ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

Podobne dokumenty
ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

WPŁYW ZASILANIA SILNIKA PERKINS 1104C BIOETANOLEM NA EKONOMICZNE I ENERGETYCZNE WSKAŹNIKI JEGO PRACY

INFLUENCE OF POWERING 1104C PERKINS WITH MIXTURE OF DIESEL WITH THE ADDITION OF THE ETHANOL TO HIS SIGNS OF THE WORK

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW NATURALNYCH I ROŚLINNYCH NA WSKAŹNIKI EKONOMICZNE, ENERGETYCZNE I EKOLOGICZNE SILNIKA ROLNICZEGO O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

WPŁYW ZASILANIA SILNIKA ROLNICZEGO MIESZANINĄ OLEJU NAPĘDOWEGO Z BIOBUTANOLEM NA JEGO EFEKTYWNE WSKAŹNIKI PRACY

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

WPŁYW MIESZANIN ETANOLU Z OLEJEM NAPĘDOWYM NA EMISJĘ WYBRANYCH SKŁADNIKÓW SPALIN

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

WPŁYW ZASTOSOWANIA DODATKU ETANOLU DO MIESZANINY OLEJU NAPĘDOWEGO Z ESTREM FAME NA EKONOMICZNE I EKOLOGICZNE WSKAŹNIKI PRACY SILNIKA PERKINS-1104C-44

IMPACT OF FUEL APPLICATIONS MICROEMULSION THE HYDROCARBON -ESTER - ETHANOL INDICATORS FOR EFFECTIVE WORK ENGINE PERKINS C -44

WPŁYW ZASILANIA PALIWEM MIKROEMULSYJNYM NA PROCES JEGO WTRYSKU W SILNIKU O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

Wpływ ustawienia kąta wyprzedzenia wtrysku na procesy zachodzące w komorze spalania silnika rolniczego zasilanego biopaliwami

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

WPŁYW ZASILANIA SILNIKA PERKINS 1104C BIOETANOLEM NA PRZEBIEG PROCESU WTRYSKU I PODSTAWOWE PARAMETRY ROZPYLANIA

LOGITRANS - VII KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA LOGISTYKA, SYSTEMY TRANSPORTOWE, BEZPIECZEŃSTWO W TRANSPORCIE

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW MINERALNYCH I ROŚLINNYCH NA PRĘDKOŚĆ NARASTANIA CIŚNIENIA W PRZEWODZIE WTRYSKOWYM I EMISJĘ AKUSTYCZNĄ WTRYSKIWACZA

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

1. Wprowadzenie. 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych. 3. Paliwa stosowane do zasilania silników

PARAMETRY ENERGETYCZNE I ASPEKT EKOLOGICZNY ZASIALNIA SILNIKA ZS PALIWEM MINERALNYM POCHODZENIA ROŚLINNEGO

1. Wprowadzenie 1.1. Krótka historia rozwoju silników spalinowych

WPŁYW KĄTA WYPRZEDZENIA WTRYSKU NA JEDNOSTKOWE ZUŻYCIE PALIWA ORAZ NA EMISJĘ SUBSTANCJI TOKSYCZNYCH W SILNIKU ZS ZASILANYM OLEJEM RZEPAKOWYM

OCENA PORÓWNAWCZA ZUśYCIA PALIWA SILNIKA CIĄGNIKOWEGO ZASILANEGO BIOPALIWEM RZEPAKOWYM I OLEJEM NAPĘDOWYM

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych

Ocena emisji składników spalin silnika wysokoprężnego zasilanego mieszaninami oleju napędowego z estrami metylowymi oleju rzepakowego

WSKAŹNIKI PRACY SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM ZASILANEGO OLEJEM NAPĘDOWYM, PALIWEM FAME I ICH MIESZANINAMI. Andrzej Ambrozik*, Dariusz Kurczyński**

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych

Logistyka - nauka. Tomasz Ambrozik, Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Katedra Pojazdów Samochodowych

Mgr inŝ. Wojciech Kamela Mgr inŝ. Marcin Wojs

TRANSCOMP XV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Właściwy silnik do każdego zastosowania _BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd :55:33

FUNCTIONAL AGRIMOTOR TESTING SUPPLIED BY THE VEGETABLE ORIGIN FUELS BADANIE FUNKCJONALNE SILNIKA ROLNICZEGO ZASILANEGO PALIWAMI POCHODZENIA ROŚLINNEGO

Wpływ składu mieszanki gazu syntetycznego zasilającego silnik o zapłonie iskrowym na toksyczność spalin

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 4(100)/2014

KATALIZATOR DO PALIW

Piotr Ignaciuk *, Leszek Gil **, Stefan Liśćak ***

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: SEN EW-s Punkty ECTS: 5. Kierunek: Energetyka Specjalność: Energetyka wodorowa

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW NATURALNYCH I ROŚLINNYCH NA WSKAŹNIKI EKONOMICZNE I ENERGETYCZNE SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012

