Badania właściwości eksploatacyjnych mieszanin oleju napędowego i silnikowego z olejem roślinnym

• Autorzy: Czaban J. , Szpica D. , Weresa E. , Banaszuk P.

Warianty tytułu

EN

Fuel exploitation properties of diesel and vegetable oil mixtures

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dążenie do decentralizacji wytwarzania paliw silnikowych wymusza ukierunkowanie ich produkcji na tereny rolnicze. Rozproszenie producentów paliwa wpływa globalnie na emisję CO₂, ponieważ jest ono transportowane na mniejsze odległości. Początkowo silnik wysokoprężny zasilano olejem roślinnym, dopiero proces rafinacji ropy naftowej spowodował produkcję oleju napędowego na skalę przemysłową. Od tego czasu nowoprodukowane silniki spalinowe każdorazowo konstruowano pod tego typu paliwo, powstawały jedynie jednostkowe egzemplarze z możliwością stosowania biopaliw. Przeprowadzone badania lepkości i smarności mieszanin oleju napędowego i roślinnego docelowo przewidzianych jako paliwo silników wysokoprężnych z olejem silnikowym miały na celu wstępną ocenę właściwości eksploatacyjnych. Poddając adaptacji silnik wysokoprężny do zasilania domieszkami oleju roślinnego, czy czystym olejem roślinny należy mieć na względzie przedmiotowe właściwości paliwa odpowiedzialne za proces tłoczenia (głównie lepkość) i współpracę węzłów ciernych (smarność). Pierwszy z badanych parametrów stanowi podstawę do opracowania układu korygującego pracę algorytmu sterowania silnikiem lub zakresu zmian konstrukcyjnych układu zasilającego. Drugi to prognozowanie eksploatacyjne związane z oceną zdatności i korektą częstotliwości obsługiwania technicznego oraz diagnostyki.

EN

Rural areas are predestinated for the decentralised production of the of the biofuels. Processing of fuel in small-scale oil mills shortens transport distances for feedstock and products, and, therefore, have the additional positive effect on GHG emission. Pure vegetable oil was originally used as a fuel in very first diesel engines, but it was displaced over time by refined mineral oil products. Now the conventional diesel have dominated engines market while constructions designed to run on vegetable oil were built as prototypes only. In the study, we examined the lubricity (feature responsible for the friction nodes cooperation) and viscosity (pumping and fuel flow) of a pure vegetable oil and conventional diesel fuel mixed in different proportions. Since these properties of the fuel are crucial for working parameters of engines, they need to be taken into consideration when designing any modification of the engine for the use of the pure vegetable oil or its admixture. Our results enable the development of new algorithms for engine controlling system and help to determine a range of conversions of a fuel injection system required to obtain the reliable operation with biofuel. They will be useful in the elaboration of guideline for the engine diagnosis and maintenance.

Słowa kluczowe

PL

silnik spalinowy; paliwa alternatywne; właściwości reologiczne; badania

EN

internal combustion engine; alternative fuels; rheological properties; research

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 335--340
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Czaban J.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej

autor

Szpica D.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej

autor

Weresa E.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej

autor

Banaszuk P.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Białostockiej

Bibliografia

• [1] 2ndWegOil project 7, The Framework Programme No TREN/FP7/219004.
• [2] A policy framework for climate and energy in the period from 2020 to 2030. COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS. 2014.
• [3] Amarnath H.K., Prabhakaran P., Sachin A., Bhat A., Paatil R.: A comparative experimental study between the biodiesel of karanja, jatropha and palm oils based on their performance and emission in a four storke diesel engine. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences vol. 7, pp. 407–414, 2012.
• [4] Bhale P.V., Deshpande N.V., Thombre, S.B.: Improving the low temperature properties of biodiesel fuel. Renew. Energy vol. 34, pp. 794–800, 2009. DOI:10.1016/j.renene.2008.04. 037.
• [5] Bocheński C.I., Bocheńska A.M.: Testing properties of engine oil mix with rape oil methyl esters. MOTROL - Motorization and Power Industry in Agriculture vol. 7, pp. 24-34, 2005.
• [6] Bocheński C.I., Warsicki K., Bocheńska A.M.: Comparison of process of stream creation and diesel oil and rape oil esters combustion in the research combustion chamber at single – and diphause fuel injection. Journal of KONES Internal Combustion Engines vol. 12, No. (3-4), pp. 33-42, 2005.
• [7] Canakci M.: Combustion characteristics of a turbocharged DI compression ignition engine fueled with petroleum diesel fuels and bio-diesel. Bioresour. Technol. vol. 98, pp. 1167–1175, 2007. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.05.024.
• [8] Cisek J., Mruk A.: Characteristics of a diesel engine fuelled by natural rape oil, Proceedings of the Institute of Vehicle. Faculty of Automotive and Constuction Machinery Engineering. Warsaw University of Technology vol. 1, No. 87, pp. 5-16, 2012.
• [9] COMMISSION DIRECTIVE 2010/26 / EU of 31 March 2010. Amending Directive 97/68 / EC of the European Parliament and of the Council on the approximation of the laws of Member States relating to measures against the emission of gaseous and particulate pollutants from internal combustion engines to be installed in non-mobile machinery on the Road.
• [10] DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL 2009/28 / EC of 23 April 2009. In the promotion of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77 / EC and 2003/30 / EC.
• [11] Durbin T.D., Collins J.R., Norbeck J.M., Smith, M.R.: Effects of biodiesel, biodiesel blends, and a synthetic diesel on emissions from light heavy-duty diesel vehicles. Environ. Sci. Technol. vol. 34, pp. 349–355, 2000. DOI: 10.1021/es990543c.
• [12] Dzieniszewski G., Piekarski W.: The select problems of feeding diesel engines with low-processed rape oil. Eksploatacja i Niezawodność vol. 3, pp. 58-65, 2006.
• [13] Emberger P., Thuneke K., Remmele E.: Pflan-zenöltaugliche Traktoren der Abgasstufe IIIA - Prüfstandsuntersuchungen und Feldeinsatz auf Betrieben der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft, TfZ, Straubing, 2012.
• [14] Gil L., Ignaciuk P., Niewczas A.: Investigation of wear of injection system components in diesel engine fueled with vegetable fuels. Journal of Science of the Gen. Tadeusz Kosciuszko Military Academy of Land Forces, vol. 4, No. 158, pp. 100-108.
• [15] HLPE, Biofuels and food security. A report by the High Level Panel of Experts on Food Security and Nutrition of the Committee on World Food Security, Rome 2013.
• [16] Kaplan C., Arslan R., Surmen A.: Performance characteristics of sunflower methyl esters as biodiesel. Energy Sources Part A Recovery Util. Environ. Eff. vol. 28, pp. 751–755, 2006. DOI:10.1080/009083190523415.
• [17] Karavalakis G., Stournas S., Bakeas E.: Light vehicle regulated and unregulated emissions from different biodiesels. Sci. Total Environ. vol. 407, pp. 3338–3346, 2009.
• [18] Lasocki J., Karwowska E.: The influence of microorganisms present in diesel and biodiesel on the fuel systems of vehicles equipped with diesel engines. The Archives of Automotive Engineering - Archiwum Motoryzacji vol. 3, pp. 167-183, 2010.
• [19] Lin B.F., Huang J.H., Huang D.Y., Experimental study of the effects of vegetable oil methyl ester on DI diesel engine performance characteristics and pollutant emissions. Fuel vol. 88, pp. 1779–1785, 2009. DOI:10.1016/j.fuel. 2009.04.006.
• [20] Lin Y., Wu Y.G., Chang C.: Combustion characteristics of waste-oil produced biodiesel/diesel fuel blends. Fuel vol. 86, pp. 2810–2816, 2007. DOI:10.1016/j.fuel.2007.01.012.
• [21] Monyem A., Van Gerpen J.H.: The effect of biodiesel oxidation on engine performance and emissions. Biomass Bioenergy vol. 20, pp. 317–325, 2001. DOI:10.1016/S0961-9534(00) 00095-7.
• [22] Nabi M.N., Akhter M.S.: Zaglul Shahadat M.M.: Improvement of engine emissions with conventional diesel fuel and diesel-biodiesel blends. Bioresour. Technol. vol. 97, pp. 372–378, 2006. DOI:10.1016/j.biortech.2005.03.013.
• [23] OPINION of the European Economic and Social Committee on the Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council amending Directive 98/70 / EC relating to the quality of petrol and diesel fuels and amending Directive 2009/28 / EC on the promotion of energy from renewable sources COM (2012) 595 final - 2012/0288 (COD).
• [24] Pasyniuk P.: Wpływ zasilania silników olejem roślinnym na parametry eksploatacje ciągników rolniczych. Inżynieria w rolnictwie. Monografie nr 12. ITP Falenty. 2013.
• [25] Pasyniuk P., Golimowski W.: Effect of rape-seed oil on the parameters of a diesel engine of John Deere tractor, model 6830. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering vol. 56, No. 2, pp. 118-121, 2011.
• [26] Raheman H., Phadatare A.G.: Diesel engine emissions and performance from blends of karanja methyl ester and diesel. Biomass Bio-energy vol. 27, pp. 393–397, 2004. DOI: 10.1016/ j.biombioc.2004.03.002.
• [27] Szpica D, Czaban J., Weresa E., Banaszuk P.: The diesel and the vegetable oil properties assessment in terms of pumping capability and cooperation with internal combustion engine fuelling system. Acta Mechanica et Automatica Vol. 9, No. 1(31), pp. 14-18, 2015.
• [28] Tesfa B., Gu F., Mishra R., Ball A., Emission Characteristics of a CI Engine Running with a Range of Biodiesel Feedstocks. Energies vol. 7, pp. 334-350, 2014. DOI:10.3390/en7010334.
• [29] Wasilewski J.: Comparative assessment of fuel consumption by tractor engine fed with rapeseed biofuel and diesel fuel, Inżynieria Rolnicza, vol. 6, pp. 349-355, 2006.