Ny insprutning löser Scanias etanolproblem

- Den nya etanolmotorn bygger på vår niolitersdiesel och vi använder i grunden samma EGR-teknik som i dieseln för att klara utsläppsgränserna, säger Olof Erlandsson på Scanias etanolmotorutveckling. Etanol ger inga problem med partikelutsläpp, däremot med koloxid och kolväten så det behövs oxiderande katalysatorer.
Förutom att klara utsläppsgränserna måste Scanias motorutvecklare komma till rätta med etanoldieselns akilleshäl: Insprutningssystemet.
Etanol har inte samma smörjande egenskaper som diesel.
- Insprutarna slits hårt av bränslet, och det resulterar i att de kan tappa trycket, säger Carl-Axel Svedehag, teknisk direktör på Busslink som kör 350 etanolbussar åt SL i Stockholm. Dessutom har etanolbränslet en tillsats, en tändförbättrare, som antagligen innehåller glykol. När bränslet läcker ner i motoroljan gör det att motorn geggar ihop.
- Vi klarar det här genom mycket tätare serviceintervall, fortsätter Carl-Axel Svedehag. Vi byter olja efter 1 000 mil och insprutare efter 2 000 mil. På en vanlig diesel byter vi olja var 3000e mil och insprutare var 20 000e mil. På etanolmotorerna tvingas vi dessutom byta bränslerör efter 6 000 mil, det gör vi aldrig på en vanlig diesel.
På den nya motorn har Scania löst detta genom ett nytt insprutningssystem. Där sitter elektroniskt styrda enhetsinsprutare, som är anpassade för detta bränsle och tillsammans med tåligare material ska det få ner servicebehovet.
- Det är också viktigt att bränslet och smörjoljan fungerar ihop, och inte reagerar med varandra, därför kommer vi också att rekommendera smörjoljor som är mer kompatibla med bränslet, säger Olof Erlandsson.
Tändförbättraren är en tillsats som krävs för att dieselmotorn ska gå att köra på etanol. Etanol som bränsle är egentligen mer likt bensin än diesel: Det har högt oktantal men lågt cetantal, vilket innebär att det är svårt att få det att självantända i en dieselmotor.
- Anledningen till att vi kör etanol i dieselprocess är att den processen har en bättre verkningsgrad. Vi får ut mer av bränslet än i en ottomotor, säger Jonas Holmborn, som är chef för den grupp på Scania som jobbar med etanolförbränning.
Det betyder att dieseletanolen är mer ekonomisk än motsvarande ottomotor, trots att den kräver en tändförbättrande tillsats.
- Vi kan använda etanol som innehåller fem procent vatten, vilket gör den billigare än den kvalitet som används i E85, fortsätter Jonas Holmborn. Vattnet är snarast en fördel för oss. Genom att det sänker förbränningstemperaturen minskar utsläppen av kväxeoxider. Tändförbättraren är inte billig, men sammantaget hamnar bränslepriset på samma nivå som E85.
Tändförbättraren har en egen historia. När Scania först började experimentera med etanoldieslar i slutet av 70-talet använde man ett nitratbaserat ämne, som var giftigt och mycket explosivt.
De första etanolmotorerna som togs i drift på 80-talet använde fortfarande nitratbaserade tändförbättrare, även om mängden och sammansättningen ändrades. Först 1995 gick man över till dagens femprocentiga inbladning av en speciell poly-etylen-glykol.
Idén med Scanias etanolmotor är att ändra så lite i hårdvaran som möjligt jämfört med dieselvarianten. Men etanol har andra tändegenskaper, är aggressivare mot material och har andra utsläpp än diesel.
- På de punkterna måste man ändra för att det ska fungera, säger Olof Erlandsson. Förutom tändförbättararen krävs det högre kompression och förvärmning av inluften. Vi har också speciella insprutningsmunstycken och etanoltåliga material på känsliga ställen som packningar, samt oxiderande katalysatorer som tar hand om utsläppen av koloxid och kolväten. Sedan behövs speciell mjukvara för att styra förbränningen.
Scania är idag den enda tillverkaren i världen som använder etanol i dieselmotorer.