ALTERNATİF MOTORLAR VE YAKITLAR DERSİ 2.DÖNEM 1.YAZILI ÇALIŞMA SORULARI 1. Yakıt pili nedir? Yazınız Yakıt pilleri; elektrikli ve hibrid taşıtlarda tahrik için kullanılan elektrokimyasal akülerdir. 2.Yakıt pili ile Akü arasındaki fark nedir? Açıklayınız. Yakıt pillerinde elektrik, hidrojen sayesinde elde edilir. Akü gibi kutuplarından elektrik enerjisi alınmasına rağmen, bu enerjiyi akü gibi depolanmış olan enerjiden değil, ürettiği enerjiden verir. Enerjiyi hidrojen sağlandığı sürece verir. Yakıt pilinde hidrojen verildikçe elektrik alınır. Atık olarak sadece saf su ve ısı geriye kalır. Ayrıca motor gürültüsü, hareketli parçalar ve egzoz gazı gibi dezavantajlar olmaz. Tamamen sessiz çalışan sistem, kimyasal reaksiyonlardan ibarettir. Bu sistemi pilden ayıran en büyük özellik, güç üretimi için şarja gereksinim olmaması ve yakıt sağlandıkça güç üretiminin devam edecek olmasıdır. 3. Bir yakıt hücresi (yakıt pili) hangi kısımlardan oluşur? Yazınız. 1.Yakıt işleme ünitesi oluşmaktadır.
2.Güç üretim sistemi
3.Güç dönüştürücü olmak üzere üç ana bölümden
4. Yakıt pillerinde verim, içten yanmalı motorlardaki verimin …..İKİ….katıdır. 5. Yakıt pillerinde birçok plakanın yan yana bağlanması ile elde edilen sisteme… STAK (YIĞIN)….. adı verilir. 6. Stakların kendi aralarında seri ve paralel bağlanmaları ile istenilen voltaj…. DOĞRU……. akım olarak elde edilir. 7. Yakıt pillerinde üretilen doğru akım …..KONVERTÖRLER (DÖNÜŞTÜRÜCÜ)…….. ile alternatif akıma çevrilir. 8. Bir yakıt hücresinde yakıt beslemesinin olduğu ve dolaylı beslemede ön işlemin gerçekleştirildiği üniteye…….. YAKIT İŞLEME ÜNİTESİ………..denir. 9.Hücrede üretilen doğru akımı ticari kullanım için alternatif akıma çeviren üniteye ……………. ………..……GÜÇ DÖNÜŞTÜRÜCÜ………… denir. 10. Yakıt pillerinde kullanılan elektrolit çeşitleri nelerdir? Yazınız. 1.Fosforik asitli 2.Ergimiş karbonatlı 3.Katı oksitli 4.Proton geçiren zarlı (PEM) elektrolitler kullanılabilmektedir. 11. Yakıt pillerinde kullanılan elektrotlar nelerdir? Yazınız. Yakıt pillerinde gözenekli, gözeneksiz ve hidrofob elektrotlar kullanılabilir. 12. Günümüzde yaygın olarak kullanılan yakıt pilleri nelerdir? Yazınız. 1.Fosforik asit yakıt pili (PAFC), 2.Katı polimer (solid polymer) yakıt pili (SOFC), 3.Alkali yakıt pili (AFC), 4.Proton değişim membranlı yakıt pili (PEM), 5.Doğrudan metanol kullanılan yakıt pili (DMFC) dir. 13.Yakıt hücresine sahip bir motorun avantajları nelerdir? Yazınız. 1.Çevre dostudur ve reaksiyonlar sonunda dışarıya egzoz olarak oksijen atılır. 2.Yakıt tüketimi yönünden çok daha ekonomiktir. 3.Ülke ekonomisinin dışa bağımlılığını azaltır. 14. Yakıt hücresine sahip bir motorun dezavantajları nelerdir? Yazınız. 1.İçten yanmalı motora göre daha pahalıdır. 2.Kulanım ömrü şu an için düşüktür. 3.Farklı tiplerde yakıt hücreleri gelişmiş ülkelerde deneme aşamasında olup, yaygınlaşması uzun sürebilir. 15.Günümüzde yakıt pillerinin kullanım alanları nelerdir? Yazınız. 1.Uzay çalışmaları / askeri uygulamalar 2.Evsel uygulamalar 3.Sabit güç üretim sistemi / yüksek güç üretim sistemi uygulamaları 4.Taşınabilir güç kaynağı uygulamaları 5.Atık / atık su uygulamaları
