Sprawozdanie z Konesu 2002 cz. 1

    
KONES jest międzynarodową konferencją naukową dotyczącą silników spalinowych. Organizatorem jest Instytut Lotnictwa w Warszawie i co roku inna wyższa uczelnia techniczna. W tym roku była to Politechnika Gdańska. Ta kilkudniowa konferencja gromadzi ok. 250 osób z całego świata. Są to przedstawiciele ośrodków badawczo-rozwojowych, wielkich koncernów samochodowych (m.in. Toyoty, VW, Opla), firm zajmujących się produkcją diagnostycznej aparatury pomiarowej (AVL). Najliczniej jednak reprezentowane są uczelnie techniczne krajowe i zagraniczne (nawet z Ameryki i Japonii). Podstawowym językiem porozumiewania się i wygłaszania referatów jest angielski - i to nie tylko podczas obrad. Pomaga to stworzyć atmosferę wzajemnego zrozumienia, zwłaszcza że wielu naukowców przyjeżdża z osobami towarzyszącymi.

KONES zajmuje wysoką pozycję wśród światowych konferencji naukowych, dlatego organizatorzy starają się zadbać o poziom referatów i dyskusji, często bardzo żywiołowych. W tym roku konferencja odbywała się w Juracie. Zgłosiło się tylu chętnych, że brakowało miejsc w hotelu. Dodatkowe imprezy towarzyszące, takie jak występy gwiazd operetkowych, bankiety, wycieczki statkiem tworzą niepowtarzalną atmosferę, która na długo pozostaje w pamięci. Goście zagraniczni (nawet z odległej Japonii) byli zachwyceni. 

Referaty są publikowane w specjalnie wydanych żurnalach Konesu. Dotyczą one różnych zagadnień szeroko rozumianej techniki silników spalinowych, zarówno w pojęciu naukowym, jak i praktycznym - naprawa i eksploatacja samochodów. Referaty są przeważnie uwieńczeniem całorocznej pracy naukowej prowadzonej na uczelniach i w ośrodkach badawczo-rozwojowych. Duża liczba referatów dotyczyła walki z zanieczyszczeniami, zwłaszcza podczas rozruchu i w fazie nagrzewania silnika. Opracowywane są specjalne metody numeryczne i porównawcze z pomiarami eksperymentalnymi. 

Kilka referatów było poświęconych emisji nanocząstek i ultracząsteczek emitowanych przez silnik spalinowy. Okazuje się, że istnieje duża zależność między śmiertelnością ludzi i zwierząt a wydzielaniem przez silnik cząstek o średnicy mniejszej od 2,5 µm. Te najbardziej niebezpieczne cząstki są emitowane przez nowoczesne silniki w większej ilości niż przez silniki starszego typu. Emisja tych cząstek powoduje silne reakcje układu oddechowego oraz uszkodzenie łańcucha DNA. Stosowanie filtrów cząstek stałych (filtrów sadzy w silnikach wysokoprężnych) powoduje także wzrost stężenia nanocząstek w spalinach. Intensywne badania na ten temat są prowadzone od ok. pięciu lat, ale metody pomiarowe nie są do tej pory ustalone i standardy Unii Europejskiej nie mają odpowiednich norm na ten temat.

Polska, obok Holandii i Włoch, należy do państw, w których duża liczba samochodów jest zasilana ciekłym gazem LPG. Samochody dostosowane do spalania gazu w większości mają systemy, w których gaz jest doprowadzony do komór spalania po odparowaniu. Przeprowadzano badania silników zasilanych gazem, nie odparowanym, ale doprowadzonym w postaci ciekłej. Udowodniły one, że samochód nie tylko nie traci na mocy, ale niektóre parametry techniczne ulegają polepszeniu. Nawet spaliny zawierają wtedy mniej substancji szkodliwych, a zwłaszcza tlenków azotu. Należy zwrócić uwagę, że podczas zasilania ciekłym butanem kąt zapłonu musi być odpowiednio skorygowany. Inicjacja rozruchu musi jednak nastąpić przy pomocy oleju napędowego. Również ten silnik ma wyższą sprawność niż silnik zasilany standardowo benzyną. Ma to związek z innym przebiegiem spalania. Gaz pali się szybciej i w mniejszej objętości. Uzyskujemy lepszą sprawność cieplną (mniej ciepła ucieka do płynu chłodniczego), a tym samym lepszą sprawność ogólną silnika.

Zaskakujące są badania dotyczące emisji substancji trujących w pojazdach zasilanych gazem. Powszechna opinia o tym, że samochód staje się bardziej ekologiczny, wynika z rozważań teoretycznych. Praktycznie przebadane samochody z kilkuletnią instalacją gazową wykazują większą emisję niż silniki zasilane benzyną. Odpowiedź na to pytanie znajdujemy w referatach z Konesu 2002. Teoretycznie samochód zasilany paliwem gazowym nie ma zadymienia spalin, brak jest w spalinach benzenu i węglowodorów aromatycznych. Także ilości tlenku i dwutlenku węgla wydostające się ze spalin są mniejsze. I tak dzieje się w samochodzie skonstruowanym w fabryce i przystosowanym do zasilania dwoma paliwami.

W praktyce przystosowanie do zasilania gazem jest wykonywane w warsztatach o różnym przygotowaniu technicznym, dysponujących mniej lub bardziej sprawną aparaturą diagnostyczną. Na przykład w starszych typach instalacji gazowych do regulacji właściwego ustawienia mieszanki paliwowo-powietrznej służy zawór dławiący. Zawór ten powinien być odpowiednio wyregulowany podczas pracy silnika pod obciążeniem. Warsztaty montujące instalacje gazowe nie mają takiej możliwości, dlatego przeprowadzone badania statystyczne wskazują na to, że samochody z instalacją gazową - zamiast przyczynić się do ograniczenia emisji spalin - zwiększają udział trujących gazów w spalinach. Z przeprowadzonych badań wynika jak niechlubny jest udział użytkowników samochodów w zatruwaniu środowiska. Chodzi o niewymienianie filtru powietrza we właściwym czasie. Podciśnienie wytwarzane przez silnik zasilany gazem jest niższe od podciśnienia w silniku zasilanym benzyną, dlatego zabrudzony filtr powietrza jest przyczyną wzbogacenia mieszanki. Ma to wpływ na wzrost emisji substancji trujących w spalinach.

W nowych instalacjach gazowych, tzw. drugiej generacji, zastosowany jest silnik krokowy wraz z mikroprocesorowym sterownikiem. Reguluje on skład mieszanki na podstawie informacji z czujnika położenia, prędkości obrotowej i sondy lambda. Jednak pomimo zastosowania wyższego poziomu techniki, również te samochody wykazały większą emisję trujących substancji, a najsłabszą stroną okazała się regulacja biegu jałowego. W układach trzeciej generacji nie ma już mieszalnika i zastosowany jest dystrybutor. Za dystrybutorem panuje stałe nadciśnienie, poza tym zastosowany jest dodatkowy kanał do regulacji biegu jałowego. Samochody z taką instalacją wykazywały porównywalny skład emisji spalin z silnikami benzynowymi. Jednak prawdziwymi układami ekologicznymi są instalacje gazowe czwartej generacji, gdzie paliwo płynne lub gazowe wtryskiwane jest elektromagnetycznymi wtryskiwaczami do kolektora dolotowego. W tym przypadku można wreszcie mówić o przekroczeniu granicy polepszenia ekologii spalania w stosunku do silnika zasilanego benzyną.

 _________________________powrót___________________________