ORLIŃSKI Stanisław 1 1. WSTĘP

ISBN

Pytania na egzamin dyplomowy specjalność SiC

Charakterystyki prędkościowe silników spalinowych

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: STC TP-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Technologia Chemiczna Specjalność: Technologia paliw

PROGRAM WDROŻENIA PALIW ALETERNATYWNYCH w MZK SŁUPSKS

Analiza możliwości wykorzystania heksanu w mieszaninie z olejem rzepakowym do zasilania silnika o zapłonie samoczynnym

PROBLEMY ZASILANIA SILNIKA G9T PALIWEM F-34 ORAZ JEGO MIESZANINAMI Z BIOKOMPONENTEM

The influence of physicochemical fuel properties on operating parameters in diesel engine

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 22 stycznia 2009 r. w sprawie wymagań jakościowych dla biopaliw ciekłych 2)

OCENA ZUŻYCIA PALIWA PRZEZ SILNIK O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM PRZY ZASILANIU WYBRANYMI PALIWAMI

Logistyka - nauka. Wpływ zastosowania paliwa z dodatkiem etanolu do zasilania silników spalinowych na skład spalin

Silniki zasilane alternatywnymi źródłami energii

SAMOCHODY ZASILANE WODOREM

Pakiet cetanowo-detergentowy do uszlachetniania olejów napędowych przyjaznych środowisku

ELASTYCZNOŚĆ SILNIKA ANDORIA 4CTI90

WPŁYW ZASTOSOWANIA WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH NA DAWKOWANIE PALIWA W ZASOBNIKOWYM UKŁADZIE WTRYSKOWYM SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

Technika Samochodowa

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI. z dnia 9 grudnia 2008 r. w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych. (tekst jednolity)

WYBRANE PROBLEMY STOSOWANIA BIOPALIW DO ZASILANIA SILNIKÓW Z ZAPŁONEM SAMOCZYNNYM

EKONOMICZNE I EKOLOGICZNE ASPEKTY ZASILANIA SILNIKA ZS OLEJAMI ROŚLINNYMI I ICH MIESZANINAMI Z OLEJEM NAPĘDOWYM

Perspektywy wykorzystania CNG w polskim transporcie

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

ANALIZA WIELKOŚCI SZYBKOZMIENNYCH SILNIKA AD3.152 UR ZASILANEGO PALIWEM MINERALNYM, PALIWEM POCHODZENIA ROŚLINNEGO I ICH MIESZANINAMI

Kongres Innowacji Polskich KRAKÓW

Charakterystyki silnika ZS z układem zasilania Common Rail zasilanego mieszaninami oleju napędowego z estrami FAME

BADANIA ZUŻYCIA ELEMENTÓW UKŁADU WTRYSKOWEGO SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM ZASILANEGO PALIWAMI ROŚLINNYMI

WYBRANE PARAMETRY PROCESU SPALANIA MIESZANIN OLEJU NAPĘDOWEGO Z ETEREM ETYLO-TERT-BUTYLOWYM W SILNIKU O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

Ocena właściwości tribologicznych paliw roślinnych w aspekcie wpływu na proces zużycia aparatury wtryskowej silników o zapłonie samoczynnym

ZAKŁAD NAPĘDÓW LOTNICZYCH

Wydział Mechaniczny. INSTYTUT EKSPLOATACJI POJAZDÓW I MASZYN tel.

WSKAŹNIKI INDYKOWANE SILNIKA PERKINS 1104D-E44TA ZASILANEGO DWUPALIWOWO OLEJEM NAPĘDOWYM I GAZEM ZIEMNYM

Przebieg ciśnienia w cylindrze silnika ZS z wieloetapowym wtryskiem paliwa zasilanego mieszaninami oleju napędowego i estrów FAME

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(87)/2012

Euro Oil & Fuel Biokomponenty w paliwach do silników Diesla wpływ na emisję i starzenie oleju silnikowego

Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro.

Jednostkowe stawki opłaty za gazy lub pyły wprowadzane do powietrza z procesów spalania paliw w silnikach spalinowych 1)

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Transport Studia I stopnia. Ekologiczne aspekty transportu Rodzaj przedmiotu: Język polski.

BADANIA SMARNOŚCI WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM

Przy prawidłowej pracy silnika zapłon mieszaniny paliwowo-powietrznej następuje od iskry pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej.

