Potrebne spremembe na dizelskih motorjih za pogon na rastlinska olja
21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Dizelski motor: Seminar UPORABA RASTLINSKEGA OLJA ZA POGON VOZIL Mag. Tone Godeša Potrebne spremembe na dizelskih motorjih za pogon na rastlinska olja Originalni Diesel-ov motor iz leta 1897 Ljubljana, 13.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Dizelski motor: Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Gorivo za dizelske motorje: Volumen valja se napolni popolnoma s samim zrakom (delno z zrakom in gorivom) Zrak se stisne na 15 – 23 (7 – 12) krat manjši volumen Pri tem doseže tlak od 15 – 40 (8 – 13) bar Temperatura naraste na 700 do 900 °C (300 – 600 °C) Vbrizg goriva se začne 30 – 10 °(30 – 5 °) pred ZMT Razpršeno gorivo se najprej upari, zmeša z zrakom in nato vžge Gorivo se tekom gorenja kontrolirano dodaja Pri tem nastane tlak od 40 – 120 (30 – 60) bar Po ekspanziji je temperatura dimnih plinov od 500 – 600 °C (700 – 1000°C) Neobnovljivi viri fosilnega oz. mineralnega izvora Obnovljivi viri: biomasa – tekoča biogoriva Rastlinsko olje Plinsko olje Obdelava Sodoben dizel motor s skupnim vodom 1 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Gorivo Viskoznost goriva za dizelske motorje: Mineralno dizelsko Biodizel Rastlinsko olje Energijska vrednost 43,1 MJ/kg 35,87 MJ/l 37,1MJ/kg 32,65 MJ/l 37,6 MJ/kg 34,59 MJ/l Oljni ekvivalent 1 kg 1l 0,86 kg 0,91 l 0,87 kg 0,96 l Gostota 0,83 kg/l 0,88 kg/l 0,92 kg/l Viskoznost (20°C) 5 mm2/s 7,5 mm2/s 74 mm2/s 50 56 40 80°C 120°C 317°C Cetansko število Plamenišče Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Zakaj ne moremo uporabiti rastlinskega olja brez obdelave? v hladnem vremenu - Mašenje in zlepljenje filtrov, cevi in šob - Klenkanje motorja - Ogljikove obloge na šobah, batih in glavi motorja - Povečana obremenitev (obraba) črpalk in šob - Polimerizacija motornega olja Predelano gorivo Biodizel - Otežen zagon Rastlinsko olje Do 50 % Nepredelan motor Nepredelano gorivo Mešanje z dizelskim gorivom ali biodizlom Olje Gorivo za dizelske motorje: Dograditev motorja 2 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Transestrifikacija olja Biodizel 1. Naprave za procesiranje 2. Reagenti: Alkohol (metilni, etilni) + katalizator (NaOH, KOH) 3. Voda 4. Energija Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Uporaba biodizla - Biodizel mora izpolnjevati zahteve standarda EN 14214 - Uporaben v vsakem dizelskem motorju brez predelave - Preveriti odpornost gumastih delov (cevi, tesnila) na biodizel - Po začetku uporabe kmalu zamenjati filter goriva Mešanje biodizla z mineralnim dizelskim gorivom. Že majhen delež biodizla močno izboljša mazalne sposobnosti goriva! Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Uporaba rastlinskega olja Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko DIN V 51605 Goriva za motorje na rastlinsko olje – Ogrščično olje Zahteve in postopki preskusov Lastnost Enota Izgled - Olje mora izpolnjevati zahteve standarda DIN 51605 - Motor mora biti izdelan ali prilagojen za uporabo rastlinskega olja Mejna vrednost Min. Maks. Brez nečistoč, sedimentov in proste vode Gostota (15°C) Kg/m3 900 Vnetišče Kurilnost Kinematična viskoznost (40°C) Cetansko število Ostanki ogljika Jodno število Vsebnost žvepla Skupne nečistoče Kislinsko število Oksidacijska stabilnost (110°C) Vsebnost fosforja Vsebnost pepela Vsebnost vode Skupna vsebnost magnezija in kalcija °C kJ/kg mm2/s 220 36000 930 36 39 % (m/m) g/100g mg/kg mg/kg mg KOH/g h mg/kg % (m/m) % (m/m) mg/kg 95 0,4 125 10 24 2,0 6,0 12 0,01 0,075 20 Preskusna metoda DIN EN ISO 3675 ali DIN EN ISO 