植物油を使用した圧縮着火エンジンの耐久性試験

A durability study of a compression ignition engine operating with Thumba (Citrullus colocyntis) vegetable oil.

• Narayan Lal Jain
• Shyam Lal Soni
• M P Poonia
• Dilip Sharma
• Anmesh K Srivastava
• Hardik Jain

抄録

植物油は、短期試験の結果から軽油の代替燃料として適していることがわかった。植物油を燃料とした長期運転試験では、エンジンの摩耗やメンテナンスに関する問題が指摘されている。単気筒可変圧縮比ディーゼルエンジンを512時間(1日16時間の32サイクル)運転し、Thumba植物油を燃料とした場合の寿命への影響を調査した。その結果、シリンダライナ、ピストンリング、バルブ、バルブシートの走行面にはほとんど損傷が見られなかった。ピストン外径の摩耗は13～30ミクロンであった。シリンダー摩耗は約80ミクロンであった。オイルピストンリングの閉塞隙間は200ミクロンまで増加した。エンジン内部の各部に重質カーボンの堆積が見られ、燃料の燃焼不良を示していた。潤滑油中の銅（66mg/kg）とシリコン（112mg/kg）の溶解量は、450時間の試験運転で許容値（銅50mg/kg、シリコン25mg/kg）を超えていた。しかし、ディーゼルを用いた耐久試験では、すべての溶解物が許容範囲内であった。スモーク、CO、HC、NOの排出量は、当初は増加したが、エンジン運転時間が長くなるにつれて減少することがわかった。しかし、これらの排出量は、全ての運転時間においてディーゼル燃料を使用した場合に比べて劣ることが判明した。CO2排出量は、予熱したT20 Thumbaオイルブレンドの方がディーゼルよりも優れていることが確認された。耐久試験における潤滑油の粘度低下率の最大値は60センチポイズであったが，ディーゼルを使用した試験では25センチポイズであった。

Vegetable oils are found suitable alternate of diesel fuel as per the results of short-run studies. Long-run studies with vegetable oil as a fuel pointed out the problems related to wear and maintenance of the engine. A single cylinder, variable compression ratio diesel engine was tested for 512 h (32 cycles of 16 h per day) to investigate longevity implications of fueling Thumba vegetable oil. Results of the study revealed that a very little damage was observed over the running surface of the cylinder liner, piston rings, valves, and valve seats. Wear in the piston outer diameter was observed to be 13 to 30 microns. Cylinder wear was about 80 microns. The closed gap in the oil piston ring increased up to 200 microns. Heavy carbon deposition was found on different internal parts of the engine, which indicates poor combustion of fuel. Amount of copper (66 mg/kg) and silicon (112 mg/kg) dissolved in the lubricating oil was found more than permissible limits (Cu 50 mg/kg, Si 25 mg/kg), after 450-h engine test run. But all the dissolve materials remain in allowable limits when the durability test conducted with diesel. Smoke, CO, HC, and NO emissions were found to increase initially then decrease in the further engine running hours. But these emissions were found inferior to the engine emissions fueled with diesel in all the running hours. CO2 emissions were found superior throughout the test with the preheated T20 Thumba oil blend than diesel. The maximum reduction in the viscosity of the lubricating oil, during endurance testing, was found 60 centipoises but it was found 25 centipoises when the test conducted with diesel.