Środowiskowe aspekty wykorzystania paliw metanowych w transporcie

FUELLING COMPRESSION IGNITION ENGINE BY MINERAL DIESEL FUEL MIXTURE WITH SYNTHETIC HYDROCARBONS

Marlena Owczuk Biodiesel, a ochrona środowiska. Studia Ecologiae et Bioethicae 4,

Wpływ mieszanin jednolitego paliwa pola walki F-34 z biokomponentami na parametry użyteczne silnika

Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) Studia stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne)

OCENA PORÓWNAWCZA CHARAKTERYSTYK OBCIĄśENIOWYCH SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM ZASILANEGO OLEJEM NAPĘDOWYM, PALIWEM ROŚLINNYM I ICH MIESZANINĄ

WPŁYW RODZAJU PALIWA NA WYBRANE PARAMETRY PROCESU SPALANIA W SILNIKU O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów Wprowadzenie... 13

Analysis of the influence of injection pressure in common rail system on spray tip penetration of the selected alternative fuels

Wstępna analiza toksyczności spalin silnika o zapłonie samoczynnym przy zasilaniu mieszaninami oleju rzepakowego z niereaktywnym rozpuszczalnikiem

Tomasz P. Olejnik, Michał Głogowski Politechnika Łódzka

DEGA. Diesel and Gas Mixture. LPG Powietrze. Spaliny ON + LPG. tylko ON!! ON+LPG. Termopara spalin ON + LPG. Wykres mocy [KW]

OCENA ZADYMIENIA SPALIN SILNIKA CIĄGNIKOWEGO ZASILANEGO WYBRANYMI PALIWAMI W EKSPLOATACJI POLOWEJ

Analiza emisji związków szkodliwych spalin z silnika odrzutowego zasilanego biopaliwem

WPŁYW PALIWA NA EMISJĘ SZKODLIWYCH SKŁADNIKÓW SPALIN SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM PODCZAS ZIMNEGO ROZRUCHU

PORÓWNANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO I TEORETYCZNEGO - PRZYKŁADOWY TOK OBLICZEŃ

Leszek Gil *, Piotr Ignaciuk **

Transkrypt:

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014 Piotr Orliński 1, Stanisław Orliński 2, Marcin K. Wojs 3 WPŁYW OBCIĄŻENIA SILNIKA ROLNICZEGO PERKINS ZASILANEGO BIOPALIWEM Z LNIANKI NA EFEKTYWNE WSKAŹNIKI JEGO PRACY 1. Wprowadzenie Od lat dziewięćdziesiątych XX wieku w Polsce i krajach Unii Europejskiej obserwuje się duże zainteresowanie zagadnieniami dotyczącymi zastosowania do silników spalinowych o zapłonie samoczynnym paliw roślinnych, do których zaliczyć można: olej rzepakowy, słonecznikowy, sojowy, lniankowy oraz ich estry [1]. Ciągle poszukuje się nowych rodzajów paliw, w tym pochodzących ze źródeł odnawialnych, które zastąpiłyby częściowo lub całkowicie standardowe węglowodorowe paliwa pochodzące z rafinacji ropy naftowej. Można przyjąć, że za paliwa niekonwencjonalne (zastępcze, alternatywne) uważa się paliwa, które pochodzą z innych źródeł niż przeróbka ropy naftowej, a ich właściwości fizykochemiczne są zbliżone do powszechnie stosowanych olejów napędowych [1, 2]. Nadmienić należy, że ciekłe paliwa roślinne oprócz wielu zalet (mniejsza emisja niespalonych węglowodorów, tlenków węgla i cząstek stałych, biodegradowalność), odznaczają się także pewnymi niekorzystnymi cechami, którymi są głównie [4]: brak odporności na niskie temperatury m.in. stosunkowo niska wartość temperatury zablokowania zimnego filtra (TZZF), wzrost emisji tlenków azotu (NO x ), niewielki spadek mocy powodowany mniejszą wartością opałową. Na prawidłowe funkcjonowanie układu zasilania paliwem silnika o ZS mają wpływ następujące właściwości paliw: gęstość, lepkość, parametry reologiczne w niskiej temperaturze - w tym ich zmiana w funkcji temperatury, smarność, zawartość zanieczyszczeń stałych i wody [5]. Postęp w budowie i sposobie sterowania procesem wtrysku paliwa w szerokim zakresie warunków pracy silnika, pozwala na zwiększenie mocy i momentu obrotowego przy niższym zużyciu paliwa i zmniejszeniu zawartości substancji szkodliwych w spalinach oraz hałasu emitowanego przez silnik. Dlatego w stosunku do układów wtryskowych stawiane są następujące wymagania [6]: wtrysk musi nastąpić w ściśle określonej chwili, bowiem nawet niewielkie odchylenia zwiększają znacznie zużycie paliwa, toksyczność spalin oraz głośność, ciśnienie wtrysku paliwa powinno być dostosowane do warunków pracy silnika (np. obciążenie, prędkość obrotowa), wtrysk powinien kończyć się w sposób natychmiastowy, aby uniknąć niekontrolowanych dotrysków zwiększających emisję szkodliwych składników spalin. Proces wtrysku i spalania paliwa jest złożonym, okresowo powtarzającym się szybkozmiennym procesem zachodzącym w cylindrze silnika. Efektywne, ekonomiczne, 1 dr inż. Piotr Orliński - Politechnika Warszawska, Wydział SiMR, Instytut Pojazdów 2 dr inż. Stanisław Orliński Wyższa Szkoła Biznesu w Radomiu, Wydział Nauk Technicznych 3 mgr inż. Marcin K. Wojs - Politechnika Warszawska, Wydział SiMR, Instytut Pojazdów 139