16.Yakıt hücrelerinde…HİDROJEN VE OKSİJEN….maddelerin reaksiyonu sonucu enerji elde edilir. 17. Günümüzde üretilen yakıt hücreleri……50- 250 KW……..değerlerinde güç üretmektedir. 18. Hibrid taşıtlarda CO emisyonunun ortalama değeri…..0,4 g /km…… dir. 19. Lityum hava aküsünün şehir içi menzili……640 km……..dir. 20. Seri hibrid sisteminde ………İKİ……….kaç kat güç ihtiyacı vardır. LPG/DOĞALGAZ MOTORLARI 21.LPG ve Doğal gaz nasıl oluşmuştur? Yazınız. LPG petrol bileşeni rafineride açığa çıkmaktadır. Doğal gaz ise 200 milyon yıl önce yaşamış olan küçük bitki ve deniz canlılarının çürümüş artıklarından oluşmuş bir gazdır. 22.LPG nin oluşumundaki gazlar nelerdir? Yazınız. LPG büyük oranda propan (C3H8) gazından oluşur. 23.Propan gazının yakıt olarak tercih edilme sebebi nedir? Yazınız. 1.Propan düşük egzoz emisyonu verir, 2.Ani yanması sonucunda daha az miktarda zararlı bileşikler ortaya çıkar. 3.Yüksek oktan sayısına sahiptir. 24.LPG yakıtının en önemli özelliği nedir? Açıklayınız. LPG’nin en önemli üstünlüğü metana göre daha kolay sıvılaşabilmesidir. Bu özelliği nedeni ile daha kolay sıvılaştırılarak depolanabilmektedir. Sıvılaştırılmış petrol gazının 103- 105 gibi yüksek oktan sayısı vardır. 25.LPG yakıtının yetersizlikleri nelerdir? Yazınız. 1.Petrole göre kütlesel olarak %11, hacimsel olarak%33 az enerji bulundurmasıdır. 2. Setan sayısı düşük olduğu için dizel motorlarında kullanılmaya uygun değildir. 26.Doğal gazın oluşumundaki gazlar nelerdir? Yazınız. Doğal gaz hacimsel olarak % 70–99 metan (CH 4) gazından oluşmaktadır Metan gazının dışında en çok bulunan gazlar sırası ile etan (C 2H6), propan (C3H8), bütan (C4H10) ve diğer hidrokarbonlar (HC) içermektedir. 27.Dogal gazın saf halde özellikleri nelerdir? Yazınız. Doğal gaz ise saf halinde iken renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Güvenlik amacıyla kokulandırılmıştır. 28. Doğal gazı taşıtlarda yakıt olarak depolamak ve kullanmak için uygulanan yöntemler nelerdir? Yazınız. iki metot kullanılmaktadır. 1. İlk yöntem basınç altında sıkıştırılmış doğal gaz (CNG) dır. 2. ikinci yöntem ise sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) dır. 29.Doğal gaz taşıtlarda basınç altında sıkıştırılarak (CNG) nasıl kullanılır? Açıklayınız. Otomobillerde kullanılan doğal gazın depolama basıncı 200–250 bar kadardır. Sıkıştırılmış doğal gaz, atmosfer basıncı ve normal sıcaklıktaki gaza göre yaklaşık 1/200 hacim kaplar. Doğal gaz basınç altında çok yer kapladığı için tam yükte bir otomobilin kat edeceği mesafe tüpün basıncına ve hacmine bağlıdır. 30. Doğal gaz taşıtlarda sıvılaştırılarak (LNG) nasıl kullanılır? Açıklayınız. Sıvılaştırılmış doğal gaz, atmosfer basıncında ve sıcaklığındaki normal gaza oranla 1/600 hacim yer kaplamaktadır. Sıvılaştırılmış doğal gaz, otomobilin döşemesi altında, düşük basınçta, kaynayan soğuk sıvı olarak 1 bar basınçta, − 160 °C sıcaklıkta çift duvarlı, vakum yalıtımlı tüplerde depolanır. Sıvılaştırılmış doğal gazın bu özelliğinden dolayı az hacme daha çok kütle depolanabilmektedir. 31.LPG araçlarda hangi şartlarda depo edilir? Yazınız. Normal hava sıcaklığında ve belirli bir basınçta (2–5 bar) 30 ve 60 litre çelik tanklarda depo edilmesi gerekmektedir.