12185 DIN EN 2719 DIN 51900 -1, -2, -3 DIN EN ISO 3104 S 5.5 standarda DIN EN ISO 10370 DIN EN 14111 DIN EN ISO 20884 ali DIN EN ISO 20846 DIN EN 12662 DIN EN 14104 DIN EN14112 DIN EN 14107 DIN EN ISO 6245 DIN EN ISO 12937 E DIN EN 14538 3 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Motorji oz. vozila izdelana za uporabo rastlinskega olja kot goriva Diesel-ov motor leta 1900 na razstavi v Parizu Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Eicher Wotan 3108 Prototip predstavljen 1989 na sejmu Agritechnica 3 – cilinderski Elsbett motor z del. prostornino 3,9 l in močjo 108 PS Elsebett motor 1975 - Posebno oblikovan bat - Hlajenje motorja z oljem - Poseben sistem vbrizga goriva – samočistilne šobe in postavitev dveh šob tangencialno na bat, zato krajši čas vbrizga Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Schlüter Bio Trac 1700 LS Traktor je poganjal 4 cilinderski turbo motor DMS (Dieselmotorenwerk Schönebeck) s hladilnikom polnilnega zraka z močjo 170 PS. Za gorivo je lahko uporabljal rastlinsko olje, biodizel ali dizelsko gorivo. Izdelan je bil leta 1992/93. Ker je motor povzročal precej vibracij, je bila proizvodnja opuščena. Rezervoar 300 l olja, 35 l plinskega olja. Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Deutz motorji TCD2012 in TCD2013 s skopnim vodom. Sistem dveh rezervoarjev z avtomatiko za preklop D2 – olje. Garancija 24 mes. Ogrščično olje po standardu: DIN V51605. Tak motor je vgrajen v traktorjih Namesto D2 se lahko AGCO Fendt (FENDT 820 Vario uporablja B100 po EN Greentec) in DEUTZ-Fahr (Agrotron 14214. Natural Power). 4 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Dograditev motorja s sistemom za segrevanje goriva Dejavniki, ki vplivajo na odločitev za predelavo: • Direkten ali indirekten vbrizg goriva • Tip visokotlačne črpalke oz. sistema vbrizgavanja goriva • Temperature okolice v kateri bo motor deloval • Vrsta in kakovost olja • Način krmiljenja vbrizga S segrevanjem olja: - zmanjšamo viskoznosti - izboljšamo razpršitev ob vbrizgu v zgorevalni prostor - preprečimo nastajanje oblog na šobah in batih motorja Vrtilna frekvenca motorja 500 o/min, 1,5 ms po začetku vbrizga Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Način vbrizga goriva Priporočljivo dvigniti tlak vbrizga za 5 %. Uporabljati olje samo pri obremenjenem motorju. Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Tip črpalke Sistem ni primeren za uporabo na motorjih z Lucas/CAV visokotlačnimi radialno batnimi črpalkami. 5 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Naloge elementov dograjenega sistema za uporabo rastlinskega olja: Primerne so vrstne in aksialno batne črpalke sistema BOSCH, črpalkašoba in skupni vod - Zaloga - rezervoar - Dovod - Filtriranje - Segrevanje - Krmiljenje toka - Povratek - Odzračevanje Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Potrebna moč za segrevanje olja Potrebna moč za segrevanje olja [W] Urna poraba goriva pri nazivni obremenitvi motorja [kg/h] Moč motorja [kW] 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Poraba goriva [kg/h] Specifična poraba goriva [g/kWh] 160 6,4 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16,0 17,6 19,2 20,8 22,4 24,0 180 7,2 9,0 10,8 12,6 14,4 16,2 18,0 19,8 21,6 23,4 25,2 27,0 200 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 220 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,8 33,0 240 9,6 12,0 14,4 16,8 19,2 21,6 24,0 26,4 28,8 31,2 33,6 36,0 260 10,4 13,0 15,6 18,2 20,8 23,4 26,0 28,6 31,2 33,8 36,4 39,0 280 11,2 14,0 16,8 19,6 22,4 25,2 28,0 30,8 33,6 36,4 39,2 42,0 Temperaturna razlika [°C] 60 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 