Pure plant oils as fuel/ar
التبني
وبسبب المخاوف البيئية والأمنية المرتبطة بالوقود إلى جانب ارتفاع أسعار وقود الديزل، فقد زاد استخدام زيت بذور اللفت بشكل كبير في السنوات الأخيرة. وقد أدت الأنظمة الضريبية الداعمة وتكاليف الإنتاج المنخفضة إلى النمو السريع لسوق وقود زيت بذور اللفت في بعض الدول الأوروبية، وخاصة ألمانيا.
صفات
خصائص الزيت
يمكن أن تختلف خصائص الزيوت النباتية بشكل كبير. ستتأثر خصائص الزيوت بـ
- نوع النبات
- حقيقة النبات
- طريقة استخلاص الزيت
- عمليات التكرير التي تتم على النفط
- تخزين ومعالجة النفط
هناك عدد من الخصائص التي تتمتع بها الزيوت النباتية والتي لها تأثيرات كبيرة على استخدامها في المحركات.
- يؤثر التوتر السطحي للزيت على سلوكه عند الحقن. صفحة التوتر السطحي على ويكيبيديا
- تؤثر لزوجة الزيت على تدفقه عبر نظام الوقود وكيفية رش الزيت من الحاقن.
- تؤثر خصائص الزيت على التفاعل مع المواد الأخرى - راجع توافق المواد
معايير الوقود
من أجل توفير وقود بخصائص مناسبة للاستخدام في محرك ديزل وبتباين محدود، بدأ العمل في تسعينيات القرن العشرين في ألمانيا لتحديد معيار وقود لوقود زيت بذور اللفت. وقد توج هذا العمل بإنشاء معيار DIN لوقود زيت بذور اللفت
| DIN 51 605 - معيار الوقود الألماني لزيت بذور اللفت | |||
| المعلمة | طريقة | مواصفة | وحدة |
| الكثافة (15 درجة مئوية) | DIN EN ISO 121185 | 900-930 | كجم/م3 |
| نقطة الوميض | DIN EN ISO 2719 | الحد الأدنى 220 | درجة مئوية |
| اللزوجة (40 درجة مئوية) | DIN EN ISO 3104 | الحد الأقصى 36 | مم2/ثانية |
| القيمة الحرارية، أقل | دين 51 900-2 | الحد الأدنى 36000 | كيلوجول/كجم |
| رقم السيتان | الملكية الفكرية 498 | الحد الأدنى 39 | - |
| بقايا الكربون | DIN EN ISO 10370 | الحد الأقصى 0.40 | ٪(مم) |
| قيمة اليود | دين إي إن 14111 | 95-125 | جرام من اليود/100 جرام |
| محتوى الكبريت | DIN EN ISO 20884 | الحد الأقصى 10 | ملجم/كجم |
| خصائص المتغير | |||
| إجمالي الملوثات | دين إي إن 12662 | الحد الأقصى 24 | ملجم/كجم |
| قيمة الحمض | دين إي إن 14104 | الحد الأقصى 2 | ملجم KOH/جم |
| استقرار الأكسدة 110 درجة مئوية | دين إي إن 14112 | الحد الأدنى 6 | ح |
| محتوى الفوسفور | دين إي إن 14107 | الحد الأقصى 12 | ملجم/كجم |
| القلوي الأرضي (Ca+Mg) | E DIN EN 14538 | الحد الأقصى 20 | ملجم/كجم |
| محتوى الرماد | DIN EN ISO 6245 | الحد الأقصى 0.01 | ٪(مم) |
| محتوى الماء | DIN EN ISO 12937 | الحد الأقصى 750 | ملجم/كجم |
بحث مصاحب لتوحيد معايير زيت بذور اللفت كوقود للزيوت النباتية المناسبة لمحركات الديزل في المركبات ومحطات الطاقة والحرارة المشتركة - وثيقة ألمانية تدرس العمل نحو وضع معيار للوقود.
إنتاج النفط
يتم استخراج الزيوت النباتية عادة من النباتات التي تحمل الزيت عن طريق سحق أو عصر المكسرات والبذور الغنية بالزيت.
- الاستخلاص بالمذيبات - على نطاق تجاري كبير، يتم سحق البذور الزيتية ثم خلطها بمذيب لإزالة أكبر قدر ممكن من الزيت من المادة الصلبة. ثم يتم استعادة المذيب تاركًا الزيت وكعكة البذور.