32.Doğal gazın araçlardaki depolama işlemi nasıldır? Yazınız. 1. Basınç altında sıkıştırılarak (yaklaşık 250 bar) çelik ve basınca dayanıklı tüplerde depo edilmektedir. 2. Normal atmosfer basıncında ve −160 °C sıcaklıkta kaynayan soğuk sıvı olarak depo edilmektedir. 33. Aracımızda belirli bir süre marş yapılmadığı zaman yüksek basınç hattında ve regülatör üzerinde bulunan elektro valfler kapanarak gaz geçişi engellenir? Bunun sebebi nedir? Yazınız. Bu durum regülatörün içinde bulunan gazın emme manifolduna dolmasını engellemek ve gaz kaçaklarının önüne geçmek için yapılmaktadır. 34.LPG yakıt sisteminin çalışmasını kısaca anlatınız. Yakıt seçme düğmesinden seçilen yakıt tipine göre sisteme monte edilmiş elektro valfler benzin veya LPG ye yol vermektedir. Yakıt seçme düğmesi LPG pozisyonuna alındığında benzin hortumu üzerinde bulunan elektro valf benzinin karbüratör veya enjeksiyon sistemine gitmesini engeller. LPG depo içerisindeki sahip basınç sayesinde multi valften geçerek yüksek basınç borularına ve boru üzerinde bulunan elektro valfe ulaşır. Yüksek basınç hattında bulunan LPG (sıvı halde), kontak anahtarının açılması ile elektro valften geçer ve filtre edilerek buharlaştırıcıya (regülatör) ulaşır. Regülatör üzerinde bulunan elektro valf kontak anahtarına bağlı olduğu için açılır ve LPG regülatör içerisinde bulunan hazneye dolar. Regülâtöre dolan gazın basıncı düşürülerek alçak basınç borusu ve gaz ayar vidasından geçerek miksere (gaz karıştırıcı) ulaşır. Mikserde hava ile karışarak emme manifoldu içerisine dolar. Motora marş yapılması ile emme manifoldunda bulunan LPG silindir içerisinde yakılarak kullanılır. 35.LNG yakıt sisteminin çalışmasını kısaca anlatınız. Yakıt seçme düğmesinden seçilen yakıt tipine göre sisteme monte edilmiş elektro valfler benzin veya LNG ye yol vermektedir. Yakıt seçme düğmesi LNG pozisyonuna alındığında benzin hortumu üzerinde bulunan elektro valf benzinin karbüratör veya enjeksiyon sistemine gitmesini engeller. LNG depo içerisinde bulunan bir elektrik motoru sayesinde sistemde dolaştırılır. Regülatör üzerinde bulunan elektro valf kontak anahtarına bağlı olduğu için açılır ve LNG regülatör içerisinde bulunan hazneye dolar. Regülâtöre dolan gazın basıncı düşürülerek alçak basınç borusu ve gaz ayar vidasından geçerek miksere (gaz karıştırıcı) ulaşır. Mikserde hava ile karışarak emme manifoldu içerisine dolar. Motora marş yapılması ile emme manifoldunda bulunan LNG silindir içerisinde yakılarak kullanılır. 36.Depoda sıvı halde bulunan LPG ve LNG yakıtlarının ise regülatöre (buharlaştırıcı) gelişleri nasıldır? Yazınız. Depoda bulunan LPG kendi basıncından dolayı buharlaştırıcıya gelir. LNG ise depoda bulunan pompa sayesinde regülatöre gelir. Regülatörde istenilen miktarda emme manifolduna girer. 37. LPG sistemlerinde niçin motor ilk çalıştırma anında bir müddet benzin ile çalıştırılır? Yazınız. Sıvı halde bulunan LPG/LNG emme manifoldunda hemen buharlaşmaz ve silindir içine sıvı halde girebilir. Bu nedenle de motor çalışmayabilir. LPG sistemlerinde motor ilk çalıştırma anında bir müddet benzin ile çalıştırılır. Bu sayede motorun soğutma suyu ısınarak buharlaştırıcıyı ısıtır ve buharlaştırıcı içinde bulunan sıvı LPG/LNG manifold içine gaz halde girer. Regülatör ısındıktan sonra motor LPG ile daha rahat çalıştırılır. 38.Aşağıda LNG Yakıt sisteminin şematik resmi verilmiştir.Numaralara parçaların isimlerini yazınız. CEVAP: 1.MOTOR 2.REGÜLATÖR 3.FİLİTRE 4.ELEKTRO VALF 5.GENİŞLEME TANKI 6.BUHARLAŞTIRICI 7.SOĞUTMA SUYU 8.SIVI DOĞALGAZ POMPASI 9.LNG TANK
