Двигатель спиртовой: «Убить» двигатель или сэкономить деньги – последствия заправки биоэтанолом

«Убить» двигатель или сэкономить деньги – последствия заправки биоэтанолом

В Украине официально разрешат разбавлять бензин. Автомобилисты в панике: спиртосодержащий бензин «убивает» двигатель.

Фракция БПП поддержала ГП «Укрспирт» и зарегистрировала в Раде законопроект, которым узаконят разбавление бензина биоэтанолом. На прошлой неделе, только говорили о инициативе и.о. председателя госпредприятия «Укрспирт» Юрия Лучечко, которая вызвала резонанс в обществе. Но теперь это не просто слова, а законодательная инициатива ряда нардепов от фракции БПП. В среду, 29 ноября, в парламенте зарегистрировали законопроект №7348. Документ отвечает за введение обязательной нормы добавления биоэтанола в бензин (4%). Более того, сегодня его направили на рассмотрение .

Никому не новость, что инициатор такой сомнительной инициативы ГП «Укрспирт», таким образом руководство якобы хочет поднять убыточные спиртовые предприятия, между прочим за счет украинских водителей. У Лучечко утверждают, что это загрузит мощности заводов, которые подлежат перепрофилированию.

Отметим, согласно проекту закона введение начнется со следующего года — доля составит 3,4%, а с 2020 года — 4,8%, а для дизтоплива — минимум 2,7%.

Пока новшество обсуждалось в теории, особо никто не волновался. Говорили, что в стране нет мощностей, которые бы производили необходимое количество биоэтанола, и норма будет действовать только на бумаге. Но 30 октября руководители госпредприятия «Укрспирт» заверили, что готовы обеспечить страну топливным спиртом, а в перспективе еще и экспортировать его в Европу. И тут украинские автовладельцы заволновались: а что станет с двигателем, если постоянно заправляться бензиново-спиртовой смесью? Альтернативы ведь не будет.

На автофорумах активно обсуждают возможные последствия   езды на спиртосодержащем бензине. Основные факторы риска – засорение топливной системы, коррозия внутренних деталей двигателя, повышенный расход топлива, снижение мощности двигателя и плохой запуск двигателя в мороз.

В Украине если вы позвоните в фирменный техсервис вашей марки автомобиля и спросите, какое топливо вам использовать, то вам посоветуют руководствоваться рекомендациями производителя. А в руководствах даже на новые модели иномарок указана марка бензина А-95 и никак не регламентируется использование биоэтанола. И лишь на словах автомеханики предполагают, что использование бензина с 10% спирта, в принципе, допустимо.

В Европе действует Директива ЕС по биотопливу. С 2005 года обязательное содержание биоэтанола в европейском топливе составило 2%, в 2010 г. — 5,75 %. С 2011 года принята норма об обязательном содержании 10% биоэтанола в бензине к 2020 году. На данный момент европейские страны не в состоянии обеспечить топливную отрасль  собственным биоэтанолом. Поэтому импортируют его из Бразилии, США и Индонезии. С 2011 года автомобилисты Германии и Финляндии добиваются, чтобы на АЗС была альтернатива в виде традиционного бензина без добавок спирта.

В Германии составили список автомобилей, которые нельзя заправлять топливом с 10% содержанием биоэтанола. К ним отнесли Mercedes C 200 CGI и CLK 200 CGI 2002-2005 годов выпуска, Opel Vectra, Signum, Zafira с моторами 2. 2-Direct-Motor, Citroën и Nissan до 2000 года выпуска и Mitsubishi с моторами GDI 

Эксперты отмечают, что крайне важно, чтобы биоэтанол содержал в себе не более 0,2% воды, так как это серьезно влияет на качество топлива, особенно зимой. Спирт очень гигроскопичен и существует теоретический риск, что в моторе смесь разделится на бензин и водно-спиртовые шарики. И как следствие, смогут наблюдаться: перерасход топлива (вода не вырабатывает энергии), детонация, да и вообще ведро может не завестись, ведь напитавшийся водой спирт превратится в льдинки. Этанол – это отличный растворитель и окислитель, из-за чего в составе бензина (в большом количестве) он может повредить уплотнительные прокладки и другие пластмассовые детали внутреннего мира авто. Чтобы этого не случилось, должны быть использованы нержавеющая сталь, пластик.

