Optimization of performance and exhaust emission parameters of a SI (spark ignition) engine with gasoline–ethanol blended fuels using response surface methodology

Najafi, G.; Ghobadian, Barat; Yusaf, Talal; Ardebili, Seyed Mohammad Safieddin; Mamat, Rizalman

doi:10.1016/j.energy.2015.07.004

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“…Due to the growing energy demand, the increasing fuel prices, the severe air pollution issues in city centers, and the more restrictive environmental regulations to the road transport sector, nations worldwide Many authors have studied the performance of spark-ignition engines on engine-dynamometers, when they operate with ethanol-gasoline blends, controlling the fuel-air ratio, under steady-state conditions. These studies have found that the use of blends with low concentrations of ethanol (<20% v/v ethanol) have a negligible effect on the power and torque generated by the engine [9][10][11]. Likewise, a negligible effect on CO 2 emissions and a slight reduction on CO, NOx and HC emissions has been found [4,9,12,13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 95%

The Effect of Using Ethanol-Gasoline Blends on the Mechanical, Energy and Environmental Performance of In-Use Vehicles

et al. 2018

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Abstract:The use of ethanol in gasoline has become a worldwide tendency as an alternative to reduce net CO 2 emissions to the atmosphere, increasing gasoline octane rating and reducing dependence on petroleum products. However, recently environmental authorities in large urban centers have expressed their concerns on the true effect of using ethanol blends of up to 20% v/v in in-use vehicles without any modification in the setup of the engine control unit (ECU), and on the variations of these effects along the years of operation of these vehicles. Their main concern is the potential increase in the emissions of volatile organic compounds with high ozone formation potential. To address these concerns, we developed analytical and experimental work testing engines under steady-conditions. We also tested carbureted and fuel-injected vehicles every 10,000 km during their first 100,000 km of operation. We measured the effect of using ethanol-gasoline blends on the power and torque generated, the fuel consumption and CO 2 , CO, NOx and unburned hydrocarbon emissions, including volatile organic compounds (VOCs) such as acetaldehyde, formaldehyde, benzene and 1,3-butadiene which are considered important ozone precursors. The obtained results showed statistically no significant differences in these variables when vehicles operate with a blend of 20% v/v ethanol and 80% v/v gasoline (E20) instead of gasoline. Those results remained unchanged during the first 100,000 km of operation of the vehicles. We also observed that when the vehicles operated with E20 at high engine loads, they showed a tendency to operate with greater values of λ (ratio of the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio) when compared to their operation with gasoline. According to the Eco-Indicator-99, these results represent a minor reduction (<1.3%) on the impact to human health, and on the deterioration of the ecosystem. However, it implies a 12.9% deterioration of the natural resources. Thermal equilibrium analysis, at the tailpipe conditions (~100 • C), showed that ethane, formaldehyde, ethylene and ethanol are the most relevant VOCs in terms of the amount of mass emitted. The use of ethanol in the gasoline reduced 20-40% of those emissions. These reductions implied an average reduction of 17% in the ozone formation potential.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 95%

The Effect of Using Ethanol-Gasoline Blends on the Mechanical, Energy and Environmental Performance of In-Use Vehicles

et al. 2018

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“…Do ponto de vista ambiental, a utilização de etanol como alternativa à gasolina se torna um fator interessante, tendo em vista a redução na extração de petróleo e na emissão de poluentes na atmosfera. O etanol é um biocombustível derivado de matérias-primas renováveis, além disso, é um combustível oxigenado que, quando misturado à gasolina, implica em efeitos na qualidade de combustão e nas emissões de poluentes na atmosfera (CHEN et al, 2011;GHAZIKHANI et al, 2013;IODICE;SENATORE, 2014;LI et al, 2015;NAJAFI et al, 2015;ZHU et al, 2017).…”

Section: Biodieselunclassified

“…Muitos estudos apontam redução significativa no lançamento de poluentes na atmosfera com o seu uso (AGARWAL, 2007;CHEN et al, 2011;GHAZIKHANI et al, 2013;YAO et al, 2013;BILLAH et al, 2014;IODICE;SENATORE, 2014;NAJAFI et al, 2015).…”

Section: Introductionunclassified

Panorama Dos Combustíveis E Biocombustíveis No Brasil E as Emissões Gasosas Decorrentes Do Uso Da Gasolina/Etanol

