Zdzisław Chłopek Euro VI Teraźniejszość i przyszłość silników spalinowych do ciężkich pojazdów samochodowych
Rudolf Christian Karl Diesel 858 93 3 Świadectwo patentowe Rudolfa Diesla z dnia 23 lutego 893 r. "Chociaż wykorzystanie oleju roślinnego jako paliwa jest w obecnych czasach zagadnieniem o niewielkim znaczeniu, to nie jest wykluczone, że z biegiem lat paliwa tego rodzaju będą zyskiwać na znaczeniu, podobnie jak to ma miejsce w przypadku paliw węglo- i ropopochodnych obecnie. 4 2
Obieg Diesla 5 Pierwszy silnik o zapłonie samoczynnym skonstruowany przez Rudolfa Diesla w zakładach MAN AG (Maschinenfabrik Augsburg- -Nürnberg Aktiengesellschaft) zasilany pyłem węglowym 897 r. MAN Museum Augsburg Wystawa światowa w Paryżu kwiecień 900 r. silnik o zapłonie samoczynnym Rudolfa Diesla napędzany olejem arachidowym z orzeszków ziemnych 6 3
Badania kwalifikacyjne: Homologacja typu: TA Tape Approval, FR First Registration. Kontrola zgodności produkcji z typem homologowanym. Kontrola zgodności w eksploatacji z typem homologowanym. Kontrola w eksploatacji: okresowe badania techniczne i kontrola drogowa. Homologacja (gr. ὁμολογoω homólogos zgodny) postępowanie urzędowe przed udzieleniem zezwolenia na wytwarzanie, eksploatację i sprzedaż wyrobu, stwierdzające, że dany typ wyrobu spełnia wszystkie stawiane mu wymagania formalne; zezwolenie. Homologacji udziela organ uprawniony do tego przez władze państwowe w wyniku przeprowadzenia badań, przewidzianych odpowiednimi przepisami, i uzyskania wyników, spełniających warunki przewidziane w przepisach. Typ wyrobu w postępowaniu homologacyjnym zespół cech konstrukcyjnych i, wynikających z nich, właściwości użytkowych, które charakteryzują jednoznacznie wszystkie egzemplarze wyrobu zaliczane do tego typu. 4
Kategorie pojazdów samochodowych Kategoria M: pojazdy samochodowe do przewozu osób mające co najmniej cztery koła: kategoria M: samochody osobowe pojazdy do przewozu osób, mające nie więcej niż osiem miejsc oprócz miejsca kierowcy; kategoria M2: autobusy pojazdy do przewozu osób, mające więcej niż osiem miejsc oprócz miejsca kierowcy i mające masę maksymalną nie przekraczającą 5 Mg; kategoria M3: autobusy pojazdy do przewozu osób, mające więcej niż osiem miejsc oprócz miejsca kierowcy i mające masę maksymalną przekraczającą 5 Mg. Kategoria N: pojazdy samochodowe do przewozu ładunków mające co najmniej cztery koła: kategoria N: samochody ciężarowe pojazdy do przewozu ładunków i mające masę maksymalną nie przekraczającą 3,5 Mg; kategoria N2: samochody ciężarowe pojazdy do przewozu ładunków i mające masę maksymalną przekraczającą 3,5 Mg ale nie przekraczającą 2 Mg; kategoria N3: samochody ciężarowe pojazdy do przewozu ładunków i mające masę maksymalną przekraczającą 2 Mg. 5
