Vliv biopaliv na motory

V minulém článku bylo pojednáno o produkci biopaliv, jejich ceně a platné legislativě. Tento text doplňuje informace o vlivu biopaliv na konstrukci a chod motorů.

Vliv na benzinový motor

Etanol a bioetanol (biolíh) mají oktanové číslo (dále jen OČ) asi 111. Přísada biolihu do pohonných hmot zvyšuje hodnotu OČ a snižuje motorové emise znečišťujících látek, škodlivých pro životní prostředí. Biolíh v pohonných hmotách zvyšuje tlak par, čím zvyšuje optimální vzplanutí a účinnost palivové směsi. Výhody u benzínů s nižším obsahem biolihu (až do 15 %, jako u E-15) jsou zejména v lepším startování motoru na chladu až mrazu, při vyšším obsahu (až do 85 %, jako u E-85), to už není pravidlem a jsou na to různé názory. Přísada biolihu zabezpečuje lepší spalování pohonných hmot ve válcích vlivem vysokého obsahu organicky vázaného kyslíku. Emise oxidů síry jsou zde téměř zanedbatelné a snižuje se závislost na dovozu ropy z politicky nestabilních oblastí. Nevýhodou je hlavně zvýšená spotřeba pohonných hmot a problémy při jízdě v horkém letním počasí, kdy vyšší odpařivost biolihu může mít za následek i vznik bublinek v palivovém systému a také možnost přitahování vody biolihem do pohonných hmot. Nevýhodou je i možnost poutání vody do lihu v pohonných hmotách, a tím i zvýšení korozívnosti kovových částí motoru. Toto ale vadí spíše starším motorům s karburátorem než motorem se vstřikováním pohonných hmot nebo u dvoutaktních motorů. Při vyšším podílu biolihu už může docházet k separaci vrstev pohonných hmot, a to hlavně vlivem vody. Proto nutno k těmto pohonným hmotám přidávat i kosolventy, což jsou obvykle buď rozvětvené vyšší alkoholy (butanoly) nebo organické metylestery, lépe ale cyklické étery (dioxan, tetrahydrofuran), které jsou i toxické, u nás nemáme a jsou z dovozu. Množství kosolventu je nutno přidat až do poloviny objemového množství biolihu.

Použití pohonných hmot do 5 % objemových biolihu se negativně téměř neprojevuje a do 10 % je riziko opotřebení motoru tak nízké, že ani není potřeba úpravy motoru. Vyšší korozívnost pohonných hmot na konstrukci motoru je možno potlačit přísadou antikorodantů, jinak se projevuje až po projetí 30 až 50 tisíc kilometrů.

Při vyšším obsahu biolihu (E-85) se už úprava motoru vyžaduje a nová vozidla (FFV) jsou už na to konstruována a obvykle určena na trhy v zemích, kde jsou tyto pohonné hmoty běžně dostupné na pumpách (Fiat Palio, Toyota Aygo,Volkswagen Fox aj.) v Brazílii, Mexiku aj. Zde je nutno zvýšit kompresní poměr až na 15, a někdy také nutno použít i jiné alkoholuvzdorné těsnění pro palivový systém. Pro starší motory nutno ale nadále používat přísadu jako náhradu za vyřazené tetraetylolovo (pro mazivost a ochranu sedel ventilů).

Úprava motoru na biolihový provoz je poměrně jednoduchá, celkem nenákladná a neklade zvláštní nároky ani na uživatele. Vůz může potom jezdit jak na benzín, tak i na lihobenzín. Při dalších testech projely vozy během jednoho roku asi 1000 km na PH s obsahem 5 - 20 % objemových metanolu, etanolu nebo také izopropanolu a jako kosolvent byl použit terc-butanol (OČ asi 113) v množství asi 2 – 10 % objemových s dobrými výsledky ve kvalitě jízdy a složení emisí.

Jinou otázkou už je, jaký vliv bude mít lihobenzín z vyšším obsahem biolihu (E-85) na materiál motoru. Alkoholy se vzdušným kyslíkem za tepla zčásti oxidují na aldehydy a ty zase zčásti na karboxylové kyseliny. Z metanolu tak vznikne kyselina mravenčí a z etanolu zase kyselina octová. Obě tyto kyseliny působí korozívně na materiál ve spalovacím a výfukovém prostoru. Co to udělá po čase a po projetí 50, 100 a více tisíc kilometrů zatím přesně nebylo publikováno. Tento fakt je ale možné zase zmírnit přísadou inhibitorů jako antikorodantů do pohonných hmot.

Vliv na naftový motor

Výhody při použití naftových motorů s přísadou bionafty jsou především v lepší mazivosti pohonných hmot a snížení obsahu oxidů síry v emisích. Bionafta je při haváriích pro životní protředí prakticky nezávadná. Pro svoji výhřevnost blízkou naftových motorů prakticky ani nezvyšuje spotřebu pohonných hmot. Také hodnoty cetanového čísla (CČ) jsou u bionafty 50-53 a naftového motoru 52-56 celkem shodné. Bionafta má ale za chladu zase vyšší hustotu jako naftový motor.

Nevýhodou při vyšším obsahu bionafty je časté zanesení palivových filtrů, a také i možnost jejího vysrážení a usazování na spodu palivové nádrže, nebo v palivovém systému, obvykle při delším odstavení vozidla hlavně v zimě, což může mít za následek i poškození palivového čerpadla. Potom nutno naftový motor odčerpat a celý palivový systém dobře propláchnout lihem. Tyto uvedené nevýhody ale všeobecně platí při použití pohonných hmot s vyšším obsahem obou biosložek, aspoň nad 10 %. Při jejich plánovaném obsahu od 2 % postupně až do 5,75 % v roce 2010 se na motoru a při jízdě prakticky nijak neprojeví.

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu