gaz kuvvetleri, hareketli ve dönen parçaların atalet dengesizliği ve supap mekanizmasından kaynaklanır. Titreşimin neden olduğu malzeme yorulması, ısınma, sürtünme ve darbeler gibi fiziksel etkiler sonucu taşıt parçalarında deformasyonlar meydana gelmektedir. Titreşim ölçümleri, yanmanın karakterize edilmesinde ve motorun çalışma şartlarının izlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır (Liu ve diğ., 2006; Lim ve Teong, 2010). Spektrum analizi, bir sinyalin hangi frekansta ve genlikte olduğunu ortaya koyan bir yöntemdir. İçten yanmalı motorlarda durum izleme ve arıza tespit işlemlerinde, Short-Time Fourier Transform (STFT), Wigner-Ville Distribution (WVD) ve Wavelet Continuous Transform (CWT) gibi spektrum analiz yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler sayesinde motorda oluşabilecek muhtemel arızaları önceden kestirmek ve bakım maliyetlerini azaltmak daha kolay olmaktadır (Mohsin ve diğ., 2014; Moosavian ve diğ., 2016). Bu çalışmada, STFT yöntemi motor titreşim analizlerinde kullanılmıştır. Antoni ve diğ., bir motordaki silindirde gerçekleşen bir çevrimin içerisindeki valflerin hareketi, yanma ve piston vurması gibi olayların haritası çıkarmıştır (Antoni ve diğ., 2002). Krank açısına bağlı olarak frekans analizi Wigner- Will dağılımı adı verilen yöntemle 4 silindirli bir motorun her bir çevrimi için titreşim haritaları çıkartılmıştır (Naber ve diğ., 2006). Geng ve diğ., (2003) titreşimi tespit etmek için 6 silindirli, 4 zamanlı bir dizel motor kullanmıştır. İlk olarak motorlardaki darbe dürtüleri analiz edilmiş ve sınıflandırılmıştır. Darbe dürtülerinin titreşim üzerine etkisini incelemek için dalgacık paket yazılım programı yardımıyla çoklu bant filtreleme ile Wilgner-Ville yöntemi kullanılarak zamanfrekans karakteristiklerini belirlenmiştir (Moosavian ve diğ., 2016). Carlucci ve diğ., (2005) yanma sonucu oluşan silindir gaz basıncındaki dalgalanmaları inceleyerek, yakıt püskürtme sisteminde oluşabilecek arızaları tespit etmeye çalışmıştır. Araştırmacılar, zaman-frekans analizini, silindir gaz basıncını, ısı iletim oranını, titreşim verilerinin korelasyon derecesini tespit etmek için klasik Fourier metodunu kullanmıştır. Yakıt püskürtme basıncının, püskürtme zamanının, yanmada meydana getirdiği değişimleri frekans analizinde belirlemişlerdir (Özçelik ve diğ., 2015). Liu ve diğ., (2006) silindir kapağı üzerinden aldığı titreşim sinyali ile supap hasar başlangıcının tespitini yapmışlardır. Deney motoru olarak 4 silindirli, 4 zamanlı, direkt püskürtmeli bir dizel motor kullanmışlardır. Motorda çevrimden çevrime meydana gelen değişimleri göstererek, supap hasar analizleri yapılmıştır. Supap açıklıklarının artmasıyla titreşim genliklerinin de arttığı gözlemlenmiştir. Benzer bir çalışmada (Tüccar ve diğ., 2014), supap açıklıklarının ve yanma olaylarının hangi frekanslarda olduğu tespit edilmiştir. Xu ve diğ., (2010) sinyaller frekans ve zaman tabanında Hilbert- Huang dönüşümü yöntemi kullanılarak titreşim frekans analizi yapmışlardır. Deneyler 6 silindirli, 4 zamanlı bir dizel motorda gerçekleştirilmiştir. 3,2-6,4 khz yüksek frekans bileşenleri supap katarının darbeleri ve silindir gaz basıncının ortaya çıkardığı bileşenler olduğu belirtilmiştir. Wu ve Chen (2006) Hz düşük frekans bileşenleri ise motorun haraketli parçalarının momenti, atalet kuvvetlerin genlik ve frekans değerleri olduğu göstermiştir. Chiovola ve diğ., (2010) common rail yakıt püskürtme sistemli, su soğutmalı, Lombardini LDW442CRS model dizel motoru kullanarak, elde ettiği verileri koherens analizi ile işlemiştir. Koherens analizi sonucuna bakılarak Hz frekansları arasındaki püskürtme parametreleri arasındaki ilişkinin daha uyumlu olduğunu göstermiştir. Silindir gaz basınç bilgisi içten yanmalı motorlarda yanma, emisyon ve performans parametreleri hakkında önemli bilgiler vermektedir. Bu çalışmada, biyodizel alternatif dizel yakıtı olarak kullanılmıştır. Ağır ticari taşıtlarda kullanılan dizel motora silindir gaz basınç transduceri, mikrofon ve ivme ölçer monte edilerek, biyodizelin titreşim ve gürültü karakteristiği, fosil kökenli motorin yakıtı referans alınarak analiz edilmiştir.

