Umruestanlage zum Betrieb vom Dieselfahrzeugen mit Pflanzenoel

Wirkprinzip und Berechnung von Pflanzenoel in Dieselmotoren

Einleitung - Umruestung auf Pflanzenoel
Pflanzenoele und ihre Eignung als Kraftstoff
Eignung von Pflanzenoelen zur Treibstoffnutzung
Pflanzenoelkraftstoffe fuer Motoren
Eignung verschiedener Dieselmotortypen fuer Pflanzenoel
Abgasverhalten von Pflanzenoelmotoren
Technische Umsetzung
Umbauten an Fahrzeugen fuer den Betrieb mit Pflanzenoel
TueV- Abnahme
Pflanzenoel Umruestanlage
Wirkprinzip und berechnung von Pflanzenoel in Dieselmotoren
Zusammenfassun

Da Pflanzenoel 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 Kuehlwasser die noetige Temperatur von 70 °C erreicht.
Da der Plattenwaermeuebertrager mit im Kuehlkreislauf durch Kuehlwasser durchflossen wird, erwaermt sich auch das in ihm enthaltene Pflanzenoel. Der Temperaturschalter schleisst den Bimetallkontakt und somit schaltet das Ventil um. Das Pflanzenoel aus dem Plattenwaermeuebertrager wird nun von der Einspritzanlage angeschaut und dem Motor zugefuehrt. Jetzt laeuft der Motor mit reinem erwaermtem Pflanzenoel.
Bevor der Motor abgeschaltet wird, wird 3- 4 km vorher die Umruestanlage ueber den Schalter im Amaraturenbrett ausgeschaltet.
Jetzt geht das Ventil wieder in die Ausgangstellung zurueck und somit wird Diesel angesagt. Dieser befindet sich dann im Einspritzsystem und ermoeglich einen problemlosen Start des Motor im weiteren weitern Gebrauchsfall.

2 Tank Loesung fuer Pflanzenoel mit einem Ruecklauf. (Opt. mit 2 Magnetventil 2 Ruecklauf realisierbar.)

Berechung

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

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

1. Schritt:
Benoetigter Waermestrom, um das Pflanzenoel von 0 °C auf 70 °C zu erwaermen,
ausgehend von einem maximalen Kraftstoffbedarf fuer 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 ueber das Kuehlwasser mit einer Temperatur von 85 °C an das Pflanzenoel 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 Pflanzenoel auf 70 °C im laufenden Betrieb staendig gewaehrleistet.