Characteristics of a tractor engine using mineral and biodiesel fuels blended with rapeseed oil

Abstract

One of the most unfavourable characteristics of crude vegetable oil when used as the fuel is the high viscosity. To improve this weakness, oil can be blended with mineral diesel or biodiesel fuels. This study was designed to evaluate how the use of mineral diesel or biodiesel blend with cold pressed rapeseed (Brassica napus) oil affects the engine power, torque and fuel consumption. A tractor equipped with direct injection, water cooling system and three-cylinder diesel engine was used for the experiment. Fuels used were standard diesel fuel (diesel), rapeseed oil methyl ester -biodiesel (B100) and their mixtures with 10, 30 and 50 vol. % of cold pressed rapeseed oil (RO). Increased portion of RO in diesel fuel blends had almost no effect on the torque measured on the tractor PTO shaft; it however decreased the maximal power. Fuel blends with B100 and rising RO content (up to 50%) gave a positive correlation with maximal torque and power. By increasing the portion of RO from 0 to 50%, the minimal specific fuel consumption increased by 6.65% with diesel and decreased by 2.98% with B100 based fuel. Key words: diesel engine power, torque, fuel consumption Características de um motor de trator alimentado com combustíveis mineral e biodisel misturados com óleo de colza RESUMO: Uma das características mais desfavoráveis dos óleos vegetais crus usados como combustível é a alta viscosidade. Para melhorar este ponto fraco, o óleo pode ser misturado com diesel mineral ou biodiesel. Este estudo foi desenvolvido para avaliar como o uso de diesel mineral ou biodiesel misturado a oleo de colza (Brassica napus) extraído por pressão a frio afeta a potência do motor, o torque e o consumo de combustível, empregando um trator equipado com injeção direta, sistema de refrigeração de água e um motor de três cilindros. Os combustíveis utilizados foram o diesel padrão (diesel), éster metílico de óleo de sementes de colza -biodiesel (B100) e suas misturas com 10, 30 e 50 % vol. de óleo de semente de colza pressionado a frio (RO). Maiores proporções de RO nas misturas de diesel praticamente não tiveram efeito sobre o torque medido na tomada de força do trator; porém diminuíram a potência máxima. Misturas com B100 e conteúdos de RO até 50% apresentaram correlações positivas com torque máximo e com a potência. Aumentando a proporção de RO de 0 a 50%, o consumo mínimo específico aumentou 6.6% com diesel e decresceu 3% com combustível baseado em B100. Palavras-chave: potência motor diesel, torque, consumo de combustível

Performance of an Agricultural Diesel Engine Using Differents Fuels

“…MAZIERO et al (2006) found increased, on average, 22% of the power generated per unit of fuel when worked with sunflower biodiesel. GODESA et al (2010) found an increase in the power generated by fuel unit of 6.5% with an increase of 50% of biodiesel. NIETIEDT et al (2011) reported an increase of 10.9% with B100 compared to B5.…”

“…Nevertheless, it is known that in certain proportions of the two fuels (mineral diesel and biodiesel), there are significant change on engine performance and emission levels. Some studies show that the use of pure biodiesel in vehicle diesel cycle engines reduces the torque and consequently the power generated (MAZIERO et al, 2006;OZSEZEN et al, 2009;BUYUKKAYA, 2010;FIORESE et al, 2011;NIETIEDT et al, 2011) and increases the time consumption and minimum specific consumption (GODESA, et at. 2010;NIETIEDT et al, 2011;REIS et al, 2013;ÖZENER et al, 2014).…”

Performance of a diesel engine using different biodiesel blends and injection configurations

“…The results follow the same trend as that reported by Perin et al (2017), who found that the specific consumption increased by 7.10% and 9.33% for B20 and B50, respectively, compared to B10. Godeša et al (2010), on the other hand, observed corresponding increases in the specific consumption of 1.25% and 2.5% for B20 and B30, respectively.…”

Efeito de diferentes concentrações de biodiesel nas emissões gasosas de um trator agrícola em operação

“…Num cenário cada vez mais frequente de preços elevados dos combustíveis fósseis e de mudanças climáticas devido à degradação ambiental causada pelas emissões gasosas, o uso da biomassa, na forma dos óleos vegetais e os biocombustíveis, contribuem para a redução desses problemas, diminuindo significativamente a carga poluente emitida, se tornando uma fonte de energia renovável e uma alternativa ao uso do óleo diesel (Godesa et al, 2010;Silva et al, 2012;Dias et al, 2014).…”