Euro 5 i Euro 6 Rozporządzenie (WE) 75/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady z 20.06.2007 r. homologacja typu pojazdów silnikowych w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z lekkich pojazdów pasażerskich i użytkowych (Euro 5 i 6). Rozporządzenie (WE) 692/2008 z 8.07.2008 r. zmieniające rozporządzenie 75/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie homologacji typu pojazdów silnikowych w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z lekkich pojazdów osobowych i użytkowych (Euro 5 i 6). Rozporządzenie (WE) 566/20 z 08.06.20 r. zmieniające rozporządzenie 75/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady oraz rozporządzenie Komisji 692/2008 w odniesieniu do informacji dotyczących naprawy i utrzymania pojazdów. Euro VI Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 595/2009 z dnia 8.06.2009 r. dotyczące homologacji typu pojazdów silnikowych i silników w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z pojazdów ciężarowych o dużej ładowności (Euro VI) oraz w sprawie dostępu do informacji dotyczących naprawy i obsługi technicznej pojazdów, zmieniające rozporządzenie (WE) nr 75/2007 i dyrektywę 2007/46/WE oraz uchylające dyrektywy 80/269/EWG, 2005/55/WE i 2005/78/WE. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 582/20 z 25.05.20 wykonujące i zmieniające rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 595/2009 w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z pojazdów ciężarowych o dużej ładowności (Euro VI) oraz zmieniające załączniki I i III do dyrektywy 2007/46/WE Parlamentu Europejskiego i Rady. 6
Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 64/202 z dnia 23.0.202 r. zmieniające rozporządzenie (UE) nr 582/20 Parlamentu Europejskiego i Rady wykonujące i zmieniające rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 595/2009 w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z pojazdów ciężarowych o dużej ładowności (Euro VI). Data wprowadzenia Euro VI (TA): 0.0.203 r. Daty wprowadzenia Euro 6 (TA) Kategoria M: 0.09.204 r. Kategoria N klasa I: 0.09.204 r. Kategoria N klasa II i III: 0.09.205 r. Kategoria N2: 0.09.205 r. 4 7
Pojęcia związane z emisją zanieczyszczeń z silników spalinowych Zanieczyszczenie występowanie substancji i oddziaływań niepożą- danych dla środowiska, w intensywności umożliwiającej zmianę jego właściwości. Zanieczyszczenia mogą mieć w szczególności szkodliwy wpływ na zdro- wie ludzi i innych organizmów żywych. Zanieczyszczenia: zanieczyszczenia substancjalne wprowadzanie do środowiska substancji, zanieczyszczenia energetyczne wprowadzanie do środowiska oddziaływania, np. hałasu, promieniowania elektromagnetycznego. 5 Emisja Emissia (łac.) strzał. Emissarius (łac.) wysłannik. Emissio (łac.) wydanie; wypuszczać; wysyłać. Emissiones (łac.) emisja. Emisja zjawisko: wprowadzanie do środowiska substancji lub oddziaływań. Emisja wielkość fizyczna: masa substancji wprowadzanej do środowiska. 6 8
Substancje, których emitowanie z silników spalinowych jest nadzorowane w przepisach UE: tlenek węgla CO, związki organiczne węglowodory HC Hydrocarbons (THC Total Hydrocarbons), tlenki azotu, sprowadzone do tlenku azotu NO x, cząstki stałe PM Particulate Matter (TPM Total Particu- late Matter), niemetanowe węglowodory NMHC, metan CH 4, amoniak NH 3. 7 Wielkości nadzorowane w przepisach UE: liczba cząstek stałych PN Particle Number, współczynnik ekstynkcji promieniowania świetlnego k. Dodatkowe badania: emisja dwutlenku węgla CO 2, emisja dwutlenku azotu NO 2 i podtlenku azotu N 2 0, wymiary charakterystyczne cząstek stałych. 8 9
