- Dr. Vladimiras LIUBARSKIS, Mindaugas NAKČIŪNAS ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS INSTITUTAS
- Mano ūkis
Ribotos natūralių gamtinių išteklių atsargos ir toksinių junginių emisijos apribojimai verčia ieškoti naujų alternatyvių degalų rūšių vidaus degimo varikliams. Jau keletą metų atliekami šios krypties tyrimai.
Nustatyta, kad labiausiai paplitę yra biodegalai, vadinamasis biodyzelinas, gaunami chemiškai apdorojant rapsų aliejų. Jis jau gana plačiai naudojamas Europos šalyse ir grynas, ir mišiniuose su mineraliniu dyzelinu. Šiuo metu biodyzelino galima nusipirkti ir Lietuvoje, tačiau daugelis abejoja, ar verta tai daryti, ar nepakenks tokie degalai jo automobiliui arba traktoriui. Ką reikia padaryti, prieš pradedant naudoti šios biologinės kilmės degalus?
Naudojant biodyzeliną, mažiau žalojama gamta, nes išmetama mažiau kenksmingų dujų. Tačiau tokie degalai turi ir trūkumų. Biodyzelinas yra geras tirpiklis, ardo gumines detales, o jame esantys metanolio likučiai gali pakenkti žmogaus sveikatai.
Pradedant naudoti biodyzeliną traktoriuje, būtina atlikti techninę apžiūrą (TA-2) pagal eksploatacijos instrukciją. Taip pat reikia laikytis kai kurių specifinių reikalavimų. Biodyzelinas tirpdo per ilgesnį laiką susikaupusias nuosėdas degalų bakuose, filtrų korpusuose bei vamzdynuose. Staiga padidėjęs teršalų kiekis greitai užkemša filtrus ir sutrikdo visos maitinimo sistemos darbą. Ypač tai aktualu, jei degalai ūkyje buvo laikomi nepritaikytose talpose ir į bakus pilami nefiltruoti. Todėl pirmiausia būtina išplauti visą traktoriaus degalų tiekimo sistemą. Degalų bakų dugne esantys kamščiai ar ventiliai išsukami ir išleidžiamos nuosėdos. Esant galimybei, rekomenduojama apdoroti bakus garais. Tada papildomai išvalomos susikaupusios tirštos nuosėdos. Po to bakus būtina skalauti mineraliniu dyzelinu tol, kol ištekančiuose degaluose nesimatys vandens ar nuosėdų.
Visus žemo slėgio degalų tiekimo vamzdynus taip pat būtina išplauti su spaudimu tekančiu dyzelinu. Montuojant vamzdynus, metalines tarpines vertėtų pakeisti naujomis. Degalų filtrai išardomi, korpusai švariai išvalomi ir išplaunami, pakeičiami filtravimo elementai. Pastarųjų atsargą visada reikia turėti, kad užsikimšus, greitai būtų galima pakeisti. Surinkus išplautą maitinimo sistemą, būtina patikrinti hermetiškumą. Traktorius užvedamas ir stebima, ar nenuteka degalai, ar į sistemą nepatenka oro. Biodyzelinas agresyviai veikia maitinimo sistemos gumines ir plastikines detales, tarpines. Jos keičia geometrinius parametrus, fizines savybes ir po kelių šimtų darbo valandų sugenda.
Traktoriuje MTZ 80/82 degalų vamzdynai gaminami iš polivinilchlorido ir metalo. Tokie vamzdeliai atsparūs biodegalams ir didesnių problemų nesukelia. Jeigu maitinimo sistemoje yra guminių žarnelių, jas būtina pakeisti polivinilchloridinėmis. Ypatingą dėmesį reikia atkreipti į degalų bakus jungiančią žarną (detalės kataloginis numeris 70-1101035) ir žemo slėgio siurblio sandariklius (detalės kataloginis numeris 16-149 ir 16-240). Juos reikėtų pakeisti naujais ir visuomet turėti atsarginių.
Aukšto slėgio degalų siurbliuose UTN-5 ar ND 21/4 korpuse naudojamos tarpinės gaminamos iš paronito ir popieriaus, todėl didesnių rūpesčių nesukelia. Svarbu, kad jos būtų tvarkingos ir geros kokybės.
Degalų bako kamščio guminė tarpinė (detalės kataloginis numeris 200-1103075) taip pat tiesiogiai veikiama biodegalų. Kiekvieną kartą pilant degalus reikia ją apžiūrėti ir, esant būtinybei, pakeisti.
Variklio darbas
Nuo degalų išpurškimo kokybės priklauso variklio išvystoma galia, degalų sąnaudos ir, svarbiausia, išmetamų deginių kenksmingumo laipsnis. Naudojant biodegalus, išmetamose dujose būna mažiau CO, CH ir kitų kenksmingų medžiagų, lyginant su mineraliniu dyzelinu. Gryname biodyzeline nėra sieros, todėl jo naudojimas nesukelia „rūgštaus“ lietaus pavojaus. Be to, variklio dūmingumas sumažėja net 56 proc. Kiek daugiau išmetama NOx junginių. Tai labiausiai priklauso nuo degalų išpurškimo kokybės ir susimaišymo su oru degimo kameroje. Purkštuvus reikia patikrinti stende ir sureguliuoti purškimo pradžios slėgį tarp 16,5 ir18,0 MPa. Išpurškiami degalai turi būti rūko formos. Purkštuko skylutės turi būti švarios, ant purkštuko galo neturėtų atsirasti lašų. Jeigu purkštuvas neatitinka šių reikalavimų, jį būtina išardyti, išvalyti ir pakeisti reikiamas detales.