Еще момент, если в автомобиле что-то выходит из строя из-за спиртосодержащего бензина, большинство сервисов не предоставляют детали хозяевам автомобильных средств по гарантии. Да и вообще, гарантия может стать недействительной.

Автомобили потребляют больше такого топлива, чем обычного. Не значительно, но все же. Так что экономия за счет цены может сводиться на нет. Плюс зимой для прогрева двигателя потребуется больше времени. А карбюраторные автомобили для работы на этаноле нуждаются в тонкой и точной настройке карбюратора.

По материалам Интернет

Більше новин Херсона читайте у нашому Телеграм-каналі

766

0

0

Поділитися в Facebook

Тут будуть коментарі і форма залишити коментар …

​«Спиртовой» бензин – достойная альтернатива или обман?

​«Спиртовой» бензин – достойная альтернатива или обман?

22.03.2021

Эксперты проверили качество топлива с биокомпонентами

На альтернативные виды топлива или, как называют их в народе «спиртовые» бензины, еще несколько лет назад возлагались большие перспективы. Даже премиальные сети вводили у себя эти позиции, в частности, WOG. А «первопроходцами» в этом сегменте стала сеть автозаправочных комплексов БРСМ-НАФТА. Причина была проста — автолюбители всегда хотят экономить. Разница достигала четырёх и более гривен на литре — серьёзный аргумент! Но с годами этот вид альтернативного топлива «не взлетел» — в основном из-за дефицита сырья и небольшого спроса многие сети отказались от продвижения данного продукта. Тем не менее, в текущий момент интерес к данному виду бензина снова возрос — всему виной стремительный рост цен на «традиционный» бензин и общее обеднение населения. Сейчас разница в цене между «спиртовым» и обычным бензином может достигать и 8 гривен на литре. Поэтому снова возник вопрос, а как обстоит дело с качеством подобного топлива? Трейдеры производят его самостоятельно, поэтому определённые опасения есть. Это и стало поводом «взяться за пробоотборники» в столичном Институте потребительских экспертиз.

На данный момент подобное топливо экспертам удалось обнаружить только в четырех сетях – БРСМ-Нафта, Авиас, Моttо и региональной сети BVS. Результаты оказались не радужными – половина образцов оказались не «спиртовым» топливом, а какой-то смесью.

Сколько спирта?

Многие автомобилисты с недоверием относятся к биотопливу, мол, спирт – «это же вода». Этот расхожий стереотип не совсем соответствует действительности. В бензин добавляют не пищевой спирт, который с удовольствием «расходуют» наши организмы, а неочищенный, с большим количеством сивушных масел, обезвоженный и денатурированный бензином. «Это специальный технический спирт. Если топливо сделано по всем нормам и отвечает нормативам ДСТУ, этим топливом можно заправлять любой автомобиль и не беспокоиться, что он может сломаться», — говорит директор Института потребительских экспертиз Юрий Чорнобривец.

Лабораторные испытания начались с главного — с определения объемной доли спиртов, величина которой и обуславливает основные свойства спиртового топлива. Надо отметить, что спиртовое топливо делится на две категории — автобензин с содержанием биоэтанола не менее 30% относится к альтернативным топливам, если биоэтанола менее 30% — не являются альтернативным, а относятся к спиртовым по маркам Е5, Е7, Е10 (согласно Техническому регламенту) и эти марки бензинов нельзя путать с альтернативными топливами – они выпускаются по разным нормативным документам!

По итогам лабораторных испытаний, только образец, приобретённый на АЗК БРСМ-Нафта оказался альтернативными, с содержанием этанола 30,7 процента. Менее 30 процентов выявлено в образце Моttо, а в образцах с заправок Авиас и BVS этанола и вовсе почти не оказалось! Из чего же сделаны эти смеси, показали дальнейшее изучение состава.

Проверка октана

Обычно у альтернативных топлив присутствует изрядный запас по этому параметру. В этот раз этот показатель оказался высоким не у всех, хотя и нарушений не было обнаружено.

Этот показатель характеризует стойкость топлива к детонации — преждевременному сгоранию бензина в камере сгорания. Детонация вредна для мотора не только повышенным расходом топлива и снижением мощности, но и преждевременным износом двигателя из-за лишних нагрузок. Октановое число измеряли по исследовательскому методу. Самый высокий запас прочности оказался у топлива А-95Е Premium+ от сети БРСМ-нафта — 98 единиц! А вот Авиас и BVS ограничились попаданием в норматив — 95,7 и 95 единиц соответственно.

«При сгорании топлива выделяется избыточная энергия, когда сжигается бензин энергия переходит в тепловую энергию. КПД двигателя падает. Когда сжигается этанол, температура ниже и КПД двигателя увеличивается. Даже сокращается расход топлива. Так работают современные двигатели. Если мы поездим на европейских и американских двигателях увидим, что сама технология уже обязывает нас использовать такое топливо», — прокомментировал Евгений Лукашевич, основатель ЧОА «Украинская технологическая компания».

Бензол и ароматика

Как известно, бензол и ароматические углеводороды это вещества, которые могут нанести вред топливной системе и привести к ее преждевременному износу. Кроме того, не испаряясь целиком, бензол смывает масляную пленку в моторе, что приводит к повышенному износу цилиндров двигателя. Ну и конечно, они наносят вред окружающей среде.

Однако без ароматических углеводородов невозможно производить качественный бензин, поскольку ароматика — это процессы вторичной переработки нефти, которые дают высокооктановый компонент. Отрицательные стороны, это негативное влияние на окружающую среду, поэтому содержание этих компонентов ограничивают в нормативных документах. В альтернативных бензинах за счёт 30-процентного содержания биоэтанола, содержание ароматических углеводородов можно сократить, так как спирт имеет большое октановое число. «Первое преимущество альтернативного топлива — энергетическая безопасность. Второе — здоровье людей. Добавление этанола в бензин повышает качество топлива с точки зрения выхлопа продуктов, сокращается выброс диоксинов и канцерогенов. Третье — при производстве биоэтанола производятся корма, это продовольственная безопасность. Четвертая — перспективы наращивания производства сырья: кукурузы, пшеницы, буряка», — говорит Евгений Лукашевич, эксперт топливного рынка.

Спиртовые бензины производятся по ТУ, поэтому производитель сам определяет граничные количества этих веществ, например, того же бензола. Поэтому оценивали по фактическому содержанию, с оглядкой на ДСТУ для улучшенного «девяносто пятого», который не допускает содержание бензола больше 1%. Практическое отсутствие этого вредного вещества (0,23%) оказалось в образце БРСМ-нафта. Отличный результат! А вот у коллег не все так радужно. У Авиас содержание бензола 1,2 %, что превышает требования ДСТУ, а у BVS и вовсе 2,6 %. Такое количество уже может нанести серьезный вред двигателю.

Коррозия не пройдет

Одним из самых важных эксплуатационных показателей спиртового топлива является коррозионная активность. Дело в том, что спирт является сильным растворителем и разъедает резиновые и пластиковые детали топливной системы. Чтобы этого избежать, в состав биотоплива нужно вводить специальную присадку, повышающую значение кислотного параметра pH. В целом, этот показатель должен быть от 6 до 9 единиц. Все участники справились с этим тестом, а самое высокое значение (7,4 единицы) было обнаружено в пробе топлива А-95Е Premium+ от сети БРСМ-нафта. Такие показатели говорят о том, что по своим антикоррозионным свойствам спиртовой бензин практически не отличается от обычного бензина и является безвредным для резинотехнических деталей двигателя.

Объёмная часть эфиров

После того, как в лаборатории определили, что два образца (Авиас и BVS), не являются «спиртовыми», был проверен уровень содержания эфиров, кислородсодержащих присадок. Анализ показал, что топливо из этих двух сетей состоит из соответственно 15 и 20,6 процентов этого компонента. Добавление такого количества кислородсодержащих компонентов приводит к ухудшению теплотворной способности топлива, что приведет в конечном итоге к замедленной динамике авто и большему расходу топлива.

Итоги и мировой опыт

Результаты показали, что заправляться «спиртовым» или «альтернативным» бензином без риска для собственного автомобиля можно и нужно. Важно внимательно подходить к выбору продавцов такого топлива. Ведь производят его самостоятельно, и понять, из чего оно состоит, можно только лабораторным путём. Если же надежный продавец найден, за качество бензина, расход топлива и состояние автомобиля можно не беспокоиться.