energetyczne i ekologiczne wskaźniki pracy silnika w bezpośredni sposób zależą od przebiegu zmian w układzie zasilania silnika paliwem i przebiegu ciśnienia w komorze spalania [7]. Cele te można osiągnąć poprzez [6]: - doskonalenie konstrukcji turbosprężarek i procesu doładowywania do układu dolotowego silnika, - doskonalenie konstrukcji silników o ZS i ich aparatury wtryskowej, elektronizacja i kontrola procesu wtrysku i spalania, - zmniejszanie oporów tarcia wewnątrz silnika i oporów ruchu pojazdów np. nowe materiały konstrukcyjne i metody kształtowania warstwy wierzchniej elementów silnika, wprowadzanie nowych płynów eksploatacyjnych, - doskonalenie katalitycznych konwertorów spalin i filtrów cząstek stałych w układzie wylotowym silników o ZS takie jak: EGR, CRT i SCR, - zmianę składu chemicznego i parametrów fizykochemicznych olejów napędowych i biopaliw. Ostatni wymieniony cel jest najmniej kapitałochłonny i dlatego wielu badaczy poszukuje idealnego paliwa pochodzenia roślinnego, które mogłoby w przyszłości zastąpić częściowo lub w całości paliwa konwencjonalne mineralne [7]. Przewagą nad zastosowaniem paliw roślinnych w stosunku do paliw mineralnych w silnikach o zapłonie samoczynnym jest ich korzystny wpływ na środowisko poprzez [8]: - biodegradowalność (ok. 98% w ciągu 2 dni), podczas gdy dla oleju napędowego wynosi tylko 40%, - małą emisję tlenków siarki (SO x ), - niewielką zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), - niską emisję niespalonych węglowodorów (CH), - niższe (do 50%) zadymienie spalin. Potencjalnie oleje roślinne i ich estry zawierają tlen chemiczny, od 5-10%, który powinien dawać czyste produkty spalania, przy czym proces spalania w silnikach o ZS jest procesem złożonym, na który ma wpływ nie tylko skład frakcyjny paliwa, lecz także parametry fizykochemiczne, a także jednorodność mieszaniny paliwowej. Problematyka zastosowania do praktycznego użytkowania biopaliw II generacji jako paliw zastępczych jest znana w świecie motoryzacji. Dodatkowo obserwuje się duży wzrost zapotrzebowania na paliwa alternatywne w celu zapewnienia własnej dla danego kraju bazy paliwowej mogącej być wykorzystaną do zasilania rolniczych silników spalinowych. Daje to możliwość rozwoju regionów w danym kraju, zastosowanie nowych technologii w produkcji biopaliw oraz dodatkowe miejsca pracy. 2. Cel badań Celem badań była ocena wpływu zasilania silnika PERKINS 1104C-E44T olejem napędowym ON (EKODIESEL-ULTRA-B) oraz porównawczo estrem metylowym kwasów oleju rydzowego EST-LN-100% na ekonomiczne wskaźniki jego pracy. Badania prowadzone były przy obciążeniach silnika od 10-100% dla dwóch prędkości obrotowych wału korbowego silnika tj: n= 1400 obr/min prędkość obrotowa maksymalnego momentu obrotowego M o.max [Nm] i prędkość maksymalnej mocy efektywnej N e.max. [kw] n= 2000 obr/min z wykorzystaniem stanowiska hamownianego wyposażonego w system pomiarowy do rejestracji wolno i szybkozmiennych parametrów jego pracy. 140

3. Charakterystyka i właściwości fizykochemiczne badanych paliw W czasie badań hamownianych silnika zastosowano jako paliwo bazowe olej napędowy oraz porównawczo paliwo roślinne. Wyboru paliwa roślinnego dokonano ze względu na dostępność na rynku oraz różne właściwości fizykochemiczne, które wpływają w istotny sposób na proces wtrysku i spalania. Paliwa stosowane w czasie badań to: Paliwo mineralno-węglowodorowe - EkoDiesel ULTRA B, Paliwa roślinne - EST-LN (Ester metylowy kwasów oleju rydzowego - 100%), Na rys. 1. pokazano udział wagowy użytych składników do wytworzenia estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych oleju z lnianki. Rys. 1. Udział wagowy użytych składników do wytworzenia estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych Rys.2 przedstawia graficzne porównanie bezwzględnych różnic procentowych wybranych właściwości fizykochemicznych biopaliwa ester z lnianki EST-LN: gęstości w 20 o C [kg/m 3 ], lepkości kinematycznej w 40 o C [mm 2 /s] i wartości opałowej [MJ/kg] oraz liczby cetanowej LC w stosunku do oleju napędowego EkoDiesel ULTRA - B (Ekologiczny Letni). ESTER EST-LN Wartość opałowa Gęstość Liczba cetanowa -20-10 0 10 20 30 Rys. 2. Porównanie bezwzględnych różnic procentowych wybranych właściwości fizykochemicznych paliwa roślinnego EST-LN w stosunku do oleju napędowego ON-EkoDiesel ULTRA [8] 4. Stanowisko badawcze Badania hamowniane wykonano na silniku badawczym Perkins 1104C-E44T z wtryskiem bezpośrednim, wyposażonym w system do pomiarów ciśnień 141 Rp [%]