Wielkości fizyczne Stężenie Stężenie substancji w mieszaninie substancji c to udział objętościowy, masowy lub liczbowy substancji w miesza- ninie substancji, odnoszony do jednostki objętości mie- szaniny. Emisja Emisja zanieczyszczenia m to masa substancji, uznanej za szkodliwą dla środowiska, wydzielanej z silnika. 9 Emisja drogowa Emisja drogowa zanieczyszczenia to pochodna emisji zanieczyszczenia m względem drogi przebywanej przez pojazd s. dm b = ds Liczba drogowa cząstek stałych Liczba drogowa cząstek stałych to pochodna liczby cząstek stałych PN względem drogi przebywanej przez pojazd s. dpn b PN = ds 20 0
Emisja jednostkowa Emisja jednostkowa zanieczyszczenia to pochodna emisji zanieczysz- czenia m względem pracy wykonywanej przez silnik L. dm e = dl Liczba jednostkowa cząstek stałych Liczba jednostkowa cząstek stałych to pochodna liczby cząstek stałych PN względem pracy wykonanej przez silnik spalinowy L. dpn e PN = dl 2 Jednostki miar oraz sposoby wyrażania wartości Jednostki miar oraz sposoby wyrażania wartości stosowane dla stężeń: stężenie objętościowe wielkość bezwymiarowa; stosuje się: procent, jedną milionową ppm (parts pro million), jedną miliardową ppb (parts pro billion) formalnie nie są to jednostki miar, stężenie masowe miligram na metr sześcienny mg/m 3, mikrogram na metr sześcienny μg/m 3, Stężenie liczbowe cząstek stałych metr sześcienny do potęgi minus pierwszej /m 3. Jednostka emisji kilogram kg. Jednostka emisji drogowej gram na kilometr g/km. Jednostka liczby drogowej cząstek stałych kilometr do potęgi minus pierwszej km. Jednostka emisji jednostkowej iloraz masy i pracy gram na kilowat razy godzinę g/(kw h). Jednostka liczby jednostkowej cząstek stałych kilowat razy godzina do potęgi minus pierwszej (kw h). Jednostka współczynnika ekstynkcji promieniowania świetlnego metr do potęgi minus pierwszej m. 22
Badania pojazdów samochodowych na hamowni silnikowej Badania pojazdów kategorii M i N: Euro I Euro IV: o maksymalnej masie całkowitej większej od 3,5 Mg, Euro V5, Euro VI: o masie odniesienia większej od 2,6 Mg. Silniki do samochodów ciężarowych i autobusów: silniki ZS o wtrysku bezpośrednim (HDDID Heavy Duty Direct Injection Diesel), silniki ZI i ZS zasilane paliwami gazowymi (NG i LPG).,2 0,08 0,09 0,08 M ew 0,8 0,6 0,4 0,05 0,05 0,0 0,0 0,05 0,05 0,2 0,05 0,0 0,05 0 0,5-0,2-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 n w id n w A B C Schemat testu ESC (European Stationary Cycle, ew. European Steady Cycle) Test z rozruchem nagrzanego silnika 2
,2 0,7 N ew 0,5 0,8 0,6 0,4 0,2 0,25(n hi - n lo ) 0,75(n hi - n lo ) 0,5(n hi - n lo ) 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8,2,4 n lo A B C n w n hi Schemat doboru prędkości obrotowych do testu ESC C,2,2 n w B A 0,8 0,6 0,4 M ew 0,8 0,6 0,4 0,2 0,2 0 0 00 200 300 400 500 t [s] 0 0 00 200 300 400 500 t [s] Schemat testu ELR (European Load Response) do pomiaru współczynnika ekstynkcji promieniowania świetlnego przez spaliny Test z rozruchem nagrzanego silnika 3