«Спиртовой бензин, как известно, имеет определенные моющие свойства. С первыми заморозками у меня этой проблемы словно не бывало: никаких дабл стартов, всё в порядке. Лёгкий всегда надёжный пуск даже в морозную погоду, лёгкая нормальная работа двигателя. На сервисе смотрели свечи, состояние фильтров — всё гораздо лучше, чем при использовании обычного бензина», — рассказывает автоэксперт, замредактора журнала «За рулём» Ярослав Масковка, который уже 3 года заправляется «спиртовым бензином».

Раз у альтернативного топлива столько преимуществ, почему оно до сих пор не стало лидером продаж в Украине? Эксперты называют несколько причин: не все водители о нём знают, не во всех розничных сетях его можно купить. Кроме того, биоэтанол в нашей стране стал страшилкой и окутан мифами. А пока на украинском рынке продолжают дебаты о том, вреден ли он или полезен, мир давно ушёл вперёд. В Бразилии 50% авто ездят на чистом биоэтаноле, остальные — имеют 27%. Вся Европа добавляет уже добавляет в бензин 10% спирта и намерена увеличить содержание до 14% в 2030 году. Китай остановил дотации в производство электрокаров и закупил у Украины 6 млн тонн кукурузы для собственного производства биоэтанола. Для этих целей в КНР построили самый большой в мире биоэтанольный завод в мире. Страна третья после США и Бразилии по объемам производства и потребления биоэтанола.

«Только в Украине эта история интенсивно блокируется фейками и разными глупостями о том, что биоэтанол это плохо. 85% европейского бензина — бензин с добавлением биоэтанола. Бразильцы ещё в 1976 году, когда все двигатели были на карбюраторах, ввели обязательное добавление 11%. Как результат с 1976 по 2000 годы только на импорте нефти они сэкономили больше 90 млрд долларов. Для Украины это золотое дно», — говорит Тарас Николаенко, исполнительный директор Украинской ассоциации производителей биоэтанола.

Дмитрий Сысоев.

АЗС	Октанове число (досл. метод, не менше 95 од.)	Масова частка бензолу (%, не більше 1)	Масова частка ароматичних вуглеводнів (%, не більше 35)	Об’ємна частка етанолу (%)	Значення рН (в межах 6,5-9,0)	Об’ємна часткаетерів (%, не більше 15)
Авіас	95,7	1,2	15,8	7,9	7	15
БРСМ — НАФТА	98	0,23	7,2	30,7	7,4	1,3
BVS	95	2,6	10,7	0,25	7,1	20,6
MOTTO	96	1	17,8	28,5	6,6	10,5

азс
брсм-нафта

Views: 4698

Спирт для моторного топлива — 5.

010

Распечатать этот информационный бюллетень

Дж. Л. Смит и Дж. П. Уоркман ^* (14.11)

• Спирты сгорают более полно, чем топливо на нефтяной основе, что повышает эффективность сгорания.
• Преимущества смешивания спирта с бензином заключаются в том, что спирт имеет тенденцию повышать октановое число и снижать выбросы угарного газа и других выхлопных газов.
• Использование спиртов, особенно метилового и этилового спиртов, имеет множество недостатков.
• Спирты могут вызывать коррозию некоторых материалов, используемых в двигателях.

Спирт использовался в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания с момента их изобретения. Отчеты об использовании спирта в качестве моторного топлива были опубликованы в 1907 году, а подробные исследования проводились в 1920-х и 1930-х годах. Исторически уровень интереса к использованию спирта в качестве моторного топлива следовал за циклами нехватки нефтяного топлива и/или низких цен на фуражное зерно. Совсем недавно использование спирта и других возобновляемых видов топлива было обусловлено правительственными постановлениями по сокращению выбросов двигателей и увеличению использования возобновляемых видов топлива. Этиловый спирт (этанол) сегодня является основным возобновляемым топливом местного производства в США. В настоящее время большая часть этанола в США производится из кукурузы, где крахмал в зернах кукурузы превращается в этанол. Этанол также может быть получен из лигноцеллюлозы, конструкционного материала, который составляет большую часть массы растений. Этанол, полученный таким образом, известен как целлюлозный этанол, и в качестве исходного сырья можно использовать кукурузную солому, траву, древесную щепу и другие растительные материалы.