szybkozmiennych oraz czujnik do pomiarów przemieszczeń wzniosu iglicy wtryskiwacza, przy wykorzystaniu aparatury pomiarowej firmy Schenck i firmy AVL. Silnik Perkins 1104C-E44T jako źródło napędu ma zastosowanie głównie w ciągnikach rolniczych i spełnia normy dotyczące emisji składników toksycznych spalin EU Stage II (dla Nonroad Diesel Engines) w wersji G, która obejmuje silniki o mocy efektywnej (tzw. mocy netto) z przedziału 37 N e < 75 kw. Wybrane parametry techniczne obiektu badań [3]: - Typ - ekologiczny PERKINS 1104C-E44T, - Rodzaj - wysokoprężny, czterosuwowy, rzędowy, z bezpośrednim wtryskiem paliwa, chłodzony cieczą, turbodoładowany, - Pojemność silnika - 4400 cm³, - Średnica cylindra/skok tłoka - 105/127 mm, - Liczba cylindrów - 4, - Jednostkowe zużycie paliwa przy mocy znamionowej - 233 g/kwh, - Jednostkowe zużycie paliwa przy maksymalnym momencie obrotowym - 219 g/kwh, - Pompa wtryskowa - Bosch VP30. Na rys.3 przedstawiono Silnik Perkins 1104C-E44T na stanowisku badawczym zaś na rys.4 schemat stanowiska badawczego. Rys. 3. Silnik Perkins 1104C-E44T na stanowisku badawczym [Wyk. autorów] 142

Rys. 4. Schemat blokowy stanowiska badawczego 5. Graficzne porównanie wyników badań Analiza dotycząca wyników badań silnika podczas sporządzania prędkościowej charakterystyki zewnętrznej w stanach ustalonych przy maksymalnej objętościowej dawce paliwa: - większe wskazania momentu obrotowego [M oz ] podczas badań w przedziale prędkości obrotowych silnika od 1000 do 2200 obr/min występowały dla paliwa EKODIESEL ULTRA B, zaś mniejsze dla estru EST-LN. Bezwzględna różnica procentowa R p [%] pomiędzy paliwem EKODIESEL, a estrem EST-LN wynosiła od 4,5% do 5,6% (rys.5), - większe wskazania mocy efektywnej [N ez ] podczas badań w przedziale prędkości obrotowej silnika od 1000 do 2200 obr/min występowały dla paliwa EKODIESEL ULTRA B zaś mniejsze dla estru EST-LN. Bezwzględna różnica procentowa Rp [%] pomiędzy paliwem EKODIESEL, a estrem EST-LN wynosiła od 6,2% do 7,8% (rys.6), - mniejsze godzinowe zużycie paliwa [G h ] podczas badań w przedziale prędkości obrotowych silnika od 1000 do 2200 obr/min występowało dla paliwa EKODIESEL ULTRA B zaś większe dla biopaliwa EST-LN. Bezwzględna różnica procentowa R p [%] pomiędzy paliwem EKODIESEL ULTRA B, a estrem EST-LN wynosi od 9% do 19,5% (rys.7), - mniejsze jednostkowe zużycie paliwa [g e ] podczas badań w przedziale prędkości obrotowych silnika od 1000 do 2200 obr/min występowało dla paliwa EKODIESEL ULTRA B zaś większe dla biopaliwa EST-LN. Bezwzględna różnica procentowa R p [%] pomiędzy paliwem EKODIESEL, a estrem EST-LN wynosiła od 6,3% do 15% (rys.8), - największe wskazania ciśnienia efektywnego [p e ] w przedziale prędkości obrotowej silnika od 1000 do 2200 obr/min występowały dla paliwa EKODIESEL ULTRA B zaś mniejsze dla estru EST-LN. Bezwzględna różnica procentowa R p [%] pomiędzy paliwem EKODIESEL, a estrem EST-LN wynosiła od 5,2% do 6,4% (rys.9), 143

Rys. 5. Porównanie zredukowanego momentu obrotowego M oz, [Nm] w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego silnika w zakresie od 1000 do 2200 obr/min wyznaczony przy maksymalnej objętościowej dawce paliwa Rys. 6. Porównanie zredukowanej mocy efektywnej N ez [kw] w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego silnika w zakresie od 1000 do 2200 obr/min wyznaczony przy maksymalnej objętościowej dawce paliwa Rys. 7. Porównanie godzinowego zużycia paliwa G h [kg/h] w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego silnika w zakresie od 1000 do 2200 obr/min wyznaczonego przy maksymalnej dawce paliwa 144