3 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON /3 2. METOD VE MATERYAL Kocaeli ilinde bulunan küçük ölçekli lokantalardan atık bitkisel kızartma yağları toplanarak, Kocaeli Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Yakıt laboratuvarında biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan motorin ise Kocaeli Üniversitesi yolu güzergahındaki ticari bir yakıt istasyonundan satın alınmıştır. Test yakıtı hazırlanırken, hacimsel olarak %20 biyodizel ile %80 motorin karıştırılarak B20, %50 biyodizel ile %50 motorine karıştırılarak elde edilmiştir. Motor testlerinde saf motorin, B20, yakıt karışımları ve saf biyodizel () kullanılmıştır. Tablo 1 de test yakıtlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri verilmektedir. Tablo 1. Test Yakıtlarının Özellikleri Özellikler Birim Biyodizel (EN 14214) Yoğunluk (15 C) kg.m , Viskozite (40 C) mm 2.s -1 5,0 3,5 5,0 Parlama noktası C min. Asit değeri mg KOH.g -1 0,15 0,5 maks. Isıl değeri kj.kg İyot Sayısı g l,100g ,8 120 maks. Kükürt İçeriği ppm 6,3 10 maks Setan indeksi min Motor testleri, Ford Cargo marka ağır ticari araçlarda kullanılan bir dizel motor, hidrolik dinamometreye bağlanarak gerçekleştirilmiştir. Tablo 2 de test motorunun teknik özellikleri verilmektedir. Tablo 2. Test Motorunun Özellikleri Motor 6 L Ford Kargo Tipi Direkt püskürtmeli, doğal emişli, 4 zamanlı, su soğutmalı Silindir sayısı 6 Silindir çapı 104,80 mm Strok (Kurs) 114,90 mm Sıkıştırma oranı 15,9: 1 Püskürtme pompası Mekanik regülatörlü sıra tipi pompa Püskürtme basıncı 197 bar Enjektör delik çapı ve sayısı 0,3 mm, 4 delikli Maksimum güç d/d Maksimum moment d/d Püskürtme sırası Rölanti devri d/d Şekil 1. Test düzeneğinin şematik görünüşü Şekil 1 de deneylerde kullanılan test düzeneğinin şematik görünüşü verilmektedir. Deney şartları için 100 Nm sabit yük ve 1000, 1250, 1500, 1750, 2000 d/d sabit motor devri seçilmiştir. Ayrıca, 1500 d/d sabit motor devrindeki testlerde 200 ve 300 Nm sabit motor yükleri de test edilmiştir. Deney düzeneğinde, tek yönlü (z yönlü dikey) ICP 352C03 1,02

4 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON /3 mv/(m/s 2 ) hassasiyetine sahip ivmeölçer transdüseri kullanılmıştır. İvmeölçer motorun birinci silindirinin tepesine monte edilmiştir. Testlerde silindir gaz basıncı, Kistler 6061 marka su soğutmalı basınç sensörü ile ölçülmüştür. Gürültü verileri alırken 01dB MCE212 (Elektret mikrofon 1/2, tip 1, 50 mv/pa) tipte bir serbest alan mikrofonu kullanılmıştır. Mikrofon, motordan 1 metre uzağa yerleştirilmiştir. NETdB12 veri toplama cihazı ile gürültü, titreşim ve silindir gaz basınç değerleri eşzamanlı olarak, Nyquist teoremine göre 25,6 khz örnekleme frekansı ile alınmıştır. Şekil 2 de 2000 d/d ve 100 Nm test koşulunda birinci silindirden alınan silindir gaz basıncı ve ivme sinyalleri gösterilmiştir. Silindir gaz basıncı ve titreşim sinyalleri işlenmemiş olduğundan dolayı yüksek frekanslı parazit dalgalanmaları net olarak görülmektedir. Silindir gaz basıncı sinyallerinin, titreşim ivme sinyal genliklerine göre daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. 