- الضغط البارد - على نطاق أصغر، يتم استخراج الزيت ببساطة عن طريق الضغط على البذور. لا تكون إنتاجية الزيت عالية كما هو الحال مع الاستخلاص بالمذيبات. العملية أبسط وأكثر ملاءمة للإنتاج اللامركزي .
زيوت الطبخ المستعملة
في كثير من الأحيان يتم تنظيف الزيوت والدهون المستخدمة في الطهي واستخدامها كوقود لمحركات الديزل.
PPO في محركات الاشتعال بالضغط (الديزل)
تعديلات المحرك
غالبًا ما يكون من الضروري تعديل المحرك للسماح له بالعمل بشكل موثوق باستخدام الزيوت النباتية. يتم تصنيف مثل هذه التعديلات عادةً في فئتين -
حقن الوقود
تتمتع الزيوت النباتية بعدد من الخصائص التي تؤثر على أدائها في معدات حقن الوقود. حيث يعطي معامل المرونة الخاص بها أداءً مختلفًا عند تعرضها لضغط مضخة الحقن. كما تؤثر اللزوجة والتوتر السطحي على تكوين الرش.
ضغط الحقن
لقد ثبت أن زيادة ضغط الحقن تعمل على تحسين أداء حاقنات الوقود المتدهورة عند رش الزيت النباتي. وهذا ليس مهمًا في محركات الحقن غير المباشر حيث يتم ذر الوقود بشكل أكبر في غرفة ما قبل الحقن قبل سحبه إلى أسطوانة المحرك.
أوراق بحثية تبحث في تأثيرات ضغط الحقن بالزيوت النباتية-
خصائص حقن الوقود في نظام حقن الوقود المباشر باستخدام الوقود البديل
دراسة حول زيت بذور اللفت كوقود بديل لمحرك ديزل أحادي الأسطوانة
تأثير درجة حرارة الوقود والضغط المحيط على رذاذ زيت بذور اللفت للسكك الحديدية المشتركة
التطبيقات الثابتة للوقود الحيوي السائل
تأثير الوقود البديل GTL وRME وROR على الاحتراق والانبعاثات في محرك الديزل HD الحديث
قياسات دوبلر الطور لرذاذ زيت بذور اللفت الكثيف
تحليل معاملات الرش للوقود ذو اللزوجة المختلفة الذي يتم رشه بواسطة حاقنات إبرة دوارة متأرجحة ونموذجية
دراسة حول ضوضاء مخاليط زيت بذور اللفت في محرك ديزل أحادي الأسطوانة
التحليل العاملي لأداء محرك الديزل باستخدام أنواع مختلفة من الوقود الحيوي
دراسة حول زيت بذرة القطن كبديل جزئي لزيت الديزل في وقود محرك الديزل أحادي الأسطوانة
ضغط فتح الحاقن
عند الاقتضاء، يؤدي زيادة ضغط فتح الحاقن إلى توفير ضغط حقن أعلى عند فتح الحاقن وضغط حقن أعلى عند الذروة. سيصبح توقيت الحقن أكثر تأخرًا بسبب الوقت الإضافي المطلوب للمضخة للوصول إلى ضغط الفتح الأعلى. من المحتمل أيضًا أن يتأثر معدل الحقن ومدته وكمية الوقود المحقون.
تستخدم بعض المحركات الحديثة مثل محرك مجموعة فولكس فاجن Tdi المزود بمضخة حقن VP 37 ومحرك BMW M51 حاقنات ذات مرحلتين مع ضغوط فتح محددة لكل مرحلة، حاقن تجريبي وحاقن رئيسي ومستشعر رفع الإبرة الذي يراقب توقيت بدء الحقن حتى تتمكن وحدة التحكم الإلكترونية من الحفاظ على بدء الحقن الصحيح. هناك حاجة إلى معدات خاصة لضبط ضغط فتح المرحلة الرئيسية وهناك عدد محدود من المتخصصين في الحقن القادرين على إكمال هذا العمل. سيؤدي تعديل ضغط فتح الحاقن التجريبي فقط إلى تقدم حدث الحقن الرئيسي فعليًا بسبب تصحيح وحدة التحكم الإلكترونية.
الاحتراق
إن حالة رذاذ الوقود وتوقيت عملية الحقن يحدثان فرقًا كبيرًا في جودة الاحتراق. إن التأكد من أن معدات الحقن في حالة جيدة يكتسب أهمية متزايدة بسبب تدهور الرذاذ الناتج عن الوقود ذي اللزوجة العالية والتوتر السطحي. كما يعمل تسخين الوقود على تحسين جودة رذاذ الوقود عن طريق تقليل اللزوجة والتوتر السطحي.
