Uniwersytet Techniczny w Wiedniu - Bioetanol w silniku wysokoprężnym – wkład do zrównoważonego rozwoju

W tym celu opracowany został specjalny proces zasilania o nazwie „dual-fuel”, który po raz pierwszy umożliwia w silnikach wysokoprężnych stosowanie dużego udziału bioetanolu. Wykonane pomiary pokazują, że nowe rozwiązanie zwiększa osiągi silnika przy jednoczesnej możliwości zredukowania całkowitej emisji CO2 - maksymalnie do 39%.

Mniej paliw kopalnych to więcej natury

Oprócz rozwoju konstrukcji nowych i bardziej efektywnych silników spalinowych, w ramach starań o ograniczenie emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych emitowanych w sektorze transportu, znaczącą rolę zyskało również paliwo. Na Uniwersytecie Technicznym w Wiedniu przetestowano zastosowanie bioetanolu jako dodatkowego paliwa do zasilania silników wysokoprężnych. – W niektórych krajach już od dawna standardem jest dodawanie większych ilości etanolu do benzyny. W silnikach wysokoprężnych było to jednak dotychczas możliwe tylko w minimalnym stopniu – mówi prof. Bernhard Geringer z Instytutu Pojazdów i Inżynierii Samochodowej Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu.
Gdyby zmieszano bioetanol z olejem napędowym bezpośrednio w zbiorniku pojazdu, to doszłoby do problemów podczas uruchamiania silnika. Prof. Bernhard Geringer wraz z zespołem opracowali specjalny sposób współspalania dwóch rodzajów paliw – oleju napędowego i etanolu jednocześnie. – Silnik uruchamiany jest tradycyjnie, jak zwykły silnik wysokoprężny poprzez bezpośrednie wtryskiwanie dawek oleju napędowego – informuje prof. Berhard Geringer. – W naszym rozwiązaniu, do powietrza dolotowego przed silnikiem, dodawany jest dodatkowo bioetanol. Paliwo alkoholowe jest wtedy zapalane przez samozapłon w silniku wysokoprężnym. Można powiedzieć, że w pewnym stopniu silnik wysokoprężny jest świecą zapłonową dla bioetanolu.
W przeprowadzonych badaniach olej napędowy był sukcesywnie zastępowany bioetanolem. Udział bioetanolu był stopniowo zwiększany i okazało się, że do 70% oleju napędowego może być zastąpione bioetanolem. – Stwierdzono również, że takie rozwiązanie ma pozytywny wpływ na osiągi silnika. Odnotowano zwiększenie jego sprawności do 6,1% i dzięki temu poprawia się też bilans środowiskowy silnika – mówi Aleksandar Damyanov, Uniwersytet Techniczny w Wiedniu.

Mniej CO2, mniej sadzy, mniej cząstek stałych

Dodatkowo trzeba też wziąć pod uwagę, że bioetanol ma bardzo dobry bilans CO2, ponieważ jest produkowany z surowców odnawialnych. Gdy się to wszystko uwzględni, dochodzi się do całkowitej redukcji emisji CO2 do 39%.
W hamowni Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu testowano różne warianty pracy silnika. Analizowano tryby od niskiego do wysokiego obciążenia w zakresie prędkości obrotowej od 1500 do 3000 obr./min. We wszystkich przypadkach stwierdzono znaczną redukcję masy sadzy i liczby cząstek stałych (tabela 1).
– Nasze wyniki pokazują wyraźnie, że bioetanol może być skutecznym paliwem zastępczym w dwupaliwowym silniku wysokoprężnym i że ta koncepcja przynosi znaczące korzyści dla środowiska – mówi prof. Bernhard Geringer. – W wielu dziedzinach nie można zrezygnować z silników wysokoprężnych w ujęciu średnioterminowym, jak i długoterminowym. Pomyślmy chociażby o samochodowym transporcie ciężarowym lub ciągnikach rolniczych, gdzie mobilność elektryczna ma swoje granice. Dzięki naszemu pomysłowi dwupaliwowego silnika można przyczynić się do zrównoważonego rozwoju i zmniejszyć emisję zanieczyszczeń.