,2 0,02 0,02 0,02 M ew 0,8 0,6 0,4 0,03 0,08 0,03 0,05 0,2 0, 0 0,7 0,08 0, 0,06-0,2-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 n w Schemat testu WHSC (World Harmonized Steady Cycle) Test z rozruchem nagrzanego silnika,2 0,8 0,8 0,6 0,6 n w 0,4 M ew 0,2 0,4 0 0,2-0,2-0,4 0-0,6 0 200 400 600 800 000 200 400 600 800 2000 0 200 400 600 800 000 200 400 600 800 2000 t [s] t [s] Test dynamiczny ETC (European Transient Cycle) Test z rozruchem nagrzanego silnika 4
,2 0,8 n w 0,6 0,4 0,2 0 0 500 000 500 2000 t [s] M ew -0,2-0,4 Schemat testu dynamicznego WHTC (World Harmonized Transient Cycle),2 0,8 0,6 0,4 0,2 0-0,6 0 500 000 500 2000 Test z rozruchem nie nagrzanego silnika, przerwa 5 min i test z rozruchem nagrzanego silnika 0, ec L e = 0, L C C + 0,9 e + 0,9 L e C emisja jednostkowa w teście z rozruchem nie nagrzanego silnika e H emisja jednostkowa w teście z rozruchem nagrzanego silnika L C praca wykonana przez silnik w teście z rozruchem nie nagrzanego silnika L H praca wykonana przez silnik w teście z rozruchem nagrzanego silnika H H L H t [s] Silniki ZS do samochodów ciężarowych i autobusów (testy statyczne ESC i WHSC i test dynamiczny ELR) Stopień Data Test eco ehc enox epm epn k cno3 Euro Ia 992.0 ECE R49 4,5, 8 0,62 Euro Ib 992.0 4,5, 8 0,36 Euro II 996.0 4, 7 0,25 998.0 4, 7 0,5 [g/(kw h)] [/(kw h)] [m ] [ppm] EEV 999.0 ESC &,5 0,25 2 0,02 0,5 Euro III 2000.0 ELR 2, 0,66 5 0,0a 0,8 Euro IV 2005.0,5 0,46 3,5 0,02 0,5 Euro V 2008.0,5 0,46 2 0,02 0,5 Euro VI 203.0 WHSC,5 0,3 0,4 0,0 8,00E+ 0 a e PM = 0,3 g/(kw h) dla V s < 0,75 dm 3 i n N > 3000 min 5
e [g/(kw h)] 6 5 4 3 2 CO HC NOx PM 0 992.0 992.0 996.0 998.0 999.0 2000.0 2005.0 2008.0 203.0 Euro Ia Euro Ib Euro II EEV Euro III Euro IV Euro V Euro VI ECE R49 ESC WHSC Euro Ia N en 85 kw i n N >3000 min 2,5 e NOx [g/(kw h)] 2,5 Euro V ESC 0,5 0 Euro VI WHSC 0 0,005 0,0 0,05 0,02 0,025 e PM [g/kw h)] 32 6
Silniki ZS i silniki ZI na gazowe paliwa węglowodorowe do samochodów ciężarowych i autobusów (testy dynamiczne ETC i WHTC) Stopień Data Test eco enmhc ech4 a enox epm b epn b cno3 [g/(kw h)] [/(kw h)] [ppm] EEV 999.0 ETC 3 0,4 0,65 2 0,02 Euro III c 2000.0 5,45 0,78,6 5 0,6 Euro IV 2005.0 4 0,55, 3,5 0,03 Euro V 2008.0 4 0,55, 2 0,03 Euro VI d, e 203.0 WHTC 4 0,6 0,5 0,46 0,0 6,00E+ 0 a tylko dla NG i LPG (Euro III V: NG; Euro VI: NG i LPG) b nie dla NG i LPG Euro III IV e PM = 0,2 g/(kw h) dla V s < 0,75 dm 3 i n N > 3000 min d THC dla ZS e PN dla ZS, ZI w przyszłości e [g/(kw h)] 6 5 4 3 2 CO NMHC CH4 NOx PM 0 999.0 2000.0 2005.0 2008.0 203.0 EEV Euro III Euro IV Euro V Euro VI ETC WHTC 7
2,5 e NOx [g/(kw h)] 2,5 Euro V ETC 0,5 0 Euro VI WHTC 0 0,005 0,0 0,05 0,02 0,025 0,03 0,035 e PM [g/kw h)] 35 Silniki spalinowe ZS i ZI (NG) do samochodów ciężarowych i autobusów kategorii ekologicznej Euro VI Cummins DAF Iveco MAN Mercedes Renault Scania Volvo 8
