EnglishRSSkontaktyčlenstvísitemapinzerce a reklama
Biom.cz
biomasa, biopaliva, bioplyn, pelety, kompostování a jejich využití

ODBORNÉ ČLÁNKY

Provozní parametry motoru při provozu na palivo E85

Úvod

V posledních letech je po celém světě kladen stále větší důraz na zvyšování produkce a používání biopaliv zejména v silniční dopravě. Cílem je snížení závislosti na fosilních palivech, jejichž zásoby jsou vyčerpatelné a jejichž cena se neustále zvyšuje a navíc je velmi nestabilní.

Obr. 1: Jednotka EUROPECON

Prvním opatřením EU vedoucím k rozšíření využívání biopaliv bylo v roce 2003 přijetí směrnice Evropského parlamentu a Rady 2003/30/ES, o podpoře využívání biopaliv nebo jiných obnovitelných paliv v dopravě. Dle této směrnice měly státy EU zajistit 5,75% podíl biopaliv na trhu s palivy do konce roku 2010 [1]. V roce 2009 byla tato směrnice nahrazena směrnicí 2009/28/ES, která požaduje, aby se v roce 2020 podíl energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě energie v EU činil 20 %, pro dopravní sektor je podíl stanoven na 10 % [2]. Se směrnicí 2009/28/ES byla přijata také směrnice 2009/30/ES, která definuje environmentální specifikace motorových paliv (přípustný podíl přidané biosložky do paliva) [3]. Z obou směrnic jasně vyplývá, že dosažení požadovaných cílů podílů obnovitelných zdrojů energie na trhu s palivy do roku 2020 nelze docílit povinným nízkoprocentuálním přimícháváním biopaliv. Pro splnění požadovaných cílů bude tedy nutné zavádět biopaliva s vysokým obsahem biosložky.

Obr. 2: VAG-COM

Dle článku 16 odstavce 5 směrnice 2003/96/ES, kterou se mění struktura rámcových předpisů Společenství o zdanění energetických produktů a elektřiny je možné daňově zvýhodnit čistá biopaliva a jejich vysokoprocentní směsi s fosilními palivy [4]. V České republice byl tento článek transformován pomocí Víceletého programu podpory dalšího uplatnění biopaliv v dopravě. Po notifikaci orgány EU je na základě tohoto programu možné čistá biopaliva osvobodit od spotřební daně, u vysokoprocentních směsí se odpočítává spotřební daně z podílu biosložky. Výše uvedené ukazuje na možný ekonomický potenciál využívání vysokoprocentních bioetanolových směsí.

Jednou z možností naplnění těchto požadavků je využití bioetanolu jako vysokoprocentního směsného biopaliva v podobě E85 (85% etanol, 15% benzín).

Obr. 3: Osciloskop Autoskop II
V porovnání s klasickým palivem má etanol nižší objemovou hustotu energie oproti benzínu (23.5MJ/l etanol, 34.8 MJ/l benzín) a tím je dána při zachování shodných výkonových parametrů i jeho vyšší spotřeba. Výhodou etanolu je jeho vyšší oktanové číslo (104 etanol, 95 benzín) a také rychlejší hoření. [5] [6]. Mezi nevýhody lze zařadit výše uvedenou nižší energetickou hustotu, často zmiňovanou korozi benzínových pump a palivového vedení, nebo horší startovatelnost za nižších teplot. [7]

Výzkum v oblasti vlivu etanolu na produkci emisí ukazuje často rozdílné výsledky. Velmi často je zmiňována nižší produkce oxidu uhelnatého (CO), ostatní složky dosahují v porovnání s provozem na benzín různých výsledků dle konkrétní konstrukce spalovacího motoru. [7]

Tabulka 1: Parametry měřeného motoru

Tento článek je věnován výzkumu provozních parametrů zážehového motoru, dodatečně upraveného pro provoz na bioetanol E85. Výsledky jsou porovnány s provozem na předepsané palivo Natural 95 (N95). MATERIÁL A METODY Měření bylo provedeno na zkušebním motorovém stanovišti Katedry vozidel a pozemní dopravy. Testovaným motorem byl zážehový motor Škoda Fabia 1.2 HTP, jehož základní parametry jsou uvedeny v tab. 1. Cílem bylo porovnat provozní parametry motoru při provozu na E85 ve srovnání s provozem na N95.

K úpravě motoru pro provoz na E85 byla využita přídavná řídící jednotka od českého výrobce EUROPECON MPI-A4 (obr. 1). Ta zajišťuje úpravu doby otevření vstřikovacích ventilů tak, aby byla vyrovnána rozdílná hustota energie E85 oproti klasickému benzínu. Dále jednotka umožňuje zlepšení startovatelnosti motoru za studena pomocí přídavného sycení v závislosti na teplotě motoru (externí teplotní čidlo rozeznává studený/teplý motor). Na jednotce lze nastavit jak startovací dávku (při startování motoru), tak úroveň sycení při studeném motoru.

Obr. 4: Výkonové parametry motoru pro palivo E85

Pro vyhodnocení měrné spotřeby paliva byla použita plošinová váha, pomocí které byl zaznamenáván hmotnostní úbytek paliva v nádrži. Posledním zařízením na měřícím stanovišti byl digitální osciloskop (obr. 3), pomocí kterého byl vyhodnocován původní a upravený signál pro otevírání vstřikovacích ventilů.

Výsledky a diskuse

Měření bylo zaměřeno na zjištění maximálních hodnot výkonu a momentu motoru na obě zkoušená paliva a dále na vyhodnocení měrné spotřeby paliva a monitorování činnosti přídavné řídící jednotky. Motor byl na brzdovém stanovišti provozován s plnou dodávkou paliva (akcelerační pedál na maximální hodnotu) a od nejvyšších otáček postupným zatěžováním brzděn až do volnoběžných otáček. Výsledné hodnoty výkonu a momentu na obě paliva ilustrují obr. 4 a obr. 5. Je patrné, že provozem na palivo E85 nedošlo k zásadnímu ovlivnění výkonových parametrů motoru.

