Tekniikka

Bioetanolimuunnossarjoista

Etanoli on hiiliyhdiste siinä missä fossiiliset polttoaineetkin. Etanolin energiasisältö on tilavuuteen nähden bensiiniä alhaisempi, minkä vuoksi käytettäessä ottomoottorin polttoaineena etanolia tarvitaan bensiiniä rikkaampi seossuhde. Bensiinillä tuo seossuhde (AFR) on 14,7, mikä tarkoittaa sitä, että palaakseen täydellisesti yksi gramma bensiiniä tarvitsee 14,7 grammaa ilmaa. E85:n osalta AFR on 9,76, minkä vuoksi polttoainetta pitää syöttää sylinteriin enemmän kuin bensiiniä. Tarvitaan siis rikkaampi polttoaine-ilmaseos.

Auton moottorinohjaus osaa hienosäätää polttoaineen syöttömäärää lambda-anturin antaman signaalin perusteella. Etanolille tarvittava lisäsuihkutuksen määrä on kuitenkin niin suuri, että yleensä moottorinohjaustietokoneiden säätövara ei riitä, vaan moottorinohjaustietokone luulee ennemmin jonkin olevan vialla ja antaa asiasta virheilmoituksen esimerkiksi Check engine -valolla.

Sähköisesti ohjatulla monipistesuihkutuksella varustettu bensa-auto voidaan lähes aina muuntaa sekä etanolin että bensiinin polttoaineekseen kelpuuttavaksi flexfuel-autoksi ns. bioetanolimuunnossarjalla. Muunnossarja on kohtalaisen yksinkertainen elektroninen laite, jonka toimintaperiaatteena on jatkaa polttoaineen ruiskutussuuttimien aukioloaikaa siten, että auton moottorinohjauksen säätövara riittää E85:n vaatiman rikkaamman seoksen tuottamiseen. Jotkut muunnossarjat jatkavat suuttimien aukioloaikaa kiinteällä lisärikastuksella, osa taas toimii aktiivisemmin tarkkaillen esimerkiksi lambda-anturin signaalia, moottorin kuormitusastetta ja moottorin lämpötilaa.

Muunnossarjat kytketään yleensä auton polttoaineenruiskutussuuttimien ja auton oman johtosarjan väliin, jolloin muunnossarja voi jatkaa moottorinohjauksen pyytämää suuttimen aukioloaikaa sopivaksi katsomallaan siivulla.

Kumi- ja muoviosien kestävyys

E85-muunnoskitin osalta kaikki kulminoituu kumi- ja muoviosien kestävyyteen. Muunnoskittien valmistajien mukaan USA:ssa valmistetut autot ovat vuodesta 1990 lähtien valmistettu silmällä pitäen korkeita etanoliseoksia. Euroopassa etanoli on vasta tulossa bensiinin sekaan, joten kunnollista tietoa kumi- ja muoviosien kestävyyksistä ei ole. Joidenkin käsityksenä on, että myös jotkin metalliosat ovat alttiita suuremmalle syöpymiselle kun etanolin osuutta polttoaineessa lisätään. Tarkkaan ottaen, myös metalleissa saattaa olla pieniä reaktioita.

VTT tutki biopolttoaineiden vaikutusta eri materiaaleihin 2008. Joka jaksaa lukea VTT:n 37-sivuisen Biopolttonesteiden turvallinen jakelu -selvityksen, saa tarkempaa käsitystä, vaikka tämäkään tutkimus ei päädy mihinkään kovin selviin tuloksiin. Varovaiset johtopäätökset olivat seuraavat:

Materiaalitestien johtopäätöksenä voidaan todeta, että etanolin lisääminen
bensiiniin aina 10 til-% asti ei aiheuta muutoksia materiaaleihin. Etanolin määrän
lisääntyessä (korkeaseospolttonesteet, KSEP) tilanne muuttuu. Seuraavia
materiaaleja ei tule käyttää suuren etanolipitoisuuden polttonesteissä jatkuvassa
kosketuksessa polttonesteeseen:
• sinkityt osat
• pinnoittamaton, seostamaton alumiini
• messinki, jota ei ole inhiboitu sinkinkatoa vastaan
• ulkoisesti pehmitetty PVC (sähkökaapelit)
• polyeetteripohjainen polyuretaani
• polyamidi (nailon), ellei sitä ole luokiteltu polttoainekäyttöön
• musta tavallinen kumi
KSEP:tä kestävienkin muovi- ja kumilaatujen kestävyydessä on eroja eri
valmistajien tuotteiden kesken.

Sikäli kun kumi- ja muoviosia tarvitsee vaihtaa, mahdollisesti suurin työ, tai ainakin komponenttikustannus voisi oletettavasti tulla polttoainetankista. 1990-luvunkin autoissa enimmälti polttoainetankit on valmistettu muovista. Ilmeisesti nykyhenkilöautoista ainoastaan Opelilla on edelleen metallisia polttoainetankkeja tuotannossa (esim. Astra).

Kylmäkestävyys

Etanolin kylmäkäynnistysominaisuudet ovat oleellisesti bensiiniä heikommat. Etanoli höyrystyy bensiiniä heikommin, ja lisäksi etanoli pisaroituu imusarjan seinämiin bensiiniä voimakkaammin. Siksi hankittaessa etanolimuunnossarjaa on syytä kiinnittää huomiota muunnossarjan kylmäkäynnistystoimintoon ja sen säädettävyyteen. Käytännössä kylmäkäynnistystoiminto on säädettävä automallikohtaisesti ja kokeilemalla mikä toimii. Kun asetukset ovat kohdillaan, kylmäkäynnistyvyyden ei pitäisi olla ongelma normaalipakkasilla. Transeco-tutkimushankkeen ja St1:n yhteistyössä syntyneessä tutkimuksessa St1:n RE85 on todettu kestävän vähintään -25C pakkaset. E85-muunnossarjojen valmistajien sivuilla annetaan käytännön neuvoksi kovilla pakkasilla lisätä bensiinin osuutta, jos ei meinaa kunnolla käynnistyä.

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License