Renault DTI 37 Renault DTI 38 9
Scania DC09 39 Volvo D3K 20
Scania OC09 0 4 Charakterystyki emisji zanieczyszczeń z silników MAN D2066LUH i MAN D0836LOH w stosunku do limitów Euro VI w teście WHTC 0,97 D2066LUH D0836LOH 0,8 0,77 weuro VI 0,6 0,4 0,34 0,43 0,2 0 0,5 0,05 0,002 0,05 0,00 0,02 0,03 0,0 CO HC NOx PM PN NH3 42 2
Charakterystyki emisji zanieczyszczeń z silnika MAN E2876LUH w stosunku do limitów Euro VI w teście WHTC dla paliw gazowych (NG) G25 i GR E2876LUH (GR) E2876LUH (G25) 0,84 0,89 0,8 0,68 0,7 weuro VI 0,6 0,4 0,30 0,46 0,43 0,35 0,2 0 0,4 0, 0,08 0,07 0,3 0,02 CO NMHC CH4 NOx PM PN NH3 43 Charakterystyki emisji zanieczyszczeń z silnika Scania DC09 w stosunku do limitów Euro VI w testach WHSC i WHTC w Euro VI 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,0 0,02 0,05 0,07 0,63 0,49 0,7 0,26 0,65 0,49 WHSC WHTC 0,00 0,00 CO HC NOx PM PN NH3 44 22
Charakterystyki emisji zanieczyszczeń z silnika Scania 0C09 w stosunku do limitów Euro VI w teście WHTC dla paliw dla paliw gazowych (NG) G25 i GR 0,8 0,70 G25 GR 0,72 w Euro VI 0,6 0,4 0,50 0,34 0,33 0,47 0,3 0,32 0,2 0,4 0 0,08 0,3 0,00 CO NMHC NOx PM CH4 NH3 45 Przedsięwzięcia na rzecz zmniejszenia emisji zanieczyszczeń z pojazdów samochodowych Zmniejszanie intensywności powstawania w pojazdach substancji szkodliwych dla zdrowia i środowiska. Poprawa sprawności ogólnej silników i pojazdów. Unieszkodliwianie zanieczyszczeń emitowanych z pojazdów. 23
Realizacja przedsięwzięć na rzecz zmniejszenia emisji zanieczyszczeń z pojazdów samochodowych Zmiany regulacyjne silników spalinowych i zespołów pojazdów. Zmiany konstrukcyjne silników spalinowych i zespołów pojazdów. Zmiany materiałów eksploatacyjnych silników spalinowych i zespołów pojazdów. Zmiany metod eksploatacji silników spalinowych i zespołów pojazdów. Najważniejsze przedsięwzięcia na rzecz osiągnięcia przez silniki spalinowe poziomu Euro VI Zasobnikowy układ wtryskowy (Common Rail) sterowanie charakterystyki czasowej wtrysku (wtrysk wielokrotny), duże ciśnienie wtrysku (do 240 MPa) wysoka jakość rozpylenia paliwa (małe średnice kropel i mała nierównomierność średnic kropel ). Turbodoładowanie z chłodzeniem powietrza doładowującego turbosprężarka ze zmiennymi parametrami geometrycznymi wirników. Zintegrowany system kontroli i sterowania oraz diagnostyki pokładowej OBD (On Board Diagnostic). 24
Zintegrowany system oczyszczania spalin EGR (AGR) p AdBlue NH3 DOC DPF SCR CUC (ASC) CRT NOx T T NOx EGR Exhaust Gas Recirculation (AGR Abgasrückführung) układ recyrkulacji spalin z chłodzeniem spalin lub brakiem chłodzenia DOC Diesel Oxidation Catalyst utleniający reaktor katalityczny DPF Diesel Particulate Filter filtr cząstek stałych do silnika ZS CRT (DOC & DPF) Continuously Regenerating Trap samoregenerujący się filtr cząstek stałych do silnika ZS SCR Selective Catalytic Reduction reaktor do selektywnej redukcji katalitycznej tlenków azotu ASC Ammonia Slip Catalyst (CUC Clean Up Catalyst) reaktor katalityczny utleniający amoniak Konstrukcja pojazdu, umożliwiająca skuteczną zabudowę urządzeń ograniczających