 
Obr. 5: Výkonové parametry motoru pro palivo Natural 95
Obr. 6: Doba vstřiku paliva
 

Činnost přídavné řídící jednotky je zobrazena na obr. 6. Jednotka prodlužovala dobu vstřiku v celém rozsahu otáček konstantně o 28% oproti původnímu signálu z řídící jednotky motoru.

Podíváme-li se na výslednou měrnou spotřebu paliva (obr. 7), je při provozu na E85 patrný výrazný nárůst spotřeby zejména v oblasti nízkých otáček. Nelze tedy předpokládat přímou úměru mezi upravenou dobou otevření vstřikovacích ventilů a výslednou měrnou spotřebou paliva.

Obr. 7: Měrná spotřeba na obě sledovaná paliva

Závěr

Jak již bylo uvedeno v úvodu, biopaliva jsou a nadále i budou prosazována jak ze strany legislativních předpisů, tak postupně i ze strany výrobců automobilů. Ti již dnes nabízí celou řadu tzv. FFV (Flexi Fuel Vehicle) vozidel, které jsou již od výroby připraveny k provozu na biopaliva, či různé poměry biopalivo/ropné palivo. Otázkou zůstává, co se staršími vozidly, které nelze bez úpravy na paliva nové generace provozovat.

Tento článek ukazuje jednu z možností dodatečné úpravy motoru pro provoz na palivo E85. Výsledky však prokazují, že úprava je spojena při zachování výkonových parametrů s nárůstem spotřeby paliva. Je nutné podotknout, že výsledek se týká jednoho konkrétního motoru a že úprava může mít značně individuální charakter. I světové výzkumy ukazují značně rozdílné výsledky u různých typů motorů [7].

Lze očekávat, že v reálném provozu dojde k jistému poklesu spotřeby paliva, neboť nejvyšší nárůst nastával v poměrně řídce využívaném rozsahu otáček. To je v současné době předmětem dalšího měření, jehož výsledky budou prezentovány.

Poděkování

Tento článek vznikl za podpory interní grantové agentury ČZU 31150/1312/3117.

Literatura

  • [1] DIRECTIVE 2003/30/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 8 May 2003 on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport. Brusel 17. 5. 2003. [online]. [Accessed 25 November 2004]. Available at: <http://eurlex. europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L: 2003:123:0042:0046:EN:PDF>.
  • [2] DIRECTIVE 2009/28/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC. Brusel 23. 4. 2009. [online]. [Accessed 17 May 2009]. Available at: <http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:140:0016:0062:en:PDF>.
  • [3] DIRECTIVE 2009/30/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 April 2009 amending Directive 98/70/EC as regards the specification of petrol, diesel and gas-oil and introducing a mechanism to monitor and reduce greenhouse gas emissions and amending Council Directive 1999/32/EC as regards the specification of fuel used by inland waterway vessels and repealing Directive 93/12/EEC. Brusel 23. 4. 2009. [online]. [Accessed 17 May 2009]. Available at: <http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L: 2009:140:0088:0113:EN:PDF>.
  • [4] DIRECTIVE 2003/96/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on restructuring the Community framework for the taxation of energy products and electricity the, Brusel 27.10. 2003. [online]. [Accessed 2 November 2009]. Available at: <http://eurlex. europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L: 2003:283:0051:0070:EN:PDF>.
  • [5] M. C. Roberts, 2008, E85 and fuel efficiency: An empirical analysis of 2007 EPA test data, Energy Policy 36, 1233–1235
  • [6] C. Park et al., 2010, Performance and exhaust emission characteristics of a spark ignition engine using ethanol and ethanol-reformed gas, Fuel 89, 2118–2125
  • [7] M. Koç et al., 2009, The effects of ethanol– unleaded gasoline blends on engine performance and exhaust emissions in a spark-ignition engine, Renewable Energy 34, 2101–2106

Tento článek byl převzat v rámci spolupráce s magazínem Agritech Science.

Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

Související články:

Zkušenosti z USA – cesta k rychlejšímu rozšíření biopaliva E85?
Zhodnocení ekologického potenciálu paliva E85
Poučné zkušenosti z USA se zaváděním biopaliv

Zobrazit ostatní články v kategorii Kapalná biopaliva, Obnovitelné zdroje energie

Datum uveřejnění: 25.3.2013
Poslední změna: 26.4.2013
Počet shlédnutí: 4855

Citace tohoto článku:
KOTEK, Martin, HROMÁDKO, Jan, MATUŠŮ, Radim: Provozní parametry motoru při provozu na palivo E85. Biom.cz [online]. 2013-03-25 [cit. 2017-06-29]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz-kapalna-biopaliva/odborne-clanky/provozni-parametry-motoru-pri-provozu-na-palivo-e85>. ISSN: 1801-2655.

Komentáře:
ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto


 
© 2001-2009, CZ Biom  -  České sdružení pro biomasu,  Opletalova 7/918, 111 44 Praha 1,   Tel.: 604 856 036,   E-mail: sekretariat@biom.cz
Webhosting/ webdesign / publikační systém TOOLKIT - Econnect
Treti ruka energieplus Česká peleta Ekologie, pasivní domy, solární energie, alternativní zdroje, zelené bydlení EnviWeb - portál pro ochranu a tvorbu životního prostředí Ekolist po drátě Portál Energetika Internetové energetické konzultační a poradenské středisko Lesnicko-dřevařský www server