7,5 Silindir gaz basıncı İvme 600 Silindir gaz basıncı (MPa) 6,0 4,5 3,0 1, İvme (m/s 2 ) 0,0 1,0 1,1 1,2 1,3 Zaman (s) Şekil d/d ve 100 Nm test koşulunda ham silindir gaz basıncı ve titreşim verileri Düşük geçirgenli filtre yüksek frekanslı parazit dalgalanmaları yok etmek için tasarlanmıştır. Kesme frekansı belirlemek için, Fourier yöntemi kullanılarak silindir gaz basıncı sinyalleri normalize edilmiştir. Baskın frekans, motorun genel çalışma frekansına karşılık gelmektedir. Ham sinyaller, 6 dereceli 0.15 kesme frekanslı düşük geçirgenli Butterworth filtreden geçirilmiştir. Şekil 3 de 2000 d/d ve 100 Nm test koşulunda alınan ve filtrelenen silindir gaz basıncı ve titreşim ivme sinyalleri gösterilmektedir. Sinyallerin genlik değerleri, düşük geçirgenli filtreden sonra azaldığı görülmektedir. Böylece, yüksek frekanslı parazitler ham sinyallerden çıkarıldığı tespit edilmiştir Silindir gaz basıncı İvme 600 Silindir gaz basıncı (MPa) İvme (m/s 2 ) 0 1,0 1,1 1,2 1,3 Zaman (s) -600 Şekil d/d ve 100 Nm test koşulundaki filtrelenmiş silindir gaz basıncı ve titreşim verileri 3. BULGULAR VE TARTIŞMA Bu çalışmadaki deney sonuçlarını yorumlayabilmek için sabit devir ve yük şartlarında toplanan titreşim ve gürültü verileri zaman ve frekans uzayında analiz edilmiştir. Motor çevrimlerinin düzensizliğinden dolayı iki saniyelik sinyallerin ortalaması alınarak sinyal işleme yapılmıştır.

5 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON / Titreşim Analizi Motor test sisteminde zaman uzayında alınan veriler, daha sonra krank açısına çevrilmiştir. Motor çevrimlerinde krank açısına bağlı olarak yanmanın incelenmesi hem mekanik streslerin kontrolü hem de vuruntu sınırının tespit edilebilmesi için önemlidir. Bu çalışmada, yanma sürecinde yüksek frekanslı ve genlikli bölgeler incelenerek, her bir test yakıtı kullanımında motorun nasıl etkilendiği ham veriler üzerinden izlenmiştir d/d ve 100 Nm test şartlarında, test yakıtlarının silindir gaz basıncı ve ivme sinyalleri Şekil 4 te verilmektedir. Tüm yakıt testlerinde, silindir içerisine yakıt püskürtülmesi ile birlikte hava-yakıt oksidasyonu hızla gelişmiş ve silindir gaz basıncında ani bir artış meydana gelmiştir. Bilindiği üzere, özellikle dizel motorlarda yanmanın birçok noktadan başlaması ve ani basınç artışı motor bloğunda titreşime sebep olmaktadır (Taghizadeh-Alisaraei ve diğ., 2016). yakıtı kullanımı ile biyodizel ve karışımlarına göre titreşim genliğinin daha düşük olduğu tespit edilmiştir. En yüksek titreşim genliği yakıtı kullanımında elde edilmiştir. Silindir gaz basıncı (MPa) 7 B İvme (m/s 2 ) Krank açısı ( o ) -400 Şekil d/d ve 100 Nm test koşulunda silindir gaz basıncı ve titreşim sinyalleri Bu çalışmada, bütün devir ve yüklerde ham ivme sinyallerinin titreşim analizleri yapılmıştır. Sinyaller RMS (root mean square) yöntemi kullanılarak tüm yakıtlar için titreşim genlikleri tespit edilmiştir. Bütün analizler iki saniyelik verilerin ortalaması alınarak gerçekleştirilmiştir. x RMS = 1 N x N i=1 i 2 (1) Burada; x i zaman uzayında ivmeölçer verilerini, N toplam veri sayısını (51200 örnek karşılık gelir) göstermektedir. RMS yöntemi kullanılarak elde edilen sinyaller Şekil 5 ve 6 da verilmektedir. Şekil 5 de 100 Nm sabit motor yükü ve farklı motor devirlerinde her bir yakıt için ivme sinyalleri verilmektedir. Tüm yakıtlar için titreşim RMS değerleri devirler arttıkça artış göstermiştir. Motor