Umruestanlage zum Betrieb vom Dieselfahrzeugen mit Pflanzenöl

Wirkprinzip und Berechnung von Pflanzenöl in Dieselmotoren

Einleitung - Umrüstung auf Pflanzenöl
Pflanzenöle und ihre Eignung als Kraftstoff
Eignung von Pflanzenölen zur Treibstoffnutzung
Pflanzenoelkraftstoffe für Motoren
Eignung verschiedener Dieselmotortypen für Pflanzenöl
Abgasverhalten von Pflanzenoelmotoren
Technische Umsetzung
Umbauten an Fahrzeugen für den Betrieb mit Pflanzenöl
TÜV- Abnahme
Pflanzenöl Umruestanlage
Wirkprinzip und berechnung von Pflanzenöl in Dieselmotoren
Zusammenfassun

Da Pflanzenöl unter Normaltemperatur dickfluessiger ist als Diesel, erfolgt der Kaltstart mit Dieselkraftstoff aus einem kleinen Zusatztank. Diese erleichtert das Starten und schont die Einspitzanlage und den Motor. Nach 3 - 4 Kilometern hat der Motor und somit auch das Kühlwasser die noetige Temperatur von 70 °C erreicht.
Da der Plattenwaermeuebertrager mit im Kühlkreislauf durch Kühlwasser durchflossen wird, erwärmt sich auch das in ihm enthaltene Pflanzenöl. Der Temperaturschalter schleisst den Bimetallkontakt und somit schaltet das Ventil um. Das Pflanzenöl aus dem Plattenwaermeuebertrager wird nun von der Einspritzanlage angeschaut und dem Motor zugefuehrt. Jetzt läuft der Motor mit reinem erwaermtem Pflanzenöl.
Bevor der Motor abgeschaltet wird, wird 3- 4 km vorher die Umruestanlage über den Schalter im Amaraturenbrett ausgeschaltet.
Jetzt geht das Ventil wieder in die Ausgangstellung zurück und somit wird Diesel angesagt. Dieser befindet sich dann im Einspritzsystem und ermoeglich einen problemlosen Start des Motor im weiteren weitern Gebrauchsfall.

2 Tank Lösung für Pflanzenöl mit einem Rücklauf. (Opt. mit 2 Magnetventil 2 Rücklauf realisierbar.)

Berechung

Die Nachfrage bei Hersteller des Plattenwaermeuebertrager ergab einen Wirkungsgrad
von ca. 98%.

Randbedingungen:
Für unsere Berechungen nehmen wir ersatzweise 100 % an, da auch nach genauer Rechrege man nur Zirkawerte für die Waermekapazitaet von Pflanzenölen mit 1800 J / kg * K und einer Dichte vom 0.9 kg / Liter annehmen kann.

1. Schritt:
Benoetigter Waermestrom, um das Pflanzenöl von 0 °C auf 70 °C zu erwaermen,
ausgehend von einem maximalen Kraftstoffbedarf für einen LKW vom ca. 30 Liter pro Stunde.
Q = mPflanzenoel * cp * Δt
Q = 3402 kJ / h

2. Schritt:
Der Kuehlwasserkreislauf muss durch Waermeabgabe im Plattenwaermeuebertrager diesen benoetigten Waermestrom über das Kühlwasser mit einer Temperatur von 85 °C an das Pflanzenöl abgeben, um dieses auf min. 70 °C zu erwaermen, da ab dieser Temperatur die Eigenschaften dem Diesel aehnlich sind.
Um einen stabilen und sicheren Verbrennungsprozess zu gewaehrleisten, darf die Kuehlwassertemperatur am Ausgang des Plattenwaermeuebertrager nicht unter 75 °C sinken, da unter 65 °C der Temperaturschalter der Umruestanlage das Ventil wieder schliesst und somit Diesel verbrand wuerde .

mWasser = Q / (cp * Δt)
mWasser = 81 Liter / Stunde
Q : Waermestrom [ kJ / h ]
m : Massenstrom [ kg / h, l / h]
cp : spez. Waermekapazitaet [ J / kg * K ]
Δt : Temperaturdifferenz [ K ]

Da der Volumenstrom der Wasserpumpe des Fahrzeugs deutlich mehr als
81 Liter pro Stunde generiert, ist eine Erwaermung der Pflanzenöl auf 70 °C im laufenden Betrieb ständig gewaehrleistet.