szkodliwe oddziaływanie pojazdu na środowisko. Przedsięwzięcia na rzecz poprawy sprawności ogólnej pojazdów układ napędowy, zawieszenie, nadwozie, systemy wspomagania (bezpieczeństwo, skuteczność użytkowania). Materiały eksploatacyjne do pojazdów ze względu na ograniczanie szkodliwego oddziaływania pojazdów na środowisko. Systemy racjonalnej eksploatacji pojazdów ze względu na: poprawę sprawności wykonywanej pracy przewozowej, zapewnienie skuteczności pracy urządzeń ograniczających szkodliwe oddziaływanie pojazdów na środowisko. 25
AdBlue AdBlue nazwa handlowa 32,5% V/V wodnego roztworu mocznika normy ISO 2224 i DIN 70070. AdBlue zarejestrowany znak towarowy VDA (Verband der Automobilindustrie). AdBlue nie zaliczany do materiałów niebezpiecznych, groźnych dla środowiska. Niepalny, niewybuchowy. Ma działanie korozyjne. W temperaturze poniżej,5 C ulega krystalizacji. Zużycie objętościowe AdBlue ok. (3 5)% objętościowego zużycia paliwa. Do Euro IV Teoria i praktyka Praktyka! 52 26
Euro V i VI Teoria i praktyka! 53 Funkcje systemu OBD kontroli systemu SCR Stopień : e NOx > 5 (2 +,5 ) g/(kw h). Ostrzeżenie wizualne. Stopień 2: e NOx > 7 g/(kw h), poziom Ad Blue poniżej 0%. Pojazdy o mm > 6 Mg zmniejszenie maksymalnego momentu obrotowego do 60%. Pojazdy o mm < 6 Mg zmniejszenie maksymalnego momentu obrotowego do 75%. Stopień 3: cd. stopnia 2. Zmniejszenie prędkości maksymalnej do 20 km/h. 27
Euro VI I co dalej? 8 6 t [a] 4 2 0 2000 2005 200 205 2020 2025 2030 2035 t [a] Model opóźnienia stanu motoryzacji w Polsce w stosunku do Europy Zachodniej 55 Emisja roczna zanieczyszczeń z pojazdów kategorii skumulowanej E a = b(v AV ) P N E a emisja roczna. b średnia emisja drogowa dla pojazdów kategorii skumulowanej. v AV prędkość średnia dla pojazdów kategorii skumulowanej. P przebieg roczny dla pojazdów kategorii skumulowanej. N liczność pojazdów kategorii skumulowanej. 56 28
Liczność samochodów ciężarowych i autobusów Przebieg roczny samochodów ciężarowych i autobusów 57 Udział długości dróg w miastach, poza miastami oraz na autostradach i drogach ekspresowych samochodów ciężarowych i autobusów Prędkość średnia w miastach, poza miastami oraz na autostradach i drogach ekspresowych samochodów ciężarowych i autobusów 58 29
Emisja drogowa tlenku węgla Emisja drogowa węglowodorów 59 Emisja drogowa tlenków azotu Emisja drogowa cząstek stałych 60 30
Emisja roczna tlenku węgla z silników samochodów ciężarowych i autobusów oraz ze wszystkich pojazdów samochodowych Emisja roczna węglowodorów z silników samochodów ciężarowych i autobusów oraz ze wszystkich pojazdów samochodowych 6 Emisja roczna tlenków azotu z silników samochodów ciężarowych i autobusów oraz ze wszystkich pojazdów samochodowych Emisja roczna cząstek stałych z silników samochodów ciężarowych i autobusów oraz ze wszystkich pojazdów samochodowych 62 3
