Paliwa alkoholowe dla transportu Alcohol fuels for transport – uwarunkowania, badania i rozwój – background, research and development Alcohol fuels for transport – background, research and development Praca zbiorowa pod redakcją Stanisława Oleksiaka Paliwa alkoholowe dla transportu – uwarunkowania, badania i rozwój Alcohol fuels for transport – background, research and development Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy 2015 Redakcja naukowa: Maria Ciechanowska Wiesława Urzędowska Jacek Jaworski Jan Lubaś Piotr Such Praca zbiorowa pod redakcją dr. inż. Stanisława Oleksiaka DOI: 10.18668/PN2015.204 Niniejsza monografia związana jest z projektem realizowanym w INiG – PIB i finansowa- nym ze środków funduszy norweskich, w ramach programu Polsko-Norweska Współpraca Badawcza realizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Wydawca: Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 31-503 Kraków Redaktor wydania: Agnieszka J. Kozak Korekta językowa: Katarzyna Wróbel, Brian Scott Skład i łamanie, DTP, projekt okładki: Paweł Noszkiewicz Druk i oprawa: Drukarnia K&K reklama i poligrafia ul. Ostatnia 22 31-444 Kraków Nakład: 135 egz. Copyright © 2015 INiG – PIB Kraków, ul. Lubicz 25A, Poland ISSN 2353-2718 Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być, bez uprzedniej pisemnej zgody wydawcy, gromadzona w systemach zbierania informacji, transmitowana lub reprodukowana, włączając w to fotokopie, fotografie, zapis magnetyczny lub inny. Prenumeratę i wysyłkę prac naukowo-badawczych oraz materiałów informacyjnych prowadzi redakcja. Alcohol fuels for transport – background, research and development Spis treści Wstęp ...........................................................................................................................................................................................................................10 Streszczenie, Abstract................................................................................................................................................................................ 12 Kierunki rozwoju paliw etanolowych Development trends of ethanol fuels Martynika Pałuchowska......................................................................................................................................................................................................13 An Overview of the Usage of Ethanol as a Fuel for Spark Ignition Engines Przegląd zastosowania etanolu jako paliwa do silników o zapłonie iskrowym Piotr Bielaczyc, Bartosz Hejny, Joseph Woodburn ................................................................................................................................... 32 Environmental impacts connected with the use of ethanol-gasoline blends Oddziaływania na środowisko związane ze stosowaniem mieszanek etanol-benzyna Otto Andersen, Sergio Manzetti, Christine Hung, Jan Czerwinski, Zbigniew Stępień, Stanisław Oleksiak, Anders Andrae .......................................................................................................................54 Zagrożenia eksploatacyjne stwarzane przez paliwa etanolowe dla silników o zapłonie iskrowym Operational threats for positive ignition engines caused by ethanol fuels Zbigniew Stępień ...................................................................................................................................................................................................................... 68 6 Spis treści Ocena właściwości detergentowych mieszanek benzyny z wysoką zawartością etanolu w zależności od zastosowanych formulacji pakietów dodatków Evaluation of detergent properties of high ethanol- gasoline blends depending on applied formulations of additive packages Grażyna Żak, Zbigniew Stępień, Leszek Ziemiański, Jarosław Markowski, Wojciech Krasodomski, Michał Wojtasik, Celina Bujas ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������95 Non-Legislated Emissions of SI Passenger Car with Ethanol Blend Fuels E10 & E85 Nieregulowne emisje silników samochodów osobowych o zapłonie iskrowym zasilanych mieszankami paliw E10 i E85 Jan Czerwinski, Pierre Comte, Zbigniew Stępień, Stanisław Oleksiak, Andreas Mayer, Norbert Heeb ............................................................................................................................. 