تحترق الزيوت النباتية ووقود الديزل بمعدلات مختلفة. وقد فحصت عدد من الدراسات ضغوط الأسطوانات ومعدلات الاحتراق عند التزود بالوقود بالزيوت النباتية وكيف يؤثر تعديل توقيت توصيل وقود محرك الديزل على تشغيل المحركات.
دراسة حول زيت جوز الهند
تجربة استخدام شمعات التوهج كمستشعرات لدرجة حرارة غرفة الاحتراق
تجارب ودراسات باستخدام زيت بذور اللفت
دراسة تبحث في تأثيرات التغييرات في توقيت الحقن بزيت بذور اللفت
دراسة تبحث في التغيرات في توقيت الحقن بزيت الطهي المستعمل
رابي، إي إل إم (2006): زيت الجاتروفا في محركات الاشتعال بالضغط - دراسة تبحث في توقيت الحقن وضغط الأسطوانة
نارايانا ريدي، جيه؛ راميش، أ. (2005): دراسات بارامترية لتحسين أداء محرك الاشتعال بالضغط الذي يعمل بزيت الجاتروفا -ملخص - تدرس الدراسة ضغط الحقن وضغط فتح الحاقن والتوقيت عند التزود بالوقود بزيت الجاتروفا
نوافور، أومي (2002): تأثير ارتفاع درجة حرارة مدخل الوقود على أداء محرك الديزل الذي يعمل على زيت نباتي نقي في ظروف سرعة ثابتة - ملخص
Czerwinski1، Jan؛ Zimmerli1، Yan؛ Neubert1، Tobias؛ Heitzer، Armin؛ و Kasper، Markus : تأثيرات الوقود البديل GTL و RME و ROR على الاحتراق والانبعاثات لمحرك الديزل HD الحديث - ملخص
الاحتراق بعد التشغيل البارد
لن تحرق المحركات الوقود بكفاءة حتى يتم امتصاص الكتلة بأكملها بالحرارة، وهو ما قد يستغرق بعض الوقت (20 دقيقة أو أكثر). يمكن تغيير استراتيجيات التشغيل أو إضافة أجهزة لتحسين الاحتراق خلال هذه الفترة:
- شمعات توهج غرفة الاحتراق التي يتم الاحتفاظ بها نشطة بعد بدء التشغيل البارد
- سخانات الهواء الداخل
- وحدات تقدم التوقيت للتشغيل البارد مثل وحدات KSB المجهزة بمضخات الحقن VE من Bosch
- زيادة سرعة المحرك البارد
- تسخين كتلة المحرك / سائل التبريد مسبقًا
- استخدام فرامل العادم
الاحتراق خلال فترات انخفاض حمل المحرك
عرض روستوك
نظرًا لاختلاف تركيبها الكيميائي، تتصرف الزيوت النباتية بشكل مختلف عن وقود الديزل التقليدي في محرك الديزل. يُظهر عرض جامعة روستوك - بذور اللفت كوقود زراعي نتائج من اختبارات زيت بذور اللفت ووقود الديزل التي أجريت كجزء من مشروع أسطول الجرارات
- الصفحة 5 - معايير الوقود للديزل والديزل الحيوي وزيت بذور اللفت.
- الصفحة 6 - التوتر السطحي للديزل وإستر ميثيل بذور اللفت وزيت بذور اللفت عند درجات حرارة مختلفة.
- صفحة 7 - ضغط الحقن وحجم الديزل وزيت بذور اللفت عند 90 درجة مئوية وسرعات مختلفة لمضخة الحاقن.
- الصفحة 8 - الفرق النسبي في قطر قطرة رذاذ الوقود على مسافات مختلفة من فوهة الحاقن.
- صفحة 9 - بداية الحقن عند أحمال مختلفة للمحرك - بالنسبة لزيت بذور اللفت تكون بداية الحقن متقدمة بدرجة واحدة.
- صفحة 10 - معدل احتراق الديزل وزيت بذور اللفت وزيت بذور اللفت المعدل عند درجات مختلفة من دوران العمود المرفقي - يصل معدل احتراق زيت بذور اللفت إلى ذروته بعد 9 درجات من دوران العمود المرفقي من الديزل.