Rys. 8. Porównanie jednostkowego zużycia paliwa g e [g/kwh] w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego silnika w zakresie od 1000 do 2200 obr/min wyznaczonego przy maksymalnej dawce paliwa Rys. 9. Porównanie ciśnienia efektywnego p e [MPa] w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego silnika w zakresie od 1000 do 2200 obr/min wyznaczony przy maksymalnej objętościowej dawce paliwa Analiza wyników badań silnika podczas sporządzania charakterystyki obciążeniowej w stanach ustalonych przy maksymalnej objętościowej dawce paliwa: - większe wskazania momentu obrotowego M oz [Nm] w funkcji obciążenia silnika od 10-100% przy prędkości obrotowej silnika n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min uzyskało paliwo węglowodorowe EKODIESEL ULTRA B (ON) względem paliwa roślinnego EST-LN. Największy moment obrotowy M oz [Nm] występował przy obciążeniu 100% zaś najmniejszy przy 10% zarówno dla prędkości n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min. Bezwzględna różnica Rp pomiędzy badanymi paliwami wynosiła od 2% do 6% (rys.10, rys.11), - większe wskazania mocy efektywnej N ez [kw] w funkcji obciążenia silnika od 10-100% przy prędkości obrotowej silnika n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min uzyskało paliwo węglowodorowe EKODIESEL ULTRA B (ON) względem paliwa roślinnego EST-LN. Największa moc efektywna N ez [kw] występowała przy obciążeniu 100% zaś najmniejsza przy 10% zarówno dla prędkości n= 1400 obr/min 145

i n= 2000 obr/min. Bezwzględna różnica Rp pomiędzy badanymi paliwami wynosiła od 3,3% do 6,3% (rys.12, rys.13), - większe wskazania godzinowego zużycia paliwa G h [kg/h] w funkcji obciążenia silnika od 10-100% przy prędkości obrotowej silnika n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min uzyskało paliwo roślinne EST-LN względem paliwa węglowodorowego EKODIESEL ULTRA B (ON). Największe godzinowego zużycia paliwa G h [kg/h] występowało przy obciążeniu 100% zaś najmniejsze przy 10% zarówno dla prędkości n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min. Bezwzględna różnica Rp pomiędzy badanymi paliwami wynosiła od 4,3% do 14,3% (rys.14, rys.15), - większe wskazania jednostkowego zużycia paliwa g e [g/kwh] w funkcji obciążenia silnika od 10-100% przy prędkości obrotowej silnika n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min uzyskało paliwo roślinne EST-LN względem paliwa węglowodorowego EKODIESEL ULTRA B (ON). Największe jednostkowe zużycie paliwa g e [g/kwh] występowało przy obciążeniu 100% zaś najmniejsze przy 10% zarówno dla prędkości n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min. Bezwzględna różnica Rp pomiędzy badanymi paliwami wynosiła od 4,3% do 12,3% (rys.16, rys.17), - większe wskazania ciśnienia efektywnego p e [MPa] w funkcji obciążenia silnika od 10-100% przy prędkości obrotowej silnika n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min uzyskało paliwo węglowodorowe EKODIESEL ULTRA B (ON) względem paliwa roślinnego EST-LN. Największe ciśnienie efektywne p e [MPa] występowało przy obciążeniu 100% zaś najmniejsze przy 10% zarówno dla prędkości n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min. Bezwzględna różnica Rp pomiędzy badanymi paliwami wynosiła od 3,2% do 5,9% (rys.18, rys.19), - większe wskazania sprawności efektywnej e [%] w funkcji obciążenia silnika od 10-100% przy prędkości obrotowej silnika n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min uzyskało paliwo roślinne EST-LN względem węglowodorowego EKODIESEL ULTRA B (ON). Największa sprawność efektywna e [%] występowała przy obciążeniu 100% zaś najmniejsza przy 10% zarówno dla prędkości n= 1400 obr/min i n= 2000 obr/min. Bezwzględna różnica Rp pomiędzy badanymi paliwami wynosiła od 7,3% do 10,3% (rys.20, rys.21), M oz [Nm] ON EST-LN 400 360 320 280 240 200 160 120 80 40 n= 1400 [obr/min] Rys. 10. Porównanie momentu obrotowego M oz [Nm] w funkcji obciążenia silnika dla n= 1400 obr/min zasilanego badanymi paliwami 146