39. Aşağıdaki şekilde LPG Yakıt sistemi monte edilmiş bir otomobil görülmektedir. Numaralara LPG yakıt sisteminin parçalarının isimlerini yazınız. CEVAP: 1.DEPO 2.YAKIT SEÇME ANAHTARI 3.REGÜLATÖR 4.MİKSER 5.ELEKTRO VALF 6.BAKIR BORU 7.MULTİ VALF 8.DOLUM UCU 40. LPG / Doğal Gaz Yakıt Sisteminin Avantajları nelerdir? Yazınız. 1.Benzinli araçlara göre daha ekonomiktir. 2.LPG/doğal gaz içerisinde kurşun, vernik ya da karbon atığı çıkarmadığı için motor yanma odası ve karterini kirletmez. 3.Otomobil üzerinde kullanılan orijinal yakıt sistemi arızalarını azaltır. 4.Ateşleme bujisinin ömrü uzun olur. 5.Motorun yağlaması için kullanılan yağın ömrü yaklaşık üç kat uzun olur. 6.Tamamen kapalı bir sistem olduğu için çevreyi kirletmez. 7.Akma ve buharlaşma yapmaz. 8.Yakıt olarak kullanılmadan önce çok az rafine edilmektedir. 9.Ekzoz borusu ve susturucuların ömrü uzun olmaktadır. 10.Ekzoz emisyonları açısından daha çevrecidir. 11.LPG renksiz, kokusuz ve toksit özelliği bulunmayan bir maddedir. Gaz kaçaklarının tespit edilmesi için sonradan kokulandırılmaktadır. Sıvı halde suya benzer 12.LPG basınç altında depolanabilir, kalın çelik tank ya da borularla taşınabilir. 41. LPG / Doğal Gaz Yakıt Sisteminin Dezavantajları nelerdir? Yazınız. 1.Büyük hacimli yakıt tüpleri fazla yer kapladığı için bagaj hacmini küçültür. 2. LPG/doğal gaz sistemi ekstra yapım maliyeti getirmektedir. 3.Depolama sırasında dökülme ve sızıntı riski bulunmaktadır. Havalandırma gerçekleştirilmez ise tehlike yaratabilir. 4.Karakteristik özelliklerine bağlı olarak motor performansı bir miktar düşmektedir 5.LPG/doğal gaz zehirli değildir. Ancak miktarı fazlalaştıkça boğuculuk tehlikesi ortaya çıkar. 6.Düşük sıcaklıkta buharlaşması nedeni ile sıvı gazın insan vücudu ile teması sonucunda ciddi deri yanıkları oluşur. 7.Isı arttıkça basıncı artarak kritik bir sıcaklık ve basınçta içinde bulunduğu tankın patlamasına neden olabilir. 8.Uzun atmosferik süreklilik nedeni ile CH4 (doğal gaz) sera etkisi ile ısınma etkisi bakımından CO 2’ye oranla 20 kez daha etkilidir. 9. NOx emisyon problemleri olabilmektedir. 42. LPG/doğal gaztanklarının kullanım ömrü en fazla………. 10 (ON)…………….. yıldır. 43. LPG/doğal gaz tankının üzerinde bulunan multi valf, tankın %........80 (SEKSEN)……….. oranında doldurulmasını sağlayacak şekilde ayarı yapılmalıdır. 44. LPG/doğal gaz montajında kullanılan elemanların tamamı…. ECER-67-01….ve….. TSE ….. standartlarına uygun olmalıdır.
45. LPG ve Doğal gaz boruları nasıl olmalıdır? Yazınız. LPG basınç boruları 1 mm kalınlığında bakır ve üzeri PVC kaplı olmalıdır. Doğal gaz boruları ise 1 mm çelik boru ve üzeri PVC ile kaplı olmalıdır. 46. LPG sisteminde kullanılan dönüşüm kiti ile doğal gazda kullanılan dönüşüm kitleri birbirlerinde kullanılmaz? Nedenini açıklayınız. LPG düşük basınçla çalıştığı için kullanılan bağlantı elemanları ve regülatör, doğal gaza yakıt sistemi parçalarına göre daha zayıf yapıdadır. Doğal gazdaki sistem basıncını emniyet altına almak daha dayanıklı ve pahalı malzeme ile sağlanmaktadır. 47. LPG/doğal gaz yakıt sistemlerinin belli başlı parçaları nelerdir? Yazınız.
1.Gaz Dolum Ağzı 2.Yüksek Basınç Boruları, Bağlantı Rekorları ve Sızdırmazlık Yüzükleri 3.LPG ve Doğal Gaz Tankı 4.Multivalf 5.Elektro Valfler ve Filtre 6.Buharlaştırıcı ( Regülâtör) 7.Karıştırıcı (Mikser) 8.Yakıt Seçme Anahtarı ve Elektrik Bağlantıları 9.Benzin Kesici Elektro Valf