devirlerinin titreşime önemli etki ettiği tespit edilmiştir. Motor titreşiminin motor devriyle artması mekanik titreşimlerin daha çok olmasından kaynaklanmaktadır (Yunus Khan ve diğ., 2015). Titreşim genliğindeki artış bütün yakıtların hepsinde benzer eğilime sahip olduğu görülmüştür. yakıtı diğer yakıtlara kıyasla daha fazla titreşim genliğine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Şekil 6 da sabit devir ve farklı motor yüklerinde her bir test yakıtı için titreşim RMS değerleri verilmiştir. Motor yükü artıkça titreşim RMS değerlerinin düştüğü görülmüştür. Titreşim RMS değerleri en fazla yakıtında oluşurken, en az titreşim RMS değeri B20 yakıtı kullanımı ile elde edilmiştir. Motor yüklerinin değişimi ile maksimum silindir gaz basıncının tepe noktası ve oluşum lokasyonu değiştiğinden, titreşim parametreleri de bu değişimden önemli derecede etkilenmektedir. Karışımların içerisindeki biyodizel oranı arttıkça, yakıtın enerji içeriği azalmaktadır. Biyodizelin enerji içeriği motorine kıyasla daha az olduğundan, biyodizel kullanımı daha fazla yakıt tüketimine sebep olmaktadır (Özsezen ve Çanakcı, 2011). Daha fazla yakıtın tüketilmesi, titreşim RMS genliklerinin de fazla olmasına neden olabilir. Tablo 1 de görüldüğü üzere bu çalışmada kullanılan biyodizelin setan indeksi motorine kıyasla 3 birim, yoğunluğu ise yaklaşık %3 daha yüksektir. Motorun maksimum döndürme momentinin elde edildiği 1500 d/d da biyodizel yakıt özelliklerinin etkisi biraz daha belirgin şekilde ortaya çıkmıştır. Yakıt karışımlarında biyodizel oranı arttıkça, yakıtların viskozite değeri artmaktadır (Alptekin ve Çanakcı, 2008). Yüksek viskozite sahip yakıtlarda

6 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON /3 püskürtme ve buharlaşma süresi uzamaktadır. Bundan dolayı, yanma sonucu oluşan düzensiz gaz kuvvetleri titreşim RMS değerlerini arttırdığı düşünülmüştür. Titreşim RMS genliği (m/s 2 ) B Motor devri (d/d) Şekil 5. Motor devrindeki değişime göre titreşim RMS değerleri Titreşim RMS genliği (m/s 2 ) B Motorun döndürme momenti (Nm) Şekil 6. Motor yükündeki değişime göre titreşim RMS değerleri Koherens analizi farklı sensörlerden alınan verilerin birbirleriyle uyumluluk derecesini göstermektedir. Koherens analizi yapılırken, eğri 0-1 arasında genlik gösterir. Bire yaklaşıldıkça 100% uyumluluk derecesine doğru daha çok yaklaşılmış olur. Şekil 7 de 2000 d/d ve 100 Nm test koşulunda silindir gaz basıncı ve titreşim sinyallerinin koherens analizi verilmiştir. En fazla uyumluluk derecesi 1500 Hz frekans bandı çevresinde görülmüştür. 1,0 0,8 B20 Koherens (-) 0,6 0,4 0,2 0, Frekans (Hz) Şekil d/d ve 100 Nm test koşulunda silindir gaz basıncı ve titreşim sinyallerinin koherens analizi

7 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON / Gürültü analizi Bu çalışmada, sabit yük (100 Nm) farklı devirlerde yanma kaynaklı bileşenlerin gürültü analizi yapılmıştır. Gürültü analizi yapılırken iki saniyelik verilerin RMS değerleri aşınmıştır. Gürültü verileri işlenirken koherens analizi dikkate alınmıştır. Yanma ile ilgili frekans bandları dışındaki veriler elemine edilmiştir. koherens analizinde 600 Hz Hz frekans bandları yanma kaynaklı bileşenlerin etkisi altındadır d/d motor devrinde saf motorin kullanımı ile biyodizel ve karışımlarına kıyasla önemli derecede gürültü genliğinde artış ortaya çıkmıştır d/d motor devrinde yakıtların gürültü genlikleri benzer eğilimler göstermiştir. Özellikle, B20 kullanımı ile gürültü genliğinde motor devrine göre kararsız bir yapı ortaya çıkmıştır. Motorun maksimum döndürme momenti gösterdiği1500 d/d da en yüksek gürültü genliği B20 yakıtı kullanımı ile elde edilmiştir. 