Свойства метилового, этилового и бутилового спиртов сравниваются с октаном (высококачественный бензин) и гексадеканом (высококачественное дизельное топливо) в таблице 1. Обратите внимание, что октан и гексадекан (нефтяное топливо) имеют более высокие температуры кипения, более низкую скрытую теплоту , и нерастворимы в воде. Спирты становятся более похожими на нефтяное топливо по мере увеличения их химического веса.

Метиловый спирт имеет самую низкую энергию сгорания из всех перечисленных видов топлива. Однако он также имеет самое низкое стехиометрическое или химически правильное соотношение воздух-топливо. Следовательно, двигатель, работающий на метиловом спирте, будет производить наибольшую мощность. Также можно воспользоваться более высоким октановым числом метилового (и этилового) спирта и увеличить степень сжатия двигателя. Увеличение степени сжатия повышает эффективность преобразования потенциальной энергии сгорания в мощность. Наконец, спирты сгорают более полно, что повышает эффективность сгорания.

Недостатки спирта

Использование спиртов, особенно метилового и этилового, сопряжено со многими недостатками. Хотя эти спирты при использовании, близком к их стехиометрическому соотношению воздух-топливо, производят больше энергии, для получения заданной выходной мощности требуется большее количество топлива. Например, в автомобиле требуется больше топлива на каждую пройденную милю. Поскольку цена на алкоголь и обычное топливо колеблется, количество миль за доллар должно быть важным показателем при выборе типа топлива или процентного соотношения смеси. Использование спирта или бензино-спиртовых смесей обычно снижает экономию топлива (мили на галлон), но если спирт дешевле, экономические показатели (мили на доллар) все же могут быть благоприятными.

Относительно низкие точки кипения и высокое давление паров метилового и этилового спиртов указывают на то, что паровая пробка может быть серьезной проблемой, особенно на больших высотах в теплые летние дни. Паровая пробка возникает, когда жидкое топливо переходит в газообразное, еще находясь в системе подачи топлива. Паровая пробка может привести к снижению мощности двигателя или его остановке. Бутиловый спирт, из-за его низкого давления паров, является наименее вероятным из спиртов, чтобы вызвать паровую пробку.

Относительно высокая скрытая теплота метилового и этилового спиртов вызывает проблемы при смешивании этих спиртов с воздухом и их транспортировке через впускной коллектор двигателя. Нагрев впускного коллектора может потребоваться в холодную погоду или до того, как двигатель достигнет рабочей температуры. Без внешнего нагрева для более полного испарения топлива двигатель может плохо запускаться и работать вяло в течение значительного времени после запуска. Бутиловый спирт с наименьшей вероятностью может вызвать затруднения при запуске или проблемы во время прогрева. Обратите внимание, что его скрытая теплота почти такая же, как скрытая теплота октана.

Все спирты растворимы в воде, но бутиловый спирт относительно нерастворим по сравнению с метиловым и этиловым спиртами. Меньшая мощность двигателя вырабатывается по мере увеличения содержания воды в спирте. Кроме того, с водой усугубляются паровые пробки, смешивание топлива и проблемы с запуском двигателя.

Таблица 1: Характеристики химически чистых топлив.
	Химическая формула	Химический вес (фунт/моль)	Удельный вес	Температура кипения (С)	Скрытая теплота (БТЕ/фунт)	Энергия сгорания (БТЕ/фунт)	Давление пара при 100F (psi)	Растворимость в 100 частях H 2 O	Стехиометрическое соотношение воздух-топливо
Спирт метиловый	CH 3 ОН	32	0,79	65	503	10 260	4,6	бесконечный	6,5
Спирт этиловый	CH 3 CH 2 (ОН)	46,1	0,79	78	396	13 160	2,2	бесконечный	9
Бутиловый спирт	C 2 H 5 CH 2 CH 2 (OH)	74,1	0,81	117	186	15 770	0,3	9	11,2
Октан	С 8 Н 18	114	0,70	210	155	20 750	1,72	нерастворимый	15,2
Гексадекан	С 16 Н 34	240	0,79	287	—	20 320	3,46	нерастворимый	15
*Для перевода в метрические единицы используйте следующие коэффициенты пересчета: 1 фунт = 45 кг; 1 степень F = градусы Цельсия – 32 х 5/9.