M oz [Nm] ON EST-LN 400 340 n= 2000 [obr/min] 280 220 160 100 40 Rys. 11. Porównanie momentu obrotowego M oz [Nm] w funkcji obciążenia silnika dla n= 2000 obr/min zasilanego badanymi paliwami ON EST-LN N ez [kw] 60 50 n= 1400 [obr/min] 40 30 20 10 0 Rys. 12. Porównanie mocy efektywnej N ez [kw] w funkcji obciążenia silnika dla n= 1400 obr/min zasilanego badanymi paliwami ON EST-LN N ez [kw] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 n= 2000 [obr/min] Rys. 13. Porównanie mocy efektywnej N e [kw] w funkcji obciążenia silnika dla n= 2000 obr/min zasilanego badanymi paliwami 147

G h [kg/h] ON EST-LN 14 12 10 8 6 4 2 0 n= 1400 [obr/min] Rys. 14. Porównanie godzinowego zużycia paliwa G h [kg/h] w funkcji obciążenia silnika dla n= 1400 obr/min zasilanego badanymi paliwami ON EST-LN G h [kg/h] 24 20 n= 2000 [obr/min] 16 12 8 4 0 Rys. 15. Porównanie godzinowego zużycia paliwa G h [kg/h] w funkcji obciążenia silnika dla n= 2000 obr/min zasilanego badanymi paliwami ON EST-LN g e [g/kwh] 350 n= 1400 [obr/min] 300 250 200 150 Rys. 16. Porównanie jednostkowego zużycia paliwa g e [g/kwh] w funkcji obciążenia silnika dla n= 1400 obr/min zasilanego badanymi paliwami 148

g e [g/kwh] 300 250 ON n= 2000 [obr/min] EST-LN 200 150 Rys. 17. Porównanie jednostkowego zużycia paliwa g e [g/kwh] w funkcji obciążenia silnika dla n= 2000 obr/min zasilanego badanymi paliwami ON EST-LN p e [MPa] 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 n= 1400 [obr/min] Rys. 18. Porównanie ciśnienia efektywnego p e [MPa] w funkcji obciążenia silnika dla n= 1400 obr/min zasilanego badanymi paliwami p e [MPa] 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 ON EST-LN n= 2000 [obr/min] Rys. 19. Porównanie ciśnienia efektywnego p e [MPa] w funkcji obciążenia silnika dla n= 2000 obr/min zasilanego badanymi paliwami 149

Rys. 20. Porównanie sprawności efektywnej e [%] w funkcji obciążenia silnika dla n= 1400 obr/min zasilanego badanymi paliwami Rys. 21. Porównanie sprawności efektywnej e [%] w funkcji obciążenia silnika dla n= 2000 obr/min zasilanego badanymi paliwami 6. Wnioski - badania wykazały wyraźne oddziaływanie właściwości fizykochemicznych paliw na proces wtrysku: gęstości, lepkości i napięcia powierzchniowego na proces spalania: wartość energetyczna, liczba cetanowa, skład frakcyjny oraz większa zawartość tlenu chemicznego w paliwach roślinnych, - badania wykazały zależność, że jeżeli silnik posiada mniejszą moc i jest mniej obciążony to jego ciśnienie efektywne jest mniejsze wraz ze wzrostem obciążenia wzrasta ciśnienie efektywne (rys.18 i rys.19), - na wartość sprawności efektywnej mają wpływ prędkość obrotowa ciśnienie spalania oraz średnie ciśnienie efektywne. - badania wykazały również, że sprawność efektywna zależna jest od wartości opałowej badanych paliw, która ma wpływ na transformację energii cieplnej w paliwie na energię mechaniczną (rys.20 i rys.21). - przy ocenie ekonomicznego aspektu stosowania węglowodorowych i roślinnych paliw ekologicznych oraz ich mieszanin ważną sprawą jest ich zmniejszenie 150

