Fortschritte im Automobilbau
Offener Zugang

Abstrakt

Alkohol (Ethanol und Diethylethylether)-Diesel-Mischkraftstoffe für Dieselmotorenanwendungen – eine praktikable Lösung

Banapurmath NR, Khandal SV, RanganathaSwamy L und Chandrashekar TK

Das Ziel, die Verbrennung zu verbessern, die Schadstoffe zu verringern und die Leistung von Dieselmotoren zu steigern, hat die Forschung an Dieselmotoren intensiviert. Ziel dieser Studie war, die Verbrennungs-, Leistungs- und Emissionseigenschaften von Dieselmotoren bei Verwendung von sauerstoffangereicherten Kraftstoffen (Mischungsmitteln) zu untersuchen. Vor diesem Hintergrund wurden experimentelle Untersuchungen an einem wassergekühlten Einzylinder-Viertakt-Dieselmotor mit Direkteinspritzung durchgeführt, bei dem Kraftstoffgemische aus Ethanol und Diethylether in unterschiedlichen Volumenverhältnissen mit Dieselkraftstoff verwendet wurden. Die experimentellen Untersuchungen wurden mit vier verschiedenen Mischungen aus Ethanol (E0 - Reindiesel, E5, E10, E15 und E20) und Diethylether (DEE0 - Reindiesel, DEE5, DEE10, DEE15 und DEE20) durchgeführt, um die Auswirkungen der Verwendung von Ethanol- und Diethylether-Diesel-Mischungen auf Leistung, Verbrennung und Emissionen von Dieselmotoren zu beurteilen. Außerdem wurden der Ethanol-Diesel-Mischung 2 % Ethylacetat hinzugefügt, um die Homogenität zu wahren und die Grenzflächenspannung zwischen zwei Flüssigkeiten zu verhindern. Bei gleicher Nenndrehzahl und gleichem Verdichtungsverhältnis wurden verschiedene Kraftstoffmischungen sowie reiner Dieselkraftstoff, verschiedene Motorparameter wie thermischer Bremswirkungsgrad und Kraftstoffverbrauch, Verbrennungsparameter wie Zylinderspitzendruck und Abgasemissionen wie Rauchtrübung, Kohlenwasserstoffe, CO und NOx gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass der thermische Bremswirkungsgrad mit steigendem Ethanol- und DEE-Gehalt in den Kraftstoffmischungen unter allgemeinen Betriebsbedingungen zunimmt. Bei höheren Lasten wurden für Mischungen aus Ethanol und DEE bei hoher Last geringere CO-Emissionen beobachtet. Die HC-Emissionen stiegen bei allen Mischungen aus Ethanol und DEE im Vergleich zu Dieselkraftstoff aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauchs und der hohen latenten Verdampfungswärme, die die Zylindertemperaturen senkt und bei niedrigerer Last die Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe verursacht. Die NOx-Emissionen waren bei Mischungen aus Ethanol und DEE im Vergleich zu Dieselkraftstoff bei niedrigerer Last leicht reduziert. Darüber hinaus führen der niedrigere Heizwert und die hohe latente Verdampfungswärme von Ethanol und DEE zu einer niedrigeren Flammentemperatur und geringeren NOx-Emissionen. Die NOx-Emissionen sind bei höheren Motorlasten im Vergleich zu Diesel nahezu identisch. Ethanol und DEE zeigten im Vergleich zum Betrieb mit Dieselkraftstoff die geringsten Rauchemissionen bei hoher Motorlast.