ВИКОРИСТАННЯ ГІДРООЧИЩЕНОЇ РОСЛИННОЇ ОЛІЇ З ДОБАВКОЮ ВОДНЮ У СУДНОВИХ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНАХ: СУЧАСНИЙ СТАН І ПРОБЛЕМИ ЗАСТОСУВАНЯ
Анотація
Вступ. Стаття присвячена використанню альтернативних палив в суднових двигунах внутрішнього згоряння. А саме аналізується робота суднових дизельних двигунів на гідроочищеній рослинній олії (HVO) з газовою добавкою водню (H2) як спосіб знизити викиди й поліпшити паливну ефективність без суттєвої перебудови суднової енергоустановки. HVO розглядається як парафінове відновлюване дизельне паливо з високим цетановим числом, а водень – як газова добавка у впуск, що коригує ранні стадії згоряння. Мета. Метою роботи є узагальнити дані щодо роботи дизельних двигунів на HVO і при роботі на HVO з добавкою водню (H2) та оцінити вплив малих часток водню на затримку самозаймання, фазування згоряння, форму кривої тепловиділення й максимальний тиск. Також розглянуто зміни BSFC/SFOC, NOₓ і твердих частинок. Результати. Показано, що HVO може застосовуватися як основне паливо за умови врахування його густини в дозуванні, забезпечення змащувальних властивостей і сумісності паливної апаратури. У режимі монопалива HVO дає стабільніше самозаймання та меншу димність і викиди твердих частинок без помітних втрат паливної економічності. Додавання невеликих часток H2 у впуск скорочує затримку самозаймання, зміщує CA50 до ВМТ і зменшує утворення сажі, але підвищує пікові температури й швидкість наростання тиску, що сприяє зростанню NOₓ. Узагальнені результати подано у вигляді погоджених таблиць і тривимірної поверхні компромісу «частка H2 – зміна BSFC – зміна NOₓ», яка дозволяє виділяти області виграшу та ризику. Висновки. Режим HVO з газовим збагаченням воднем (HVO–H2) визначено як технічно перспективне проміжне рішення для суднових дизельних двигунів, здатне знижувати викиди твердих частинок і димність без суттєвої втрати паливної економічності за умови узгодженого керування фазуванням згоряння, повітряним трактом і системами післяобробки. Наголошено на потребі довготривалих випробувань на великих суднових двигунах і на стандартизації процедур безпечної роботи з воднем.
Завантаження
Посилання
2. Aatola H., Larmi M., Sarjovaara T., Mikkonen S. (2008). Hydrotreated vegetable oil (HVO) as a renewable diesel fuel: Trade-off between NOx, particulate emission, and fuel consumption of a heavy-duty engine. SAE International Journal of Engines. 1 (1). 1251–1262.
3. Wu Y., Ferns J., Li H., & Andrews G. (2017). Investigation of combustion and emission performance of hydrogenated vegetable oil (HVO) diesel. SAE International Journal of Fuels and Lubricants. 10 (3). 895–903.
4. Happonen M., Heikkilä J., Murtonen T., Lehto K., Sarjovaara T., Larmi M., Keskinen J., & Virtanen A. (2012). Reductions in particulate and NOx emissions by diesel engine parameter adjustments with HVO fuel. Environmental Science & Technology. 46 (11). 6198–6204.
5. Hunicz J., Krzaczek P., Gęca M., Rybak A., & Mikulski M. (2021). Comparative study of combustion and emissions of diesel engine fuelled with FAME and HVO. Combustion Engines. 184. 72–78.
6. Orliński P., Sikora M., Bednarski M., & Gis M. (2024). The influence of powering a compression ignition engine with HVO fuel on the specific emissions of selected toxic exhaust components. Applied Sciences. 14 (9). 5893.
7. Smigins R., Jesko U., Riepulis C., & Sokolovskij E. (2023). Studies of engine performance and emissions at full-load conditions using HVO, diesel fuel, and HVO5. Energies. 16 (12). 4785.
8. Kuszewski H., Balawender K., Jaworski A., Ziółkowski A., Zelent P., et al. (2025). Performance of hydrotreated vegetable oil–diesel blends: Ignition and combustion insights. Energies. 18 (22). 5962.
9. Millo F., Ciaravino C., Marzano M. R., et al. (2025). Fundamental injection and combustion characteristics of neat hydrotreated vegetable oil (HVO) in a diesel engine. Fuel. 379. 132951.
10. Di Blasio G., Ianniello R., & Beatrice C. (2022). Hydrotreated vegetable oil as an enabler for highly efficient and ultra-low emission vehicles in view of 2030 targets. Fuel. 310. 122206.
11. d’Ambrosio S., Mancarella A., & Manelli A. (2022). Utilization of hydrotreated vegetable oil (HVO) in a Euro 6 dual-loop EGR diesel engine: Behavior as a drop-in fuel and potentialities along calibration parameter sweeps. Energies. 15 (19). 7202.
12. Szwaja S., Pukalskas S., Juknelevicius R., & Rimkus A. (2025). Combustion analysis of the renewable fuel HVO and RME with hydrogen addition in a reciprocating internal combustion engine. Energies. 18 (13). 3381.
13. Pinto G. M., Santos J.M., Afonso R.S., Santos, D., Guedes, A., & Gouveia, P. (2023). Combustion, performance and emission analyses of a CI engine operating with renewable diesel fuels (HVO/farnesane) under dual-fuel mode through hydrogen port injection. International Journal of Hydrogen Energy. 48 (57). 19713–19732.
14. Mukhtar G.A., Alahdal A.M., et al. (2024). Performance and emissions of a hydrogen dual-fuel engine using diesel and HVO as pilot fuels (SAE Technical Paper 2024-01-4286). SAE International.
15. Panait A., Popescu A., Dobre C.-G., et al. (2025). The use of hydrogen in the automotive diesel engine–An efficient solution to control its operation with reduced carbon emissions. Sustainability. 17 (22). 10369.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