kosztów przy wytwarzaniu i dystrybucji poprzez dotacje państwowe, tak aby ceny tych paliw były zbliżone do paliw węglowodorowych. - celowym jest prowadzenie dalszych badań procesów zachodzących w silnikach spalinowych o ZS zasilanych paliwami posiadającymi różne właściwości fizykochemiczne w celu wyszukiwania paliwa pochodzenia roślinnego o porównywalnych właściwościach fizykochemicznych będącego odpowiednikiem paliwa mineralnego. Zdaniem autorów zaobserwowane i powyżej wymienione różnice parametrów efektywnych i ekonomicznych pracy silnika zasilanego badanymi paliwami są spowodowane kilkoma przyczynami. Po pierwsze większą zawartością tlenu chemicznego w paliwach roślinnych co wiąże się z większymi uśrednionymi ciśnieniami czynnika roboczego w przestrzeni nadtłokowej cylindra. Mniejszą wartością opałową estru EST-LN powodującą spadek wskaźników efektywnych a zwiększenie ekonomicznych jego pracy silnika w stosunku do paliwa węglowodorowego. Pomimo tych różnic wskaźniki efektywne i ekonomiczne pomiędzy stosowanymi paliwami są porównywalne dla całego przebiegu prędkości obrotowych wału korbowego oraz obciążenia silnika. Dlatego ester z lnianki zdaniem autorów mógłby w przyszłości stanowić alternatywę dla oleju napędowego. Literatura [1] Ambrozik A., Ambrozik T., Kurczyński D., Łagowski P.:,,Interpolacja rzeczywistego wykresu indykatorowego silnika o zapłonie samoczynnym za pomocą funkcji sklejanych. Autobusy-Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe; Nr 4/2012. s. 43-51. [2] Ambrozik A., Ambrozik T., Kurczyński D., Łagowski P.,,Ocena sprawności silnika ZS zasilanego biopaliwami. Autobusy-Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe; Nr 4/2012. s. 52-61. [3] Dokumentacja techniczna stanowiska badawczego. Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych. Politechnika Warszawska, Warszawa 2010. [4] Kruczyński S., Orliński P., Orliński S.: Wpływ zastosowania oleju napędowego i estru fame z 20 % dodatkiem etanolu na ekonomiczne i ekologiczne wskaźniki pracy silnika PERKINS-1104C-44, AUTOBUSY, styczeń-luty nr 1-2 2010, ISSN 1509-5878, [5] Kruczyński S., Orliński P., Biernat K.: Olej lniankowy jako biopaliwo do silników o zapłonie samoczynnym, Przemysł Chemiczny 91/1/2012, s.111-113, ISSN 0033-2496. [6] Merkisz J., Pielecha I.: Alternatywne paliwa i układy napędowe pojazdów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Wydanie I, 2004. [7] Orliński P., Wybrane zagadnienia procesu spalania paliw pochodzenia roślinnego w silnikach o zapłonie samoczynnym, Instytut Naukowo Wydawniczy SPATIUM, Radom 2013. [8] Orlińska M., Orliński S.: Ocena stężeń wybranych składników toksycznych spalin z doładowanego silnika rolniczego zasilanego estrem rydzowym. XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Komputerowe Systemy Wspomagania Nauki, Przemysłu i Transportu. Uniwersytet Technologiczno Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego. Wydział Transportu i Elektrotechniki PAN Komitet Transportu. Zakopane 2 5 grudnia 2013 r. 151

[9] Orliński S., Wpływ zasilania silnika rolniczego Perkins 1104C-44 paliwami estrowo-etanolowymi na wybrane parametry procesu wtrysku i spalania w aspekcie ekologicznym, LOGISTYKA 3/12, str. 1761-1768. [10] Orliński S., Orliński P., Wojs A.: The effect of diesel fuel mixture and camelina oil ester on the process of fuel injection in traction engine. Journal of KONES 2013, Vol. 20, Nr 1, s. 255-261. [11] Orliński S., Orliński P., Ocena ekonomicznych i energetycznych wskaźników pracy doładowanego silnika rolniczego zasilanego estrem z lnianki. XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Komputerowe Systemy Wspomagania Nauki, Przemysłu i Transportu. Uniwersytet Technologiczno Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego. Wydział Transportu i Elektrotechniki PAN Komitet Transportu. Zakopane 2 5 grudnia 2013 r. [12] Orliński S., Orliński P.: Ocena efektywnych wskaźników pracy doładowanego silnika rolniczego zasilanego estrem z lnianki. XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Komputerowe Systemy Wspomagania Nauki, Przemysłu i Transportu. Uniwersytet Technologiczno Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego. Wydział Transportu i Elektrotechniki PAN Komitet Transportu. Zakopane 2 5 grudnia 2013 r. [13] Orliński S.: Emisja cząstek stałych PM silnika rolniczego PERKINS-1104C-E44T zasilanego estrem z lnianki. XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Komputerowe Systemy Wspomagania Nauki, Przemysłu i Transportu. Uniwersytet Technologiczno Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego. Wydział Transportu i Elektrotechniki PAN Komitet Transportu. Zakopane 2 5 grudnia 2013 r. [14] Świadectwo jakości badanych paliw, Zakład Produktów Naftowych, WMTiW, Politechnika Radomska, Radom 2011. [15] Wojtkowiak R., Frąckowiak P., Kaczyński P.: Nowa metoda otrzymywania z oleju lnianki siewnej (Camelina sativa L.) estrów metylowych do zasilania tłokowych silników spalinowych z zapłonem samoczynnym (ZS). Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych w Poznaniu. 2010. Streszczenie Artykuł porusza tematykę stosowania paliw alternatywnych, w tym wypadku 100% estru metylowego oleju lniankowego (EST-LN-100%), jako zamiennika dla handlowego oleju napędowego oraz jego wpływ na parametry efektywne pracy silnika. Słowa kluczowe: lnianka, estry, FAME INFLUENCE OF STRAINING THE AGRICULTURAL ENGINE PERKINS OF POWERED BIOFUEL FROM LNIANKI TO EFFECTIVE SIGNS OF HIS WORK Summary The article discusses the subject of the use of alternative fuels, in this case 100% camelina oil methyl ester (EST-LN-100%), as a substitute for commercial diesel and its impact on the effective parameters of the engine. Keywords: camelina oil, ester, FAME 152