Смешивание спирта и бензина

Смешивание спирта с бензином дает газоспирт. Преимущества топливных смесей заключаются в том, что спирт имеет тенденцию повышать октановое число и снижать выбросы угарного газа (CO) и других выхлопных газов двигателя. Октановое число топлива указывает на его стойкость к детонации (ненормальное сгорание в цилиндре). Еще одним преимуществом является то, что спирты также можно производить из возобновляемых источников.

Основным недостатком смешивания метилового и этилового спиртов с бензином является то, что при определенных условиях эти спирты могут отделяться от бензина. Двигатель, настроенный на эффективное сжигание бензина, будет производить меньше энергии от спирта, если он отделится от бензина. Разделение вызвано полярной природой молекул спирта и их склонностью поглощать воду, также являющуюся полярным веществом. Метиловый спирт выделяется с наибольшей вероятностью, а бутиловый спирт – с наименьшей вероятностью. Тенденция к расслаиванию увеличивается с понижением температуры, увеличением количества поглощенной воды и ухудшением качества бензина.

Эффект использования смеси спирта и бензина в двигателе, адаптированном для бензина, заключается в «обеднении» топливной смеси. Это показано на рисунке 1 для двигателя, работающего на смеси этанола и бензина. Смесь 10-процентного этанола в бензине давала больше мощности, когда карбюратор был настроен на бензин. Увеличение содержания этанола до 25 процентов снизило выходную мощность. Результаты испытаний на Рисунке 1 были получены на высоте 5000 футов, где ожидается, что двигатель, настроенный для работы на бензине, будет работать на обогащенной смеси. 10-процентная смесь давала более бедное и лучшее соотношение воздух-топливо; 25-процентная смесь была слишком бедной.

Из-за более высокого стехиометрического соотношения воздух-топливо бутиловый спирт можно смешивать с бензином в более высоких концентрациях, не влияя на характеристики. Точно так же из-за низкого стехиометрического соотношения воздух-топливо только небольшое количество метилового спирта можно смешать с бензином, не влияя на производительность. Другими словами, топливная смесь, содержащая 20 процентов метилового спирта, требует модификации топливных форсунок карбюратора для оптимизации выходной мощности, тогда как смесь 20 процентов бутилового спирта не требует. В современных транспортных средствах с гибким топливом блок управления двигателем может использовать датчики для регулировки различных смесей этанола.

Влияние увеличения концентрации этанола в топливе на выбросы выхлопных газов показано на рис. 2. Основное действие этанола заключается в снижении выбросов CO. Следует отметить, что такой же эффект был получен при использовании прямого бензина и тщательном обеднении соотношения воздух-топливо. В дополнение к сокращению выбросов CO более поздние исследования показали другие преимущества выбросов выхлопных газов, такие как сокращение выбросов углеводородов, оксидов азота (NOx) и некоторых токсичных веществ в воздухе. Углекислый газ (CO2), выбрасываемый при использовании этанола в транспортных средствах, может быть компенсирован CO2, уловленным при выращивании культур, используемых для производства этанола, но уровень компенсации зависит от множества переменных.

Большинство современных автомобилей с впрыском топлива совместимы со смесями бензина и этанола. В настоящее время большая часть бензина, продаваемого в США, содержит до 10% этанола (Е10), и все производители автомобилей разрешают использовать смеси до Е10 в своих бензиновых автомобилях. С 2011 года EPA одобрило отказ от использования E15 в 2001 модельном году и более новых легковых бензиновых автомобилях. Насосы дозирования E15 должны иметь маркировку. Подробную информацию об отказе от E15 см. на веб-сайте Агентства по охране окружающей среды США. E85, также называемый гибким топливом, представляет собой смесь этанола и бензина, содержащую от 51% до 83% этанола, в зависимости от географического положения и сезона. E85 может использоваться в автомобилях с гибким топливом (FFV) и продается на некоторых заправочных станциях. В руководстве по эксплуатации транспортного средства должно быть указано максимальное рекомендуемое производителем содержание этанола.

