двигатель на этаноле. Двигатели на этаноле


описание, устройство, принцип работы, плюсы и минусы, фото

В укор многим людям следует ставить косность ума, что мешает видеть новые возможности и применение обычных вещей. Например, двигатель на спирту. Пускай и не самое лучшее решение среди всех возможных, но вполне рабочее. Причем вариантов воплощения есть большое количество. Существует спиртовой бензин. Но не только он. Давайте обо всем по порядку.

Вводная информация

Когда говорят о двигателе на спиртовом топливе, то обычно подразумевают ситуацию, когда добавляется 5-10 % технической или винной субстанции. Если бензина в конечном итоге получилось меньше 30 %, то лучше убрать это слово из названия. Ибо называть так топливо, когда в нем мало такого горючего – это неправильно.

Отдельно стоит затронуть обозначение. Для этого используется буква Е и цифра. Последняя указывает на процентное соотношение спирта. То есть готовая субстанция может быть обозначена как Е5, Е10, Е20, Е30 и так далее. Следует отметить, что подобное обозначение используется не везде. Иногда могут добавлять букву Е к обозначению бензина. Например – А-95Е. Он не является обычным и привычным топливом. Такая маркировка говорит о том, что приходится иметь дело со спиртосодержащим топливом, у которого октановое число равно 95-му бензину.

Заправка двигателя спиртом имеет свои преимущества и недостатки. Только ознакомившись с ними, можно решать, имеет ли смысл использовать такое топливо или нет. Следует отметить, что переделка бензинового двигателя на спирт не обязательна. Конечно, без определенной подготовки не обойтись, но сделать необходимо значительно меньше, чем может показаться на первый взгляд. Но давайте обо всем по порядку.

Какие преимущества и недостатки существуют?

Двигатель на спирту, хотя и привлекает сильными сторонами, имеет также ряд ограничений в использовании. Давайте рассмотрим это более подробно. Выделяют такие преимущества:

  • Низкая цена. Спиртовое топливо стоит меньше своего нефтяного аналога на 5-15 %.
  • По сравнению с бензином меньше загрязняет внешнюю среду.
  • Двигатель может работать при достаточно низких температурах, что положительно сказывается на его износе.
  • Уменьшается шанс возгорания при серьезной аварии.
  • При езде в жару легче удерживать невысокую температуру в двигателе.
  • Увеличивает ресурс использования моторного масла, благодаря чему можно проехать большее расстояние, не прибегая к его замене.
  • Такое топливо обладает более мягким запахом.
  • Двигатель при езде генерирует меньше шума.

Но всегда необходимо учитывать и недостатки. Они в данном случае являются следующими:

  • Не рекомендуется использовать такое топливо в старых автомобилях. Это обусловлено тем, что их топливные системы не рассчитаны на использование бензина, в который добавлен технический спирт.
  • Немного растет потребление топлива.
  • Необходимо обеспечивать специальные условия для перевозки и хранения топлива. В противном случае его качество будет существенно ухудшаться.
  • Нельзя использовать в карбюраторных автомобилях. Это увеличивает расход топлива, к тому же разъедаются детали из резины и пластмассы.
  • Заправочные станции такого типа мало распространены на просторах СНГ, поэтому возникают проблемы с пополнением топлива.
  • Хуже заводится автомобиль в зимнее время года.
  • Увеличено время прогрева при минусовой температуре.
  • Автомобили на спиртовом топливе стоят дороже.
  • Наличие большого количества плохих отзывов от людей, которые имели дело с двигателями на спирту.
  • С увеличением процента спирта в топливе, ухудшаются ездовые качества машин.

Еще немного минусов

Среди негативных моментов следует вспомнить о таких:

  • При езде в жару автомобиль может ощутимо терять мощность.
  • В некачественном топливе может образовываться вода. А в таком случае двигатель внутреннего сгорания на спирту может забарахлить и выйти из строя.
  • Двигатель может сбрасывать обороты, глохнуть, не заводиться без видимых на это причин.
  • Часто засоряется топливная система.
  • Могут лопнуть топливные шланги (актуально при длительном использовании на старых автомобилях).
  • Некоторые производители предоставляют топливо неудовлетворительного качества (впрочем, это можно сказать и об обычном бензине).
  • Для использования спиртовых продуктов необходимо модернизировать систему. Под этим подразумевается регулировка топливного насоса, а также замена деталей, что подвержены коррозии.

Подводя итог, следует сказать, что перед заливкой такой субстанции необходимо хорошо подумать о том, стоит ли это делать. Для старых авто (2010 год и дальше) и карбюраторных машин она противопоказана. В остальных случаях использовать такое топливо следует на свой страх и риск. Если это не пугает, то двигатель, работающий на спирту, – это вполне реальная вещь.

Что есть сейчас?