70 67 133 200 267 333 400 467 533 600 667 733 800 78 156 233 311 389 467 544 622 700 778 856 933 80 89 178 267 356 444 533 622 711 800 889 978 1067 90 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 6 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Sistem enega rezervoarja Sistem enega rezervoarja Komponente za predelavo firme Elsbett + posebne vbrizgalne šobe + močnejše žarilne svečke Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Sistem enega rezervoarja Prednosti: + ni izgube prostora za dodatni rezervoar, cevi in krmilne elemente + uporablja se lahko katerokoli gorivo (D2, olje, biodizel in njihove mešanice) + ni potrebno preklapljati med enim in drugim gorivom – primerno tudi za kratke čase delovanja Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Sistem dveh rezervoarjev Slabosti: - ob hladnem vremenu je potrebno olju primešati mineralno dizelsko gorivo ali biodizel za zmanjšanje viskoznosti - večja verjetnost nastanka oblog na šobah in mešanja goriva z mot. oljem 7 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Sistem dveh rezervoarjev Sistem dveh rezervoarjev Prednosti: + sistem dobro deluje tudi ob hladnem vremenu + kadarkoli lahko preklopimo na D2 + manj mešanja goriva z mot. oljem + v neugodnih del. pogojih (zagon, prosti tek, majhne obr.) uporabimo D2 + manj oglj. oblog na šobah, ventilih in batih Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Sistem dveh rezervoarjev Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Dodatno ogrevanje visokotlačnih cevi od črpalke do šob. Slabosti: - več sestavnih delov – večja možnost okvar - potreben prostor za dodatni rezervoar in cevi do motorja - ni primeren za kratek čas delovanja, ker je potrebno pred zaustavitvijo motorja preklopiti na dovod D2 goriva 8 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Predelava vozil po sistemu dveh rezervoarjev AIS – OIL 2 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Predelava vozila Land Rover Defender Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Predelava vozila Peugeot Boxer Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Predelava traktorja FENDT FAVORIT 612 LSA 9 21.3.2012 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Predelava motorja Lombardini LWD 1503 za raziskovalne namene Predelava traktorja AGT 835 Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Kmetijski inštitut Slovenije, Oddelek za kmetijsko tehniko Testne vrednosti VW Golf GTD 1,6 l/70 PS Skladiščenje rastlinskega olja Cena za liter Diesel ca. 1,13 Euro Olje 0,70 Euro AUTO BILD-Testna poraba 5,29 l/100 km 5,77 l/100 km Pospešek 0- 50 km/h 0-100 km/h Elastičnost 5,8 s 17,8 s 5,6 s 18,0 s 60-100 km/h (4. prest.) 15,1 s 13,7 s • Preprečiti vstop zraka in vode v rezervoar 80-120 km/h (5. prest.) 20,8 s 19,0 s • Preprečiti stik z barvnimi kovinami Največja hitrost 166,7 km/h 170,8 km/h • Ne črpati iz dna posode pri 50 km/h (3. prest.) 64 dB (A) 64 dB (A) pri 100 km/h (4. prest.) 70 dB (A) 70 dB (A) • Če je olje izpostavljeno mrazu pozimi se lahko zaradi boljše pretočnosti doda do 10 % dizelskega goriva. 0,55 0,26 • Rezervoar na traktorju – vozilu naj bo čim bolj poln. Bolje je napolniti rezervoar zvečer po končanem delu , kot pa zjutraj • Temperatura skladiščenja naj bo nižja od 20°C vendar ne pod 0 °C • Zagotoviti temen prostor ali neprosojno posodo Hrup v kabini • Ne skladiščiti več kot eno leto Izpušni plini Dimnost (max. 2,0) • Čim bolj zmanjšati temperaturna nihanja, da ne pride do kondenzacije vode v rezervoarju Meritve AUTO BILD 40/2005; Golf, Letnik 1984 • Rezervoarje skrbno očistiti, ko so prazni 10
© Copyright 2024