Спирт и дизельные двигатели

Спирт также используется в дизельных двигателях. В этом случае спирт можно смешивать с дизельным топливом для получения дизохола или же спирт можно добавлять в воздухозаборник двигателя. Система добавления смеси этанола и воды в воздухозаборник дизельного двигателя с турбонаддувом имеется в продаже. Основная функция системы заключается в охлаждении воздуха с турбонаддувом (используя скрытую теплоту) и, таким образом, в повышении объемного КПД двигателя и увеличении выходной мощности. Аналогичный результат можно получить, используя интеркулер. Контроль количества спирта, добавляемого в воздухозаборник, может быть затруднен и может привести к нестабильной работе двигателя и/или отказу, если во впуск воздуха будет добавлено большое количество спирта.

Результаты испытаний с использованием смесей этанола с дизельным топливом показаны на рисунке 3. В этих испытаниях использовался безнаддувный двигатель. Как и в случае с бензином, основным эффектом этанола было обеднение воздушно-топливной смеси и более эффективное сгорание.

Метиловый спирт из-за его высокой полярности не смешивается с дизельным топливом. Этанол можно смешивать с дизельным топливом при условии, что в этаноле мало воды. Дизельный двигатель обычно не работает на этаноле, и этанол не обеспечивает смазку системы впрыска топлива. Еще одна проблема с добавлением этанола в дизельное топливо заключается в том, что цетановое число (характеристика воспламенения) может снизиться ниже уровня, рекомендованного производителем двигателя.

Коррозионная активность

Спирты могут вызывать коррозию некоторых материалов, используемых в двигателях. Как правило, метиловый спирт является наиболее коррозионно-активным, а бутиловый спирт наименее коррозионно-активен. Спирты также могут привести к травмам или физическому вреду, если они не используются должным образом. Люди, использующие спирт в моторном топливе, должны соблюдать предупредительные надписи и меры предосторожности, чтобы избежать проблем.

^* Дж. Л. Смит, бывший профессор Университета штата Колорадо, и Дж. П. Уоркман, бывший научный сотрудник. ^** А. Дрент, Университет штата Колорадо Кандидат технических наук, машиностроение; П. Кабот, специалист по водным ресурсам Университета штата Колорадо. 04.12. Отредактировано 14 ноября.

Перейти к началу этой страницы.

Основы спиртового топлива — журнал Circle Track

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

Circle Track поможет вам разобраться в топливе на основе спирта

Использование спирта в качестве топлива в гоночных автомобилях, особенно в автомобилях с открытыми колесами и в некоторых автомобилях с закрытыми колесами, уже много лет является стандартом.

Чего большинство из нас не понимает, так это почему? При сравнении спирта с бензином не совсем очевидно, почему можно выбрать спирт, а не бензин. Для целей этой истории, когда мы говорим об алкоголе, мы имеем в виду метанол или этанол. Бензин намного плотнее с точки зрения содержания энергии, а это означает, что для получения той же мощности требуется меньше газа (по сравнению со спиртом). Бензин легче воспламенить, чем спиртовое топливо. Бензин доступен во всем мире, качество может быть разным, но он доступен. Бензин также более совместим с материалами, которые в настоящее время используются в конструкции топливных систем, используемых сегодня на дорогах, от транспортных средств до инфраструктуры, используемой для перемещения его от производителя к потребителю.

Характеристики бензина, используемого, скажем, в болиде F1, сильно отличаются от того, что мы используем в субботних вечерних гонках. Было бы проще договориться о свидании с Анжелой Джоли, даже если бы вы не поручали няню, чем купить 55 галлонов «бензина», используемого в машине F1. Обычному гонщику это практически недоступно. Тем не менее, мы по-прежнему можем покупать гоночный бензин, который сильно отличается от того, что сегодня можно купить на заправке. У нас под рукой и в наших кошельках одни из лучших гоночных топлив, которые когда-либо предлагались гонщикам. Мы действительно счастливчики. Хотя мы платим за эту привилегию, стоимость является разумной, учитывая количество технологий и инфраструктуры, необходимых для доