Biomassza hasznosítás és régiók közötti együttm ködés Biomass Utilization and Interregional Cooperation
Bioetanol alkalmazása hajtóanyagként bels égés motoroknál Using bioethanol as fuel in internal combustion engines Dr. Antal Lengyel College professor
László Peidl Assistant professor
College of Nyíregyháza Faculty of Engineering and Agriculture Department of Engine and Automotive Engineering Nyíregyháza 2005. 10. 1313-14.
A kísérleti munka indukciói: l l l l
A fosszilis energiahordozókkal való takarékosabb gazdálkodás. A megtermelt mez gazdasági termények (gabonafélék) emberi fogyasztáson túli hasznosításának lehet ségei. Hogyan befolyásolja a bioetanol és a gázolaj keveréke a motor üzemi paramétereit és környezetterhel hatását. A bioetanol h technikai jellemz i és a motorüzem kapcsolata.
The indications of the research: l l l l
Using more economically the fossil energy sources. The possibility of using the agricultural products (cereals) not only for feeding. How does bioethanol-dieseloil blend influence the engine characteristics and its affect the environment. The relationship between the thermal characteristics of bioethanol and the engine parameters.
A kísérleti munka bemutatása Introduction of the research Bioetanol és gázolaj keverékek f bb jellemz i. The main characteristics of bioethanol and diesel oil mixture. Etalon: gázolaj, cetánszám: 48, f t érték: 42,5 MJ/kg Etalon: diesel oil, cetane number: 48, caloric power: 42,5 MJ/kg 1.
2.
Kísérleti keverékek: Mixtures used during the research: Etanol % Ethanol %
Gázolaj % Diesel oil %
Cetánszám Cetane number
F tDérték MJ/kg Caloric value MJ/kg
0
100
48
42,5
5
95
45
41,7
10
90
43,5
41
15
85
35,6
39,65
A méréshez használt motor típusa: IFA 4WD MAN-M égéstérrel Type of the engine used: IFA 4WD MAN-M combustion chamber Max. teljesítménye: 92 Max. Performance: Min. fajlagos fogyasztása: 190 - 250 Min. Specific Consumption:
kW/2300 ford/perc kW @ 2300 rpm g/kWh
3. A mérDberendezés bemutatása Motorfékpad: l D4. típusú Schönebeck vízörvény fékpad. l Számítógép vezérlés terhelésadóval ellátva. l Számítógépes jelfeldolgozású mérDrendszer, amely méri és számítja a nyomatékot (M), a teljesítményt (P), a fordulatszámot (n), órás (B) és fajlagos (b) fogyasztást. FüstgázelemzD berendezés: l AWL-465 Digaz típusú füstölésmérD m szer, amely a füstölés mértékét (k) határozza meg. Introduction of the equipment used during the research Test-bench: l D4. type Schönebeck water test-bench. l Equipped with PC controlled load-sensor. l PC controlled signal processing, measures and calculates the torque (M), performance (P), rpm (n), hourly (B) and actual (b) consumption. Exhaust gas analyzer: l AWL-465 Digaz type analyzer, which determines the smoking rate (k).