Споры о применении этого топлива не утихают. Но тем не менее на АЗС все чаще можно встретить дешевые виды топлива, которые позиционируются как разработки нового поколения. Коммерчески реализуемая продукция являет собой смесь обезвоженного этилового спирта (от 30 % всего объема), легких фракций углеводородов, эфиров, бензинов, стабилизаторов и присадок. Последние необходимы для того, чтобы предотвратить коррозию и сохранить резиновые детали двигателя и топливной системы.

Двигатель на этиловом спирте позволяет тратить меньше денег на заправку. А учитывая намечающуюся тенденцию на содержание биокомпонентов, вполне возможно предположить, что скоро такое топливо будет более распространено. Но здесь есть свои нюансы. Так, один автомобиль сможет продолжить работу в штатном режиме без определенных изменений, тогда как аналогичная машина, выпущенная на год раньше, будет глохнуть и сбрасывать обороты. Поэтому принимать решение о целесообразности использования такого топлива необходимо каждому человеку самостоятельно.

Рекомендуют не заправляться на мелких заправках, если нет уверенности в них. Ведь очень часто качество топлива у них несколько хуже, что может привести к серьезной поломке. Поэтому, несмотря на все его преимущества, многочисленные недостатки не позволяют полностью перейти на использование горючего на спирту. Хотя этот двигатель постепенно завоевывает популярность.

А что в мировой практике?

Если попутешествовать в США и по западной Европе, то можно подметить, что там широко распространено использование биоэтанола. Наиболее популярно низкосодержащее топливо, обозначаемое как Е5, Е7, Е10. Теоретически его можно залить в любой новый автомобиль. Если число больше десяти, то желательно уточнять, допускает ли автопроизводитель использование биотоплива. В Бразилии, США и некоторых странах Европейского союза продают даже Е85. Как не сложно догадаться, такое топливо содержит 85 % этанола и 15 % бензина.

Но здесь не все так просто. Система эта относительно новая, поэтому двигатель на этиловом спирте в некоторых случаях следует поберечь. Почему? Дело в том, что могут быть определенные отклонения от установленного числа. Так, для Е5 (7,10,15,20,25) подобное не допускается. А вот если надпись гласит о том, что топливо Е30, то процентное содержание может колебаться в диапазоне 30-40. Для Е60 это 50-60. А под Е85 понимают 70-85. Да и если встречается, к примеру, А-95Е, то не лишним будет поинтересоваться процентным соотношением такого топлива. Ибо октановое число – это одно, а вот количество спирта на литр – совсем другое.

Дополнительно могут быть введены другие типы обозначения. В таком случае следует узнавать все детали. И не просто ограничиться тем, что переспросил у работников заправки, но затребовать паспорт качества топлива и убедиться в том, что оно соответствует установленным стандартам.

Ответы на вопросы "почему?" и "зачем?"

Бензиновый двигатель на спирту берет свое начало еще с нулевых годов. Дело в том, что сам по себе бензин – это крупный источник искусственных канцерогенных веществ. При добавлении биоэтанола он обогащается кислородом и лучше горит. При этом уменьшается количество выбросов окиси углерода плюс-минус на 30 %. Учитывая такое положение, законодательно в 2005 году установили, что в бензине должно быть 2 % спирта. В 2010-м этот показатель вырос до 5 %. А к 2020 году его планируют увеличить вообще до десяти процентов! Хотя там есть определенные послабления для неадаптированного автопрома. То есть для старых автомобилей допускается поставка бензина без биоэтанола. Но при этом очень важно, чтобы в его состав не входила вода.

На практике такого результата добиться сложно, поэтому стандартом установлено, что ее в биоэтаноле должно быть не более 0,2 %. Ибо это влияет на качество топлива, и особенно актуальна эта проблема в зимний период. Необходимо учитывать, что спирт является чрезвычайно гигроскопическим веществом. И это создает определенную опасность. Существует теоретический риск, что смесь в моторе разделится на водно-спиртовые шарики и бензин. Вследствие этого можно наблюдать перерасход топлива (ведь вода не вырабатывает энергию), детонацию, или машина вообще может не завестись. За качеством топлива следует внимательно следить, иначе напитанный водой спирт быстро превратится в льдинки.

Немного о топливе

Работа двигателя на спирту имеет свои особенности. Очень большое внимание во всей этой схеме следует уделять используемому топливу. Этанол является отличным растворителем и окислителем. Из-за этого, когда он в бензине присутствует в большом количестве, повреждаются уплотнительные прокладки и прочие пластмассовые детали. Чтобы этого не произошло, необходимо использовать нержавеющую сталь.

К тому же, если автомобиль выходит из строя из-за спиртосодержащего бензина, предусмотренные страховые суммы могут не выплачиваться (или даже сама гарантия аннулируется). И опять же, не следует забывать о том, что такое топливо используется в несколько увеличенном количестве. А с наступлением холодов лучше переходить обратно на обычный бензин.

Как сделать двигатель на спирту своими руками?

