Testing the influence of bioethanol admixture in gasoline engine on the anti-knock properties of the fuel created

Abstract

Rynek bioetanolu w UE nieodwołalnie wkroczył w nową erę biopaliw poprzez wdrożenie unijnej dyrektywy biopaliwowej RED III, czyli dyrektywy o odnawialnych źródłach energii. Większość rządów zdecydowała się na wprowadzenie obowiązkowego dodawania biokomponentów do paliw, kontynuując polityczne wsparcie dla odnawialnych źródeł energii. Przykładem może tu być wprowadzenie do sprzedaży w transporcie samochodowym benzyny E10, zawierającej 10% (V/V) bioetanolu. Bioetanol wykorzystywany jako paliwo do silników benzynowych może być stosowany poprzez bezpośrednie zmieszanie z benzyną lub przerobiony na eter etylowo-tert-butylowy (ETBE). Pierwsze rozwiązanie, bezpośrednie dodanie do benzyny pod postacią bezwodnego etanolu o 99-proc. zawartości czystego alkoholu, jest proste do zastosowania, gdyż silniki spalinowe ZI mogą działać bez potrzeby ich modyfikacji przy zawartości w paliwie do 10% (V/V) etanolu – większe domieszki wymagają przystosowania silnika. Natomiast ETBE powstający przez syntezę bioetanolu (49%) i izobutylenu (51%) miesza się z benzyną silnikową w ilości do 15% (V/V). W artykule przedstawiono wpływ bazowych benzyn silnikowych zawierających bioetanol na parametry eksploatacyjne utworzonego biopaliwa. Procentową zawartość bioetanolu w benzynie silnikowej ustalono w granicach 15–25% (V/V). Przed rozpoczęciem badań silnikowych wykonano kontrolę parametrów jakościowych bioetanolu zastosowanego do badań liczby oktanowej na zgodność z wymaganiami normy PN-EN 15376:2014-11, poprzez analizę fizykochemiczną przeprowadzoną w INiG – PIB. Wykonano oznaczenia liczb oktanowych badawczej (LOB) i motorowej (LOM) próbek benzyn silnikowych zawierających bioetanol w zakresie 15–25% (V/V) i porównawczo oznaczono próbkę o zawartości bioetanolu na poziomie 10% (V/V), czyli maksymalnym dopuszczalnym przez normę PN-EN 228+A1:2017-06. Następnie na podstawie wyników oznaczeń liczb oktanowych próbek benzyn silnikowych z zawartością 15%, 20% i 25% (V/V) bioetanolu, podjęto odpowiednie działania w zakresie wyposażenia i pracy stanowisk silnikowych CFR Dresser Waukesha (USA) służącego do oznaczania liczby oktanowej. W zależności od zawartości bioetanolu w benzynie bazowej zgodnej z wymaganiami normy PN-EN 228+A1:2017-06 zweryfikowano zakres powtarzalności oznaczanych liczb oktanowych według najnowszych wydań norm PN-EN ISO 5164:2014-08 (LOB) i PN-EN ISO 5163:2014-08 (LOM) oraz określenie źródła niepewności wynikającego z precyzji wyznaczonej liczby oktanowej i parametrów pracy silników badawczych CFR.