A case study of diesel engine pistons manufacturing and operation – comparative environmental assessment

The main aim of the study was to compare two technologies of diesel engine piston manufacturing. Additionally, a simplified analysis was also made for the operation stage. The environmental impact was determined using a life cycle assessment. The research was conducted in four phases: goal and scope definition, life cycle inventory, life cycle impact assessment and interpretation. From the perspective of production itself, the aluminium pistons have been revealed to be a better option. However, differing emission characteristics and lower impact while in operation have compensated for the differences resulting from production and equalised the environmental impact of both solutions. Despite less environmentally friendly production, the fact that steel pistons are used in newer generations of engines means that, in terms of the two analysed life cycle stages, both solutions are environmentally comparable. The environmental hot spots of the production processes turned out to be different, although in both cases, they are associated with energy consumption. The research is of an applied nature with reference to real production processes and with highlights of the importance of factoring in the perspective of life cycle.

---

Celem badań było porównanie oddziaływania na środowisko dwóch technologii produkcji tłoków przeznaczonych do silników wysokoprężnych. Wpływ na środowisko określono przy użyciu środowiskowej oceny cyklu życia. Badanie zrealizowano w czterech fazach: określenie celu i zakresu, analiza zbioru wejść i wyjść, ocena wpływu cyklu życia i interpretacja. Z punktu widzenia etapu produkcji, wytwarzanie tłoków aluminiowych okazało się lepszą środowiskowo opcją. Jednakże odmienne parametry emisyjne silników i mniejsze oddziaływania podczas użytkowania skompensowały różnice wynikające z produkcji i zrównały oddziaływanie obu alternatyw. Mimo mniej przyjaznego środowiskowo wytwarzania, fakt wykorzystywania tłoków stalowych w nowszej generacji silników powoduje, że w perspektywie dwóch analizowanych etapów cyklu życia oba rozwiązania są porównywalne. Środowiskowe punkty krytyczne obu procesów produkcyjnych okazały się różne, mimo, że w obu przypadkach ostatecznie wiążą się one z energochłonnością. Wartością badań jest ich walor aplikacyjny i odniesienie do rzeczywistych procesów produkcyjnych. Analiza uwidoczniła istotne znaczenie uwzględnienia perspektywy cyklu życia podczas oceny procesów technologicznych.