99 Ses basıncı seviyesi (db) B Motor devri (d/d) Şekil 8. Motor devrindeki değişime göre motor gürültü seviyesi 4. SONUÇLAR Günümüze kadar dizel motorlarda çeşitli kaynaklardan (bitkisel, hayvansal ve atık yağlar) üretilen biyodizellerin motor performans ve emisyon değerleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu çalışmada, atık kızartma yağında elde edilen biyodizel yakıtı ile motorin ve bunların ikisinin karışımlarından oluşan test yakıtlarının titreşim ve gürültü analizleri yapılmıştır. Motor yüküne bağlı titreşim analizi sonucunda, motor yükü artıkça titreşim RMS değerlerinin düştüğü görülmüştür. Motor yüklerinde toplamda titreşim genliği en fazla yakıtı kullanıldığında elde edilmiştir. Tüm yakıtlar için motor yüklerinin değişimi ile her bir krank açısına denk gelen silindir gaz basıncı değiştiğinden, titreşim parametreleri de bu değişimden önemli derecede etkilendiği gözlemlenmiştir. Motor devrine bağlı titreşim analizi sonucunda, tüm yakıtlar için titreşim RMS değerleri motor devri arttıkça artış göstermiştir. Motor devirlerinin titreşime önemli etki ettiği belirlenmiştir. Koherens yöntemi ile frekans analizi yapılmış ve hangi frekans bandlarında motorun dürtülendiği izlenmiştir. En fazla uyumluluk derecesinin 1500 Hz frekans bandı çevresinde olduğu tespit edilmiştir. Motor devrine bağlı gürültü analizi sonucunda, 1500 d/d da en yüksek gürültü genliği B20 yakıtı kullanımı ile elde edilirken, 1750 d/d lık test en düşük gürültü genliği yine B20 yakıtının kullanımı ile elde edilmiştir. Bu durum, dizel motorlarda gerçekleşen sıkışmalı ateşleme prosesinin her devirde çok azda olsa farklı yanma karakteristiği oluşturduğunu çok net göstermektedir. Motor devri arttıkça tüm yakıtların gürültü seviyesinde artış meydana gelmiştir. TEŞEKKÜR Yapılan bu çalışma, Kocaeli Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi tarafından 2009/45 numaralı proje ile desteklenmiştir. KAYNAKLAR [1] Antoni, J., Daniere, J., Guillet, F. (2002) Effective vibration analysis of IC engines using cyclostationarity. Part 1: A methodology for condition monitoring. Journal of Sound and Vibration, 257(5), pp [2] Özsezen, A. N., Canakçı, M. (2008) Atık kızartma yağından elde edilen metil esterin ön yanma odalı bir dizel motorda kullanımının performans ve emisyonlara etkisinin incelenmesi, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., 23(2), pp

