Προσαρμογή κινητήρα σε καύσιμο αιθανόλης (Flex fuel)

Προσαρμογή κινητήρα σε καύσιμο αιθανόλης (Flex fuel)

Χαρακτηριστικά Καυσίμου

Η αιθανόλη είναι α καύσιμο που προέρχεται από την απόσταξη και τη ζύμωση αμυλούχων καλλιεργειών όπως το καλαμπόκι. Στη Γαλλία, το καύσιμο αιθανόλης πωλείται ως Ε85 . Είναι ένα μείγμα αιθανόλης/βενζίνης (αναλογία όγκου: 85% αιθανόλη έως 15% βενζίνη ). Χρησιμοποιείται ευρέως στη Σουηδία, τη Βραζιλία και τις ΗΠΑ, όπου χρησιμοποιείται ως Ε100 , καύσιμο με βάση 100% αιθανόλη . Τα χαρακτηριστικά του τελευταίου παρατίθενται παρακάτω:

Αιθανόλη Ε100 Βενζίνη
Πυκνότητα (g/cm3)0,790,75
Χαμηλότερη τιμή θέρμανσης LHV (MJ/kg)26,9042,50
Τάση ατμού Reid1660
Στοιχειομετρική αναλογία αέρα/καυσίμου914.5
Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης (kJ/kg)845420
Δείκτης οκτανίου RON11095

Προσαρμογή κινητήρα σε αιθανόλη

Ο βαθμός οκτανίου της αιθανόλης είναι υψηλότερος από τη συμβατική βενζίνη, πράγμα που σημαίνει ότι με την ίδια αναλογία συμπίεσης, το μείγμα E100/αέρας είναι πιο σταθερό από το μείγμα καυσίμου/αέρα. Αυτό επιτρέπει την αύξηση της σχέσης συμπίεσης για καλύτερη απόδοση του κινητήρα.

ο η καύση αιθανόλης προκαλεί αυξημένες εσωτερικές καταπονήσεις του κινητήρα . ΕΙΔΙΚΑ, η πίεση στον κύλινδρο είναι 20% μεγαλύτερη όταν λειτουργεί με αιθανόλη , όσον αφορά τη λειτουργία βενζίνης. Τα οχήματα ευέλικτου καυσίμου που κυκλοφορούν σήμερα λαμβάνουν υπόψη αυτόν τον περιορισμό και για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία των μηχανικών εξαρτημάτων, γίνονται αρκετές τροποποιήσεις για την ενίσχυση του εμβόλου, της μπιέλας, του στροφαλοφόρου άξονα, ακόμη και των εδρών και των βαλβίδων των βαλβίδων.



Αιθανόλη Ε100 Βενζίνη
Χαμηλότερη τιμή θέρμανσης LHV (MJ/l)21.231.8

Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του E100, ο λόγος ενέργειας (LHV) αιθανόλης/βενζίνης είναι 0,66. Κατά την καύση αιθανόλης, η διάρκεια της έγχυσης θα πρέπει να αυξάνεται (για να αυξηθεί ο όγκος του καυσίμου που ψεκάζεται) για να παρέχει την ίδια ποσότητα ενέργειας. Αυτό περιλαμβάνει αλλαγές στο κύκλωμα εισαγωγής καυσίμου και στα μπεκ ψεκασμού καυσίμου για μεγαλύτερη ροή καυσίμου.

Βαθμονόμηση κινητήρα με καύσιμο αιθανόλης

Αιθανόλη Ε100 Βενζίνη
Θερμότητα λανθάνουσας εξάτμισης (kJ/kg)845420
Δείκτης οκτανίου RON11095

Το RON χαρακτηρίζει την καθυστέρηση ανάφλεξης του καυσίμου. Είναι υψηλότερη για την αιθανόλη. Όσο υψηλότερος είναι ο δείκτης οκτανίων, τόσο μεγαλύτερη είναι η καθυστέρηση ανάφλεξης που σημαίνει ότι το καύσιμο αιθανόλης είναι πιο ανθεκτικό στην έκρηξη.

Η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης της αιθανόλης απαιτεί υψηλότερη προώθηση σπινθήρα για λειτουργία σε υψηλά φορτία (το φορτίο είναι η αναλογία της εργασίας που εκτελείται από έναν κινητήρα σε μια ορισμένη ταχύτητα προς τη μέγιστη δυνατή εργασία σε αυτήν την ταχύτητα). Ωστόσο, σε ζεστές συνθήκες, ξεπερνά τα προβλήματα κρούσης στον κινητήρα (τοπική φλεγμονή και καταστροφικό μείγμα) καθώς η θερμοκρασία καύσης είναι χαμηλότερη.

Σύγκριση εκ των προτέρων Spark Λόγω της αύξησης της εσωτερικής πίεσης, οι αποδόσεις με αιθανόλη είναι επίσης αυξημένες. Ροπή έναντι στροφών κινητήρα για κινητήρες αιθανόλης και βενζίνης

Ωστόσο, οι κινητήρες που λειτουργούν με E100 δυσκολεύονται να ξεκινήσουν για θερμοκρασίες περιβάλλοντος από -15°C. Επομένως, η χρήση αιθανόλης απαιτεί σύστημα θέρμανσης καυσίμου.

Εικόνα καυσίμου αιθανόλης

Αν η βιοαιθανόλη περιγράφεται ως επαναστατικό καύσιμο και «καθαρό», ορισμένοι πιστεύουν ότι δεν είναι η καλύτερη εναλλακτική από οικολογική άποψη. Θεωρητικά, το CO2 που απελευθερώνεται κατά την καύση συλλέγεται από τα φυτά που θα χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή αιθανόλης. Αυτό το καύσιμο μπορεί επίσης να απαλλαγεί από κάποια ενεργειακή εξάρτηση έναντι των πετρελαιοπαραγωγών χωρών. Η αιθανόλη επιτρέπει επίσης την ανάπτυξη γεωργικής γης και τη δημιουργία νέων ευκαιριών για τους χειριστές της.

Στην πράξη, η οικολογική του πτυχή αμφισβητείται πολύ κυρίως επειδή η παραγωγή αιθανόλης συνέβαλε στην άνοδο των τιμών των τροφίμων λόγω της χρήσης των πόρων τροφίμων για τη βιομηχανία μεταφορών. Ωστόσο, δεν γνωρίζουμε σε ποιο επίπεδο μπορούν να αποδοθούν στα βιοκαύσιμα τέτοιες αυξήσεις.

Άποψη Romain Nicolas:

Με τη λειτουργία με αιθανόλη, ένας κινητήρας εκπέμπει λιγότερο CO2 παρά την υψηλότερη κατανάλωση καυσίμου . Με περιορισμούς όσον αφορά το CO2 που φτάνει στην Ευρώπη, τις ΗΠΑ και την Ιαπωνία, οι κινητήρες Flex-fuel θα μπορούσαν να προσφέρονται όλο και περισσότερο από τους κατασκευαστές παρά τη διαμάχη σχετικά με την προέλευση των βιοκαυσίμων. Πιστεύω ότι αυτή είναι μια βραχυπρόθεσμη λύση αλλά λιγότερο δαπανηρή για τους κατασκευαστές από τα υβριδικά. Πιστεύετε ότι με την άφιξη του Βιοκαύσιμα 3ης γενιάς , ο όγκος των κινητήρων καυσίμου Flex στην αγορά θα απογειωθεί επιτέλους;