Aukšto spaudimo degalų siurblio sekcija turi išvystyti ne mažesnį kaip 30-35 MPa slėgį, atbuliniai vožtuvai turi būti sandarūs. Degalų tiekimo paskubos kampas turi atitikti eksploatacijos instrukcijos reikalavimus.
Naudojant biodegalus, degimo kameros ir stūmoklio paviršiai labiau pridega. Dėl šių nuodegų blogiau perduodama šiluma, variklio šiluminis režimas taip pat blogėja. Ypač jos pavojingos purkštukams, nes, užsikimšus skylutėms, pasikeičia degalų srautų kryptis, blogėja išpurškimo kokybė. Todėl reikia reguliariai (bent kas antrą TA-2) purkštuvus išimti ir nuvalyti nuodegas, išvalyti purkštukų skylutes.
Sudilusiuose varikliuose arba tuose, kuriuose blogai sureguliuotas išpurškimas, biodegalai pro žiedus gali prasiskverbti į karterį. Patekę į variklinę alyvą biodegalai ar deginiai blogina jos kokybę. Atskiesta alyva praranda savo spalvą, pradeda putoti ir prasčiau tepa besitrinančius paviršius. Tokią alyvą nedelsiant reikia keisti.
Variklio sudilimo laipsnį lengva nustatyti, matuojant kompresiją cilindruose. D-240 variklyje (MTZ-80) kompresija turi būti ne mažesnė kaip 1,7 MPa ir tarp atskirų cilindrų neturi skirtis daugiau kaip 0,05 MPa. Prieš matuojant kompresiją, variklis turi būti pašildytas, o matuojant sukamas starteriu ar paleidimo varikliuku. Jeigu kompresija atskiruose cilindruose mažesnė kaip 1,7 MPa, variklį reikia ardyti ir remontuoti.
Jeigu variklis tvarkingas, naudojant biodegalus reikia tik sekti alyvos lygį karteryje. Svarbu, kad alyvos lygis nekiltų. Tai reiškia, kad biodegalai gerai sudega ir į karterio alyvą jų patenka labai nedaug. Alyvos keitimo intervalai nesikeičia. Padilusiuose varikliuose alyva greičiau užteršiama, todėl keisti ją reikia dažniau.
Biodegalų tyrimai
Pastaraisiais metais spaudoje vis daugiau pasirodo žinučių apie natūralaus rapsų aliejaus ar jo mišinio su mineraliniu dyzelinu naudojimą pertvarkytuose dyzeliniuose varikliuose. Tokie tyrimai atliekami ir Žemės ūkio inžinerijos institute bendradarbiaujant su AB „Kazlų Rūdos metalas“. Rapsų aliejaus ir dyzelino mišinį kelis metus savo traktoriuose naudojo Telšių r. ūkininkas Alvydas Blažys.
Nedidelė praktinio naudojimo patirtis Lietuvoje ir kitų šalių duomenys rodo, kad naudojant biodegalus, ypač gryną rapsų aliejų, skatinamas nuodegų susidarymas variklyje. Varikliui ilgiau padirbus neapdorotu rapsų aliejumi, labai pridega stūmoklio bei galvutės sritis aplink degalų purkštuką. Storėjant nuodegų sluoksniui, variklis gali visai užstrigti. Norint to išvengti, degalams reikia naudoti mineraliniu dyzelinu atskiestą rapsų aliejų. Tyrimai parodė, kad į rapsų aliejų pridėjus 25-30 proc. (pagal masę) mineralinio dyzelino, nuodegų beveik nesusidaro. Be to, sutaupoma 3-5 proc. degalų, sumažėja išmetamų dujų dūmingumas (apie 35 proc.) ir CO kiekis jose.
Naudoti biodegalus nėra paprasta
Naudoti tokius biodegalus nėra paprasta ne tik dėl nuodegų susidarymo. Reikia perdirbti maitinimo sistemą, įrengiant tiekiamų degalų pašildytuvą ir atskirą baką mineraliniam dyzelinui. Variklis paleidžiamas ir pašildomas naudojant mineralinį dyzeliną, o tik po to perjungiamas ir dirbamas su rapsų aliejumi. Tada į degalų siurblį ir purkštuvus tiekiamas mažesnio klampumo rapsų aliejus, kuris geriau išpurškiamas cilindruose. Prieš išjungiant variklį, reikia leisti jam 10-15 min. dirbti su mineraliniu dyzelinu. Tokiu būdu maitinimo sistema išvaloma nuo rapsų aliejaus ir, jei traktorius ilgiau stovi, detalės nesulimpa.
Gryno rapsų aliejaus biodegalai dar nėra standartizuoti Lietuvoje ir nepardavinėjami. Jų naudojimas nereglamentuojamas norminiais aktais. Vokietijoje gryno rapsų aliejaus degalai standartizuoti ir yra daug firmų, kurių specialistai pritaiko transporto priemones dirbti aliejumi. Visa įranga sertifikuota ir suderinta su gamintojais.
Šiuo metu šalies degalinėse pardavinėjamas biodyzelinas yra rapsų metilo esterio (RME) ir mineralinio dyzelino mišinys. RME jame yra apie 30 proc. Šie biodegalai ekologiški ir ne tokie agresyvūs kaip grynas RME. Šį mišinį (biodyzeliną) galima naudoti vietoje mineralinių degalų, neperdirbant maitinimo sistemos. Pakanka pakeisti degalų filtrą ir visada turėti atsarginį, jeigu darbo metu jis užsikimštų.
Ateityje biologinių degalų bus naudojama vis daugiau, nes tai gamtą tausojantis kuras, o Europos Sąjungoje gamtosaugos reikalavimai ypač griežti. Todėl reikia susitaikyti su galimais nepatogumais, pereinant prie biodegalų.