A mérési eredmények bemutatása The results A mérések eredményeit a különbözDhajtóanyag összetételeknél hasonló táblázatok tartalmazzák. The results of the test at different fuel mixtures can be found in similar tables. Gázolaj + 15% etanol – Diesel oil + 15% ethanol Fordulatszá Fordulatszám Rpm (1/min)
Nyomaté Nyomaték Torque (Nm) Nm)
Effektí Effektív teljesí teljesítmé tmény Active power (kW)
Fajlagos fogyasztá fogyasztás Fuel consumption (g/kWh) g/kWh)
Órás hajtó hajtóanyag fogyasztá fogyasztás Hourly consumption (kg/h)
Fütsö tsölés Smoking
15,86
325,64
37,914
349,47
8,52
2,40158
19,22
331,45
46,76
356,37
10,13
2,02281
20,81
334,26
51,05
220,16
11,35
1,80522
23,69
329,38
57,3
216,84
12,82
1,49092
24,6
323,64
58,46
347,96
13,5
1,392
25,43
319,84
59,7
351,85
14,49
1,25
28,41
312,28
65,14
357,51
16,19
1,219
31,32
298,13
68,55
377,81
17,43
1,194
34,57
275,7
70,87
377,81
18,92
1,128
36,04
134,1
42
375,28
17,98
1
36,32
19,2
19,5
364,59
15,08
0,952
A bioetanol-gázolaj és a gázolaj üzem motorok teljesítményváltozása. The change in performance of engines running with bioethanol-diesel oil and diesel oil. Effective power 100 90 80
Active power (kW)
70 60 50 40 30
dieseloil
20
dieseloil+15% ethanol
10 0 15,86 19,22 20,81 23,69
24,6 25,43 28,41 31,32 34,57 36,04 36,32 37,25
rpm (1/s)
A bioetanol-gázolaj és a gázolaj üzem motorok nyomatékváltozása. The change in torque of engines running with bioethanol-diesel oil and diesel oil.
Torque (Nm)
Torque diagram 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
dieseloil dieseloil+15% ethanol
15,9 19,2 20,8 23,7 24,6 25,4 28,4 31,3 34,6
36
36,3
rpm (1/s)
A bioetanol-gázolaj és a gázolaj üzem motorok fajlagos fogyasztása. The consumption of engines running with bioethanol-diesel oil and diesel oil. Specific fuel consumption diagram
Specific fuel consumption (g/kW
1400 1200 1000
dieseloil dieseloil+15% ethanol
800 600 400 200 0 15,86 19,22 20,81 23,69 24,6
25,43 28,41 31,32 31,32 34,57 36,04 36,32 37,25
rpm (1/s)
A bioetanol-gázolaj és a gázolaj üzem motorok órás fogyasztása. The hourly consumption of engines running with bioethanol-diesel oil and diesel oil. Hourly consumption 25
Hourly consumption (kg/h)
20
15
10
dieseloil dieseloil+15% ethanol
5
0 15,86 19,22 20,81 23,69 24,6 25,43 28,41 31,32 34,57 36,04 36,32 37,25 rpm (1/s)
A bioetanol-gázolaj és a gázolaj üzem motorok füstölési jellemzDi Smoking parameters of engines running with bioethanol-diesel oil and diesel oil. 3,5 3
K factor
2,5
dieseloil ethanol 15
2 1,5 1 0,5 0 15,9 19,2 20,8 23,7 24,6 25,4 28,4 31,3 34,6 rpm (1/s)
36
36,3 37,3
Megállapítások, tapasztalatok Results and Discussion l l l
l
l
l
l
l
l
l
A bioetanol f tDérték-csökkentD hatása kihatással van a teljesítményre is. The performance is influenced by the reducing effect of the caloric value. Alkalmazása esetén meg kell változtatni a motorok beszabályozási paramétereit. Ezek az adatok ma nem ismertek különbözD égéster motoroknál. Megállapítására irányuló kísérleteket kell végezni. Using biothanol regulating parameters should be changed. These parameters have not been known yet. More test should be done in order to determine them. A kedvezDbb füstgáz kibocsátási mutatók csökkentik a környezetterhelést. Optimális értékeinek meghatározását teljes motorterhelésnél kísérleti úton el kellene végezni. Because of the better smoking rate the environmental pollution is less. The optimal parameters should be determined by engine tests carried out with full load.
Az irodalmi hivatkozásokra utalva érezhetDen lassul az égési folyamat a cetánszám csökkenése miatt. Annak instabilitását és a kiválási veszélyt meg kell szüntetni. Referring to the relevant literature the combustion process is slower because of the decreasing cetane number which instability and the risk of precipitation must be eliminate. A bioetanol-gázolaj keverék motorikus alkalmazásának kiszélesítését csak a szabályozási paraméterek pontos ismeretében célszer megtenni. The universal use of bioethanol-diesel oil mixture for engines is feasible only when the regulating parameters are known.
Köszönöm a figyelmet! Thank you very much for your attention!