8 9 th International Automotive Technologies Congress, OTEKON /3 [3] Carlucci, A. P., Chiara, F. F., Laforgia, D. (2005) Block Vibration As Indicator of Combustion Behaviour in a Direct Injection Diesel Engine. In Congresso Nazionale ATI, pp [4] Charles, P., Sinha, J. K., Gu, F., Lidstone, L., Ball, A.D. (2009) Detecting the crankshaft torsional vibration of diesel engines for combustion related diagnosis. Journal of Sound and Vibration, 321, pp [5] Chiavola, O., Chiatti, G., Arnone, L., Manelli, S. (2010) Combustion Characterization in Diesel Engine via Block Vibration Analysis. Sae Paper No: [6] Enweremadu, C.C., Rutto, H.L. (2010) Combustion, emission and engine performance characteristics of used cooking oil biodiesel - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(9), pp [7] Geng, Z., Chen, J., Barry Hull, J. (2003) Analysis of engine vibration and design of an applicable diagnosing approach. International Journal of Mechanical Sciences, 45, pp [8] Heidary, B., Ghobadian, B., Taghizadeh, A. (2013) Vibration analysis of a small diesel engine using dieselbiodiesel fuel blends, Agric Eng Int: CIGR Journal, 15(3), pp [9] Lim, S., Teong, L.K. (2010) Recent trends, opportunities and challenges of biodiesel in Malaysia: An overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(3), pp [10] Liu, S., Gu, F., Ball, A. (2006) Detection of engine valve faults by vibration signals measured on the cylinder head. Proc. IMechE Vol., 220, pp [11] Mohsin, R., Majid, Z. A., Shihnan, A. H., Nasri, N. S., Sharer, Z. (2014) Effect of biodiesel blends on engine performance and exhaust emission for diesel dual fuel engine. Energy Conversion and Management, 88, pp [12] Moosavian, A., Najafi, G., Ghobadian, B., Mirsalim, M., Jafari, S. M., Sharghi, P. (2016) Piston scuffing fault and its identification in an IC engine by vibration analysis. Applied Acoustics, 102, pp [13] Naber, J. D., Blough, J. R., Frankowski, D., Goble, M., Szpytman, J.E. (2006) Analysis of Combustion Knock Metrics in Spark-Ignition Engines. SAE Paper No: [14] Özçelik, A. E., Aydoğan, H., Acaroğlu, M. (2015) Determining the performance, emission and combustion properties of camelina biodiesel blends. Energy Conversion and Management, 96, pp [15] Tüccar, G., Tosun, E., Özgür, T., Aydın, K. (2014) Diesel engine emissions and performance from blends of citrus sinensis biodiesel and diesel fuel. Fuel, 132, pp [16] Wu, J.D., Chen, J.C. (2006) Continuous wavelet transform technique for fault signal diagnosis of internal combustion engines. NDT and E International, 39(4), pp [17] Xu, H., Yuan, S., Zong, L. (2010) Analysis of the Time-frequency Characteristics of Internal Combustion Engine Vibration Signal based on Hilbert-Huang Transform. In International Congress on Image and Signal Processing, pp [18] Yunus khan, T. M., Badruddin, I. A., Badarudin, A., Banapurmath, N. R., Salman Ahmed, N. J., Quadir, G., Kamangar, S. (2015) Effects of engine variables and heat transfer on the performance of biodiesel fueled IC engines. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 44, pp [19] Taghizadeh-Alisaraei, A., Ghobadian, B., Tavakoli-Hashjin, T., Mohtasebi, S.S., Rezaei-asl, A., Azadbakht, M., (2016) Characterization of engine's combustion-vibration using diesel and biodiesel fuel blends by time-frequency methods: A case study, Renewable Energy, 95, Pp [20] Ozsezen, A.N., Canakci, M. (2011) Determination of performance and combustion characteristics of a diesel engine fueled with canola and waste palm oil methyl esters, Energy Conversion and Management, 52(1), pp [21] Alptekin, E., Canakci, M., (2008) Determination of the density and the viscosities of biodiesel diesel fuel blends, Renewable Energy, 33(12), pp