В целом, вариантов здесь может быть множество. Чтобы не лезть в дебри по созданию собственных конструкций, воспользуемся самым легким путем – адаптацией двигателя внутреннего сгорания. Обычно предусматривают два варианта: частичная или полная замена дизельного топлива и бензина. Под первым подразумевается доведение доли спирта до показателя в 20 %. Для получения высоких антидетонационных качеств необходимо использовать принудительное (искровое) зажигание. Также полезно будет промыть топливную систему и устранить в ней все загрязнения. Существенным преимуществом является то, что стандартные двигатели не нужно менять в конструктивном плане для того, чтобы они могли работать на бензо-спиртовой смеси.

Так, к примеру, «Автоваз» проводил испытания АИ-95, в котором было 10 % этанола без перерегулировки двигателя. Интерес представляли токсичность, расход топлива, динамика автомобиля. И в этом случае установили, что добавка приводит к обеднению топливовоздушной смеси, незначительно ухудшает ездовые качества (во всех режимах работы). А вот 5 % на продукцию "Автоваза" не повлияли. Поэтому, если сильно не увлекаться, можно спокойно создавать работающий двигатель на спирту.

А что с дизелем?

Этот вариант является более сложным. Следует признать, что адаптировать дизельный мотор для использования спиртосодержащих смесей не так легко, как хотелось бы. Почему? Дело в том, что этанол обладает низким цетановым числом. Чтобы улучшить положение, используется электронная система зажигания, а головка цилиндров модернизируется для того, чтобы их там разместить. Также могут понадобиться новые топливные насосы высокого давления, форсунки, система подачи горючего. Не исключено, что придется дорабатывать и геометрическую форму камеры сгорания в днище поршня. Следует сказать, что работает он практически без выделения дыма.

Также уменьшается температура, благодаря тому, что повышается теплота испарения. Хотя могут наблюдаться определенные проблемы с некоторыми отходами после работы. Больше всего внимание заслуживает СН. Но, впрочем, его можно радикально понизить, если использовать простейший нейтрализатор окислителя. Не следует забывать и о повышенном расходе топлива. К тому же для переработанного дизеля характерна повышенная дымность. То есть, как видите, дело это не легкое. Двигатель на спирту для авто является делом значительно более легким.

А для мелкой техники что?

Мотоциклы, скутеры, мопеды и им подобные средства передвижения тоже заслуживают внимания. Может ли быть организована работа двухтактного двигателя на спирту для такой небольшой техники? Да, это вполне реально. И не очень сложно. Благодаря конструктивным особенностям и принципиальной похожести на автомобильные двигатели, можно заставить работать скутеры, мотоциклы и мопеды на спирту. А если кто-то думает, что после этого будет неприятный запах алкоголя – это не верно. Заниматься подобными изменениями можно, будучи хорошо ознакомленным с конструкцией транспортного средства, а также имея полное представление о том, что необходимо сделать для перехода на биотопливо.

fb.ru

Спирт в качестве топлива: автомобили-алкоголики

В последнее время в мировой прессе всё чаще публикуются сообщения об опасности и даже вредности массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение очень скоро оспаривается другим, не менее авторитетным. Критика настолько жёсткая, что поневоле вызывает недоумение. Как такое может быть: ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путём к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Попробуем разобраться.

Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные доводы. Они не опровергают факта, что при использовании этилового спирта выхлоп автомобилей становится намного чище. Это действительно так. Главная же беда — в самом производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа. А значит, вся экологическая эффективность использования спиртосодержащих смесей сводится на нет. И бравые лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но даже смешны.

Вообще говоря, этиловый спирт можно получать из любых растений, лишь бы там в достаточном количестве содержались сахар и крахмал. Картофель, ячмень, пшеница, свёкла — всё подходит. Но лучший вариант — сахарный тростник. Можно также перерабатывать различные отходы, например древесные опилки, но пока что это экономически невыгодно. А потенциально рентабельные методы находятся в стадии разработки.

Правы они? И да и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (ещё они называются GHG — от greenhouse gas) в количествах, сопоставимых с выбросами бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но у всякой монеты есть и обратная сторона. Дело в том, что в процессе производства и сжигания 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу попадает ровно столько же CO2, сколько до этого было поглощено теми же самыми растениями в результате реакции фотосинтеза. По сути производство этилового спирта есть не что иное, как «фотосинтез наоборот», с той лишь разницей, что в одном случае требуется солнечный свет, а в другом — выделяется тепло.

Когда биоэтанол получит глобальное распространение, а всё к этому и идёт, то «с банкой чистого спирта» можно будет не только ходить в гости, но и помогать тем несчастным на дороге, у которых совсем опустел бак. Если вас смущает цвет, то помните, что в отличие от пищевого топливный спирт не подвергается чересчур уж тщательной обработке.

Получается, биоэтанол абсолютно нейтрален в качестве источника парниковых газов. Значит — лучше от него не станет, но и хуже не будет, в отличие от продуктов переработки нефти. Есть у этилового спирта и ещё одно преимущество: положительный энергетический баланс. В зависимости от вида сырья последний может колебаться от 1,24 до 8. То есть при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем затрачивается при его производстве. В этом смысле «скандальное топливо» на порядок превосходит бензин или солярку. Только вообразите себе расходы на разведку, добычу, транспортировку, переработку нефти, и вы поймёте, что топливный баланс нефтяных продуктов значительно меньше единицы.

Сам процесс заправки этанолом не содержит в себе ничего особенного — всё ровно так же, как и в случае с бензином. Однако сеть таких заправок сегодня ещё только развивается. Например, в США точек, где продают E85, сегодня насчитывается примерно полторы тысячи.

Но и без недостатков у C2H5OH не обходится. При сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина. Выходит, что если заправлять автомобиль топливом с содержанием этанола (к примеру, широко пропагандируемой смесью с бензином E85), то расход топлива неизбежно возрастёт вплоть до этих самых 34% — всё будет зависеть от концентрации спирта в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной столкнутся лишь владельцы машин с двигателями, изначально рассчитанными на традиционный бензин и лишь затем адаптированными под новомодное топливо.

 

Из примерно тысячи европейских этанольных заправок почти 800 находятся в Швеции. Эта страна планирует лет через 20 вообще отказаться от нефти. Скандинавы уповают на гибриды, потребляющие этанол. На этой фотографии люди из Scania представляют новейший городской автобус.

Нельзя забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с куда большей степенью сжатия. Так что, в принципе, двигатели, рассчитанные исключительно на новый источник энергии, должны быть уж никак не хуже нынешних бензиновых или дизельных собратьев. И в плане экономичности, и в плане мощностных характеристик. А уж про экологию и говорить не приходится! Примерно на 80% уменьшаются выбросы углеродных соединений, а конкретно CO2 снижаются на 30%. Но заливать в такие машины бензин категорически нельзя — детонация мигом убьёт технологичный мотор.

Не секрет, что наиболее дешёвым способом транспортировки жидких топлив является закачка их в трубопровод. Но в случае с этанолом появляется проблема. Он гигроскопичен, то есть впитывает из атмосферы воду и, следовательно, обладает повышенной коррозионной агрессивностью. Поэтому пока что топливный спирт перевозят автотранспортом или по железной дороге.

Получается забавная ситуация: на бензине Flexifuel-машина едет хорошо, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), во-первых, плохо, а во-вторых, «жрёт» ощутимо больше. Да, биоэтанол дешевле бензина, но не намного. Зря вы думаете, что с этим топливом сэкономите сколько-нибудь значимую сумму. Может даже случиться и так, что будут одни убытки. Смотря как ездить — на одной лишь «зелёной» ориентации недалеко окажешься. Поэтому не удивляйтесь, что внедрение, казалось бы, перспективной идеи сопровождается законодательным регулированием, например в США и Бразилии.

Не стоит думать, что при заправке биоэтанолом машина наотрез отказывается ехать, подобно водородным аналогам. По сравнению с бензином E85 действительно обладает меньшей энергетической ценностью, но для её сгорания требуется меньше кислорода, поэтому в цилиндры можно впрыскивать большие количества топлива. В итоге мощность падает, но не настолько, чтобы водители приходили в ярость.

Стоит тормознуть и поговорить подробнее, ибо в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с 1975-го в стране функционирует масштабная биотопливная кампания. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.

 

В Бразилии существует целая отрасль по выращиванию сахарного тростника, со своими традициями и правилами. При производстве широко используется дешёвый ручной труд, что приносит сумасшедшие доходы местным «сахарным королям». Иностранцы спят и видят, как бы принять участие в этанольном буме, но местные бизнесмены наотрез отказываются продавать свои предприятия. А если и соглашаются, то заламывают поистине космические цены. Стоит заметить, что правительство их полностью поддерживает.

Назвать экономику этой страны зависимой от нефти никак нельзя. Выращивая и перерабатывая сахарный тростник, Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электричеством. Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?

 

Сахарный тростник в Бразилии выращивают тысячи частных хозяйств. И это порождает некоторые проблемы. Ведь из тростника и сахар делают. Поэтому когда в 1980-х годах резко выросли цены на сахар, производство этанола сократилось до такой степени, что людям стало элементарно нечем заправлять свои машины. Сейчас правительство регулирует ситуацию и даже вложило в 2007 году 25 миллионов долларов в развитие новых технологий. В США же эта сумма равняется $385 миллионам.

Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало.

В Америке производят этанола хоть и много, но всё-таки чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского эталона выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама (Barack Obama), — не исключение. Принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).

Чтобы машину можно было заправлять топливом, содержащим более 10% этанола, необходимы некоторые переделки. «Мозг» мотора должен научиться определять концентрацию спирта и подбирать соответствующие режимы работы. Поскольку спирт содержит воду, модернизации требует и топливная магистраль. Кроме того, если автомобиль эксплуатируется в холодных условиях, надо подогревать топливо перед запуском.

Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всей этой затеи с биоэтанолом? Пока что всё туманно. Ясно одно — рассчитывать на тотальный переход к спиртовым двигателям нереально. Если предположить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы только США перевести с нефти на этанол, нужно 75% сельскохозяйственных земель нашей планеты засеять соответствующими культурами. Грубо говоря, если даже всю Луну засадить тростником, этого окажется недостаточно.