Przyszłość silników spalinowych do pojazdów ciężkich Lekkie paliwa: Paliwa gazowe (w warunkach normalnych): Gaz ziemny NG: CNG, LNG. Skroplony gaz ropopochodny LPG. Skroplony eter dimetylowy DME. Wodór. Paliwa ciekłe: Alkohole: metanol, etanol, propanole, butanole. Etery: metylotertbutylowy MTBE, etylotertbutylowy ETBE. 63 Rozwiązania techniczne silników spalinowych pojazdów ciężkich Silniki o zapłonie iskrowym zasilane paliwami gazowymi (w warunkach normalnych): Gaz ziemny NG: CNG, LNG. Skroplony gaz ropopochodny LPG. Wodór. 64 32
Rozwiązania techniczne silników spalinowych pojazdów ciężkich Silniki o zapłonie samoczynnym Dwupaliwowe silniki o zapłonie samoczynnym zasilane paliwami gazowymi (w warunkach normalnych) z dawką zapłonową paliwa o dużej liczbie cetanowej, przede wszystkim paliwa ciężkiego: Gaz ziemny NG: CNG, LNG oraz biogaz BG: CBG, LBG. Skroplony gaz ropopochodny LPG. Wodór. Dwupaliwowe silniki o zapłonie samoczynnym zasilane paliwami ciekłymi z dawką zapłonową paliwa o dużej liczbie cetanowej, przede wszystkim paliwa ciężkiego: Alkohole: metanol, etanol, propanole, butanole. Etery: metylotertbutylowy MTBE, etylotertbutylowy ETBE. Silniki o zapłonie samoczynnym zasilane paliwami ciekłymi: Alkohole: metanol, etanol, propanole, butanole. Etery: metylotertbutylowy MTBE, etylotertbutylowy ETBE. Skroplony eter dimetylowy DME. 65 Przykładowe rozwiązania techniczne silników spalinowych pojazdów ciężkich Silniki o zapłonie samoczynnym zasilane paliwami lekkimi: Etanol paliwo E95 (ED95). Eter dimetylowy DME. 66 33
Paliwo etanolowe E95 (ED95) Specyfikacja Sekab Svensk Etanolkemi AB Etanol 95% 92,2% m/m (93,3% V/V). Aktywator zapłonu 5% m/m. Eter MTBE 2,3% m/m. Izobutanol 0,5% m/m. Inhibitor korozji 90 ppm m/m. 67 Silnik o zapłonie samoczynnym Scania DC09 E03 na paliwo etanolowe E95(ED95) 68 34
Silnik o zapłonie samoczynnym Scania DC09 E03 na paliwo etanolowe E95(ED95) Rzędowy 5-cylindrowy. Układ zasilania: zasobnikowy. Objętość skokowa: V s = 9,3 dm 3. Stopień sprężania: ε = 28. Rozrząd 4-zaworowy. Recyrkulacja spalin EGR. Utleniający reaktor katalityczny. Selektywny reaktor katalityczny SCR. Filtr cząstek stałych CRT. Moc znamionowa: N en = 205 kw (280 KM); n N = 900 min -. Maksymalny moment obrotowy: M em = 250 N m; n M = (00 400) min -. 69 Eter dimetylowy DME Eter dimetylowy DME CH 3 OCH 3. Dimetyloeter. Metoksymetan wg IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej). 70 35
Wybrane właściwości DME Gęstość (w warunkach normalnych): 0,59 g/m³. Stan skupienia (w warunkach normalnych): gaz. u C = 0,522. u H = 0,3. u O = 0,348. Wartość opałowa: 22,8 MJ/kg. Liczba cetanowa: 55 60. Temperatura samozapłonu: 235⁰C. 7 Schemat układu zasilania zasobnikowego DME (wg Yianai T.: Development and engine bench testing a common rail type DME injection system. 3rd International DME Conference & 5th Asian DME Conference. Shanghai, China. 2-24 September 2008) zawór ciśnienia paliwa, 2 zasobnik paliwa, 3 czujnik ciśnienia paliwa, 4 wtryskiwacze, 5 regulator natężenia przepływu paliwa, 6 zawór zwrotny, 7 chłodnica paliwa, 8 ssak, 9 zbiornik pojazdu, 0 pompa podająca, filtr paliwa, 2 sprężarka skraplająca, 3 nadmiar DME, 4 pompa wysokiego ciśnienia paliwa 72 36
Euro VI I co dalej? 73 Dziękuję za miłe towarzystwo! 37