Ribeiro

Schirmer

2017

BIOFIX

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RESUMO ABSTRACTA busca por alternativas para reduzir a extração do petróleo e a preocupação com a emissão de poluentes na atmosfera reforçam cada vez mais a importância da produção comercial dos biocombustíveis. Nesse cenário, desde a década de 1970, o etanol é comercializado no Brasil, e desde 2005 existem esforços para o biodiesel alcançar proporções significativas na matriz energética brasileira. A literatura referente às emissões gasosas oriundas da queima de diesel/biodiesel e gasolina/etanol reporta a redução significativa de hidrocarbonetos (HC) e monóxido de carbono (CO), quando os biocombustíveis são adicionados aos combustí-veis fósseis. O presente trabalho aborda uma breve revisão da situação atual dos combustíveis e biocombustíveis líquidos utilizados no Brasil (com ênfase no etanol), destacando alguns ganhos ambientais ao se substituir os combustíveis fósseis por renováveis.The search for alternatives to reduce oil extraction and concern with pollutant emissions into the atmosphere reinforces the importance of biofuels commercial production. In this situation, since the 1970s, ethanol has been commercialized in Brazil, and since 2005 there have been efforts for biodiesel to reach significant proportions in the Brazilian energy matrix. The literature on gas emissions from the diesel/biodiesel and gasoline/ethanol burning reports a significant reduction of hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) when biofuels are added to fossil fuels. The present paper addresses a brief review of the current situation of liquid fuels and biofuels used in Brazil (with emphasis on ethanol), highlighting some environmental gains when replacing fossil fuels with renewable ones.PALAVRAS-CHAVE: Bioenergia, Motores do ciclo Otto, Poluição atmosférica.

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“…Estas reduções podem estar relacionadas à combustão mais eficiente, pelo maior conteúdo de oxigênio presente no AEAC. Outros autores também constataram a redução nas emissões de CO decorrente da adição de etanol na gasolina (HSIEH et al, 2002;JIA, et al, 2005;WU et al, 2004;YANG et al, 2012;ELFASAKHANY, 2015;HERNANDEZ;MENCHACA;MENDOZA, 2014;MASUM et al, 2015;NAJAFI et al, 2015).…”

Section: Emissões De Monóxido De Carbono (Co)unclassified

“…Comparando os valores entre E0 e E25, estas reduções foram de 67%, 59%, 60%, 45%, 15% e 3% para as cargas 0, 240, 600, 1.200, 1.800 e 2.000 W, respectivamente. As reduções nas concentrações de HC obtidas em função da adição de AEAC à gasolina A são similares aos resultados encontrados por outros autores (HSIEH et al, 2002;JIA et al, 2005;WU et al, 2004;YANG et al, 2012; ELFASAKHANY, 2015; HERNANDEZ; MENCHACA; MENDOZA, 2014;MASUM et al, 2015;NAJAFI et al, 2015). Assim como observado para as emissões de CO, este efeito também está associado ao maior teor de oxigênio na combustão, pela adição de AEAC.…”

Section: Emissões De Hidrocarbonetos (Hc)unclassified

Avaliação Do Desempenho De Um “Small Non-Road Engine” Operando Com Misturas Gasolina E Etanol

2017

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O presente trabalho avaliou o desempenho de consumo de combustível e as emissões dos gases poluentes monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC) e óxidos de nitrogênio (NOx) provenientes da combustão de combustíveis formulados a partir de gasolina pura e misturada a 5, 10, 15, 20 e 25% v/v de etanol anidro. Para tanto, empregou-se um “small non-road engine (SNRE)”, monocilíndrico, 4 tempos, de 196 cc, acoplado a um gerador de potência máxima de 2.400 W, operando sob cargas de 0, 600, 1.200, 1.800 e 2.000 W. Para determinação das emissões gasosas, utilizou-se um analisador automático similar aos normalmente usados em inspeções veiculares. Os resultados mostraram que, com o gradual aumento de etanol à gasolina, as reduções nas concentrações de CO, HC e NOx alcançaram 75, 67, e 7% para a menor carga (0 W) e 189, 3, e 43% para a maior carga (2000 W), respectivamente, apesar de ser verificado aumento médio de 10% no consumo mássico de combustível.

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Optimization of performance and exhaust emission parameters of a SI (spark ignition) engine with gasoline–ethanol blended fuels using response surface methodology

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The Effect of Using Ethanol-Gasoline Blends on the Mechanical, Energy and Environmental Performance of In-Use Vehicles

The Effect of Using Ethanol-Gasoline Blends on the Mechanical, Energy and Environmental Performance of In-Use Vehicles

Panorama Dos Combustíveis E Biocombustíveis No Brasil E as Emissões Gasosas Decorrentes Do Uso Da Gasolina/Etanol

Avaliação Do Desempenho De Um “Small Non-Road Engine” Operando Com Misturas Gasolina E Etanol

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