Массовое культивирование культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — раз спрос на кукурузу растёт, они будут её сеять везде, где смогут. А кто при этом подумает о миллионах голодающих жителей Земли? Поэтому многие исследователи и негодуют, утверждая, что «выращивать» биотопливо в то время, когда людям есть нечего, — низкое, подлое и вообще аморальное занятие.

 

Впрочем, к любой критике надо относиться со здоровой долей скептицизма. Сами по себе биотопливные программы вполне разумны и при грамотной реализации способны принести ощутимую пользу. Стоит только иметь в виду, что повсеместное внедрение этанола окажет ощутимое влияние на мировую экономику. И, разумеется, найдутся те, чьи интересы пострадают. Пример: так называемый саммит «табачных королей» 1988 года, где боссы крупнейших компаний обсуждали, как бы нейтрализовать политику ВОЗ по борьбе с курением. И есть ли гарантия, что подобные действия не предпринимают сейчас все те, кто почувствовал угрозу нефтяному бизнесу? Всё-таки, как ни крути, а внедрение биотоплива — это вопрос не столько научный и экономический. Здесь вступает в дело большая политика.

 Спирт обладает целым рядом преимуществ по сравнению с нефтяным топливом, и только большая стоимость, малая теплоотводность, высокая гигроскопичность и повышенное содержание альдегидов препятствуют его массовому применению в качестве топлива для ДВС. А достоинства спирта следующие.

Адаптация ДВС

Существуют два способа применения спирта в качестве горючего для автомобильных моторов – при частичной (до 20%) и при полной замене бензина и дизельного топлива. Высокие антидетонационные качества определяют преимущественное использование спирта в двигателях внутреннего сгорания с принудительным (искровым) зажиганием. Стандартный двигатель не нужно переделывать для работы на бензо-спиртовой смеси.

На АО «АвтоВАЗ» были проведены испытания бензина АИ-95 с 10-процентным содержанием этанола на токсичность, расход топлива и обеспечение динамики автомобиля без перерегулировки двигателя. Было установлено, что добавка к бензину 10% спирта приводит к обеднению топливовоздушной смеси и незначительно ухудшает ездовые качества машины практически на всех режимах движения. При переходе на АИ-95Э с 10-процентным содержанием этанола требуется перерегулировка карбюратора.

Согласно результатам стендовых испытаний «АвтоВАЗа», применение бензина АИ-95Э с 5-процентным содержанием спирта не приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик автомобиля и не требует изменения исходных регулировок двигателя.

А вот для работы на чистом спирте требуется увеличение вместимости топливного бака и степени сжатия до 12 – 14 ед. (чтобы полностью использовать детонационную стойкость топлива) и перерегулировка карбюратора или перепрограммирование ЭБУ инжекторного двигателя. Горючую смесь необходимо немного обогатить: для сгорания 1 кг спирта требуется 9 кг воздуха, а для сгорания 1 кг бензина – 14,93 кг.

Низкое давление насыщенных паров и высокая теплота испарения спирта делают практически невозможным запуск бензиновых двигателей уже при температуре окружающей среды ниже +10°С. Для улучшения пусковых качеств в спирт добавляют 4 – 6% изопентана (С5Н12) или 6 – 8% диметилового эфира (СН3-О-СН3 или С2Н6О), что обеспечивает нормальный пуск двигателя при температуре от –25°С и выше. Для этой же цели спиртовые моторы оборудуют специальными пусковыми подогревателями. В случае неустойчивой работы двигателя при повышенных нагрузках (из-за плохого испарения спирта) применяется дополнительный подогрев топливной смеси с помощью, например, отработавших газов.

Дизель и спирт

Адаптировать дизельный мотор для сжигания в его цилиндрах спирта гораздо сложнее. Венским техническим университетом были проведены экспериментальные исследования на 4-цилиндровом тракторном дизеле фирмы Steyr.

Ввиду того, что цетановое число этанола низкое, двигатель был дополнительно оснащен электронной системой зажигания, а головку цилиндров модернизировали для размещения свечей зажигания. Кроме того, была изменена геометрическая форма камеры сгорания в днище поршня, установлены новые топливный насос высокого давления, форсунки и топливоподкачивающий насос повышенной производительности. Исследования показали, что дизель работает на этаноле практически бездымно. По сравнению с работой на дизельном топливе выброс NOx снижается, что является результатом уменьшения температуры вследствие повышенной теплоты испарения этанола. Выброс СО такой же, как у бензинового ДВС, выброс СН относительно высок, однако может быть радикально снижен при применении простейшего окислительного нейтрализатора. При переходе на дизельное горючее дымность и расход топлива у переоборудованного дизеля значительно выше, чем первоначально. Объемный расход у этанола почти в 2 раза больше, чем у дизельного топлива, что является следствием его более низкой теплоты сгорания, а удельный приведенный расход лишь немногим выше.

Модернизировать двигатель могут не только автопроизводители, но и специализированные фирмы. Например, в США бензиновые двигатели и дизели для работы на альтернативном топливе переоборудует фирма Jasper Engines and Transmissions. Переделываются моторы от 8-цилиндровых V-образных до рядных 6- и 4-цилиндровых. После переоборудования двигатели могут работать на метаноле, этаноле, сжатом и сжиженном природном газах.

 Мировой опыт

Идея использования спирта в качестве топлива не нова. Самый богатый опыт его применения в ДВС имеет Бразилия. После мирового нефтяного кризиса 1973 – 75 годов в этой стране в начале 80-х приняли программу «Топливо на основе этанола». В результате здесь до конца прошлого столетия этанол ежедневно заменял до 250 тыс. баррелей импортируемой нефти. В 90-х годах в Бразилии этиловый спирт служил горючим более чем для 7 млн. машин, а его смесь с бензином (газохол) – для еще 9 млн. авто. Этанол в этой стране изготавливают из сахарного тростника, а продают через заправочную сеть, насчитывающую 25 тысяч станций.

Вторым мировым лидером по использованию этанола в автотранспорте являются США. Здесь также реализуется программа замены бензина спиртом, который получают при переработке излишков кукурузы и других зерновых культур. Чистый этанол в этой стране используется как горючее в 21 штате, а на бензоэтаноловую смесь приходятся 10% топливного рынка США.

Раньше заинтересованность в использовании более дорогого этанола ($60 за баррель) в качестве моторного горючего за рубежом была обусловлена налоговыми льготами. В США они компенсируют продавцам убыток в случае, если те продают этанол по цене бензина. Сейчас, после скачка цен на нефть ($40 – 50 за баррель), с учетом переработки сырья для получения бензина, стоимость этих видов топлива практически сравнялась. Поэтому использование спирта оказалось еще целесообразнее.

Применение спирта в качестве топлива получило поддержку и в некоторых европейских странах – в частности, Франции и Швеции. 7 ноября 2001 года две комиссии ЕС приняли так называемые биодирективы относительно использования биотоплива в странах Евросоюза. Они предусматривают обязательное применение этого горючего как добавки к бензину в будущем.

 

 Топливный спирт

Этанол (С2Н5ОН) – винный, или питьевой спирт, являющийся важнейшим представителем одноатомных спиртов. Эта бесцветная жидкость, которая смешивается в любых соотношениях с водой, спиртами, эфирами, глицерином, бензином и другими органическими растворителями, горит бесцветным пламенем. Этанол, обладая высоким октановым числом и энергетической ценностью, является отличным моторным топливом. Для получения бензина АИ-95 требуется добавить в бензин АИ-92 около 10% этанола.

Метанол (СН3ОН), или древесный спирт – простейший представитель предельных одноатомных спиртов, бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом. Смешивается с водой во всех соотношениях, а также с другими спиртами, бензолом, ацетоном и другими органическими растворителями. Основной способ производства метанола – синтез из водорода и оксида углерода. Сырьем для этого служат природный, коксовый и другие газы, содержащие углеводороды (например, синтез-газ), а также кокс, бурый уголь, древесина, сланцы, биомасса и др.

 

 Характеристики рабочего процесса дизеля при работе на смеси дизтоплива с этанолом и при работе на чистой солярке

Из приведенных данных хорошо видно, что введение спирта в дизельное топливо приводит к росту давления (Р) в ВМТ более чем на 20%. Резко увеличивается скорость нарастания давления, т. е. возрастает жесткость работы двигателя. Горение этанольного топлива начинается раньше. При этом момент на валу двигателя снижается. Иными словами, введение этилового спирта в дизельное топливо ухудшает его технико-экономические показатели. Однако при этом несколько улучшаются экологические показатели работы мотора. Для получения максимального эффекта от введения спирта в дизельное топливо необходимо провести регулировку двигателя.

Источник

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

auto.mirtesen.ru

Биоэтанол

Биоэтанол – жидкое топливо из спирта, который добывают из растений. Чаще всего основной для производства биоэтанола становятся кормовые культуры, богатые крахмалом. К ним относится кукуруза, сахарный тростник, свекла, картофель и другие.

Зачем искать замену дизельному топливу?

Главное преимущество биоэтанола в том, что сырье, используемое для его производства относится к так называемому возобновляемому виду. Растения можно выращивать каждый год, в отличие от нефти, которую добывают из земли. Ресурсы нефти не безграничны, а производство культурных растений - процесс теоретически  относящейся к полезным ископаемым. Поиски возобновляемого сырья для производства альтернативного топлива - крайне актуальная и перспективная стратегия.

Один из перспективных путей развития поиска альтернативного топлива - получение биоэтанола из водорослей хлорелла. Этот вид водорослей по сей день никак не используется человеком

На данный момент о полном переходе на топливо растительного происхождения речи не идет, хотя многие транспортные компании в США и Европе проводят эксперименты по длительной эксплуатации автомобилей из своих парков на биоэтаноле.

На данный момент экспериментально доказано, что, смесь из 10-30% биоэтанола и 90-70% дизельного топлива не наносит никакого ущерба дизельному двигателю. Кроме того, использование смеси с биоэтанолом способствует снижению уровня вредных выбросов в атмосферу. В некоторых странах с развитым сельским хозяйством (Аргентина, Бразилия) биоэтанол применяется в смеси как с дизельным топливом, так и с бензином. Недостаток биоэтанола, не позволяющий использовать его в чистом виде - существенное повышение вязкости при температуре ниже +15 градусов.

Лидеры в производстве биоэтанола

Сегодня спрос на биоэтанол возрастает с каждым днем. Лидером по производству является Бразилия, но в скором времени она может уступить позиции США. Не менее активно в данной области развивается и Канада, в которой уже реализуются программы, направленные на увеличение производства биотоплива. В числе лидеров на Европейском континенте Германия, Италия, Франция и Испания. Соответствующие программы приняты в Китае и Индии.

Преимущества и недостатки биоэтанола

Биоэтанол - нетоксичное, растворяющееся в воде вещество, не оказывающее разрушительного воздействия на окружающую среду. Добавление биоэтанола в другие виды топлива способствует снижению вредных выбросов и соединений примерно на 30%. К преимуществам также следует отнести возможность налаживания безотходного производства.

Биоэтанол используется для заправки Saab 9-3 (с двигателем BioPower), Ford Focus и Ford C-MAX Flexifuel

Одним из основных недостатков биоэтанола следует считать расслоение топлива при низких температурах с образованием на поверхности слоя парафина. По этой причине применение его в чистом виде возможно только летом. Использование большого количества присадок снижает экономическую эффективность, поэтому на данный момент биоэтанол преимущественно используется в смеси с дизельным топливом. Что касается энергетических свойств, при сгорании 1 литра биоэтанола выделяется на 37% меньше тепла по сравнению с дизельным топливом. 

Смешивание биоэтанола с бензином

Добавление биоэтанола в бензин экономически выгодно. Стандартизированная топливная смесь бензина и этанола получила название «Е10». Больше всего автомобилей с двигателями, работающими как на бензине, так и Е10, продается в США. Топливо Е10 допущено к использованию всеми крупными автомобильными компаниями.

Биоэтанол в России

Первый российский завод, занимающийся производством биоэтанола, был открыт во Владикавказе, в 2012 году. Основное производственное сырье - кукурузное зерно, при переработке которого на заводе получают не только этанол, но и глютен, глюкозу и др. продукты. В сутки выпускается порядка 200 тонн биоэтанола. В Северной Осетии действует программа, в соответствии с которой поступающий в продажу бензин должен содержать 5-7% биоэтанола. Однако из-за растущих цен на крахмальные зерновые культуры и высоких акцизов на спирт данная отрасль развивается не слишком интенсивно. Тем не менее, в России планируется строительство еще нескольких заводов по производству биоэтанола.

Особенности эксплуатации биоэтанола в двигателя

На смеси этанола с бензином могут ездить только FFV-автомобили (от английского сочетания "Flexible-fuel vehicle", то есть "автомобиль с гибким выбором топлива") . В этанольно-гибридных машинах устанавливается специальный датчик кислорода, а также подвергаются замене некоторые прокладки. Помимо этого, бортовой компьютер должен уметь определять процент содержания спирта в топливе.

Существует марка спортивного бензина, который на деле ни что иное, как смесь высокооктанового бензина с биоэтанолом. Марка называется Е85

Необычная ситуация сложилась в США, когда производитель «GM» выпустил несколько миллионов гибридных автомобилей, работающих на смеси биоэтанола. При этом в инструкции не было указано, что необходимо использовать нестандартное топливо. В результате разразился скандал, и производитель был вынужден разослать информацию каждому покупателю.

Интересные факты о биоэтаноле

Плотность этанола 0,8 кг/л. Это означает, что вес десятилитровой канистры с биоэтанолом составит всего 8 кг без учета веса канистры.

Биоэтанол необходимо правильно хранить, иначе он будет испаряться.  Испарение существенно замедляется при температуре ниже -20 градусов. В отличие от дизельного топлива, которое почти не испаряется, эффективное хранение биоэтанола возможно только в канистре с крышкой.

Один из альтернативных путей создания топливной стратегии будущего - использование растительной биомассы для выработки электричества и зарядки электромобилей

Чтобы этанол превратился в лед, необходима температура -114,5 градусов. Температура воспламенения +425 градусов. Для сравнения, спичка загорается при +80 градусах.

В Америке смеси биоэтанола занимают около 30% общего объема топлива. Благодаря налаженному производству и активному развитию отрасли топливо в США стоит на 14% меньше, чем стоило бы без использования биоэтанола.

blamper.ru

двигатель на этаноле Видео

...

4 лет назад

Спонсор выпуска Александр Хвастович вот его канал: http://www.youtube.com/user/Alexanderusaup - подписывайтесь! TheWikihow - авто...

...

2 лет назад

Мой небольшой опыт по использованию спиртового бензина (БРСМ 35% спирта) в двигателе ВАЗ 16V.

...

2 лет назад

Что происходит в цилиндре ДВС?! Бензин, этанол, ацетилен Залипательно, познавательно, перевод не требуется.

...

2 лет назад

Курение, Никотин, Табак, Алкоголь, Наркология, Помощь нарколога, Помощь психолога, Кодирование, Как бросить...

...

1 лет назад

Мир ищет альтернативу нефти и плавно переходит на биотопливо. В Бразилии, например, горючее на 85% этаноловое...

...

3 лет назад

Впрыск спирта питьевого пшеничного (этанол) в двигатель 6G72 - MMC Delica. Работа двигателя на спирте.

...

7 лет назад

После отмены субсидий на производство этанола дебаты о его эффективности в качестве автомобильного топлив...

...

3 лет назад

Ауди s3 первый заезд на этаноле е85 Turbovag Киев.

...

8 лет назад

Группа "Теория ДВС" ВКонтакте: http://vkontakte.ru/club17394809.

...

7 меc назад

В этом видео мы поэкспериментировали и заправили в ВАЗ 2105, головы (самогон)! Получилось весьма и весьма непл...

...

7 лет назад

Сеть АЗС ВЕСТА приступила к выводу на рынок этанол-бензина Е-95 Инноватив с 30% содержанием этанола (евростанд...

...

1 лет назад

Быстрое сравнение двух видов топлива.

...

2 лет назад

Раскоксовали двиг в попытке покататься) Свежие новости о нас ВК - vk.com/delaidich Музыка: Tobu – Nostalgia.

...

1 лет назад

Если не обращать внимания на наличие воды в бензобаке, а какое-то ее количество там есть всегда, в один прекр...

...

5 лет назад

двигатель работающий на самогоне.

...

8 меc назад

Заводим автомобиль ("Пятерку") на разных спиртных напитках. Что будет, если вместо бензина залить спирт,...

...

4 лет назад

Спонсор выпуска автомобильный канал Привет Тачка - http://www.youtube.com/user/PrivetTachka Подписываемся!) Дополнительные...

...

7 лет назад

Группа ВК: http://vk.com/sdh_pro Работа двигателя на смеси 50 мл этилового спирта и 3-4 мл машинного масла. Двигатель...

inlove.kz

двигатель на этаноле видео YouTube видео

...

4 лет назад

Спонсор выпуска Александр Хвастович вот его канал: http://www.youtube.com/user/Alexanderusaup - подписывайтесь! TheWikihow - авто...

...

2 лет назад

Мой небольшой опыт по использованию спиртового бензина (БРСМ 35% спирта) в двигателе ВАЗ 16V.

...

2 лет назад

Что происходит в цилиндре ДВС?! Бензин, этанол, ацетилен Залипательно, познавательно, перевод не требуется.

...

2 лет назад

Курение, Никотин, Табак, Алкоголь, Наркология, Помощь нарколога, Помощь психолога, Кодирование, Как бросить...

...

1 лет назад

Мир ищет альтернативу нефти и плавно переходит на биотопливо. В Бразилии, например, горючее на 85% этаноловое...

...

3 лет назад

Впрыск спирта питьевого пшеничного (этанол) в двигатель 6G72 - MMC Delica. Работа двигателя на спирте.

...

7 лет назад

После отмены субсидий на производство этанола дебаты о его эффективности в качестве автомобильного топлив...

...

3 лет назад

Ауди s3 первый заезд на этаноле е85 Turbovag Киев.

...

8 лет назад

Группа "Теория ДВС" ВКонтакте: http://vkontakte.ru/club17394809.

...

7 меc назад

В этом видео мы поэкспериментировали и заправили в ВАЗ 2105, головы (самогон)! Получилось весьма и весьма непл...

...

7 лет назад

Сеть АЗС ВЕСТА приступила к выводу на рынок этанол-бензина Е-95 Инноватив с 30% содержанием этанола (евростанд...

...

2 лет назад

Раскоксовали двиг в попытке покататься) Свежие новости о нас ВК - vk.com/delaidich Музыка: Tobu – Nostalgia.

...

1 лет назад

Быстрое сравнение двух видов топлива.

...

5 лет назад

двигатель работающий на самогоне.

...

1 лет назад

Если не обращать внимания на наличие воды в бензобаке, а какое-то ее количество там есть всегда, в один прекр...

...

8 меc назад

Заводим автомобиль ("Пятерку") на разных спиртных напитках. Что будет, если вместо бензина залить спирт,...

...

4 лет назад

Спонсор выпуска автомобильный канал Привет Тачка - http://www.youtube.com/user/PrivetTachka Подписываемся!) Дополнительные...

...

7 лет назад

Группа ВК: http://vk.com/sdh_pro Работа двигателя на смеси 50 мл этилового спирта и 3-4 мл машинного масла. Двигатель...

youtuberu.ru