108 Exhaust Emissions from Light Duty Vehicles Running on Petrol Ethanol Blends Measured under Laboratory Conditions Emisja silników samochodów dostawczych zasilanych mieszankami benzyna–alkohol mierzona w warunkach laboratoryjnych Piotr Bielaczyc, Joseph Woodburn, Andrzej Szczotka �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������124 Effect of alcohol blending on real driving emissions of particulate matter from ordinary gasoline automobile engines: A comparison of ethanol, n-butanol and isobutanol Wpływ mieszanek alkoholowych na rzeczywistą emisję cząstek stałych zwykłych benzynowych silników samochodowych: porównanie etanolu, n-butanolu i izobutanolu Michal Vojtíšek-Lom, Vít Beránek, Vojtěch Klír, Martin Pechout, Martin Mazač, Luboš Dittrich .................................................................................................................................................................................. 140 Influence of ethanol on genotoxic emissions of a GDI vehicle Wpływ etanolu na genotoksyczną emisję pojazdu z silnikiem GDI Maria Muñoz, Norbert Heeb, Pierre Comte, Jan Czerwinski, Regula Haag, Cornelia Seiler, Peter Schmid, Peter Honegger, Kerstin Zeyer, Joachim Mohn ........................................................ 158 7 Alcohol fuels for transport – background, research and development Valorization of n-butanol as gasoline replacement in a DISI engine and the effect of injection phasing Waloryzacja alkoholu butylowego jako zamiennika benzyny w silniku o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem oraz efekt zmian faz wtrysku na emisję spalin Simona Silvia Merola, Adrian Irimescu, Gerardo Valentino, Ramón Fernando Colmenares-Quintero, Yuhan Arley Lenis Rodas ����������������������������������������������������������������������������������169 Blends of ethanol, n-butanol and isobutanol with 5% oxygen in ordinary engines: Effects on exhaust emissions over the Artemis cycle Mieszanki etanolu, n-butanolu i izobutanolu z 5% zawartością tlenu w zwykłych silnikach: wpływ na emisję w cyklu Artemis Vít Beránek, Michal Vojtíšek-Lom, Jitka Štolcpartová, Pavel Mikuška, Kamil Křůmal ....................................186 Spray Combustion Investigation through Optical Techniques in a Prototype Compression Ignition Engine fuelled with n-Butanol-Diesel Blends Optyczne techniki badania spalania rozpylonej strugi paliwa w prototypowym silniku z ZS zasilanym mieszankami oleju napędowego z n-butanolem Luca Marchitto, Simona Silvia Merola, Cinzia Tornatore, Gerardo Valentino ..........................................................199 Utilization of Renewable Alcohol in an Internal Combustion Engine with Thermo-Chemical Recuperation of the Exhaust Gas Energy Wykorzystanie odnawialnego alkoholu w silniku spalinowym z termochemiczną rekuperacją energii gazów spalinowych Rafael Fleischman, Leonid Tartakovsky ..........................................................................................................................................................216 Paliwa etanolowe dla transportu – zagadnienia normalizacyjne Ethanol fuels for the transport – standardization issues Zofia Błaszkiewicz �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������233 8 Indeks autorów Indeks autorów Andersen, Otto ��������������������������������������������������������������������������� 54 Mayer, Andreas ....................................................................... 108 Andrae, Anders .......................................................................... 54 Mazač, Martin .......................................................................... 140 Beránek, Vít .....................................................................140, 186 Merola, Simona Silvia .........................................169, 199 Bielaczyc, Piotr ............................................................... 32, 124 Mikuška, Pavel ..........................................................................186 Błaszkiewicz, Zofia ..............................................................233 Mohn, Joachim......................................................................... 158 Bujas, Celina .................................................................................. 95 Muñoz, Maria ............................................................................ 158 Colmenares-Quintero, Ramón Fernando.. 169 Oleksiak, Stanisław ....................................................54, 108 Comte, Pierre .................................................................108, 158 Pałuchowska, Martynika ..................................................13 Czerwinski, Jan ..................................................54, 108, 158 Pechout, Martin ..................................................................... 140 Dittrich, Luboš ........................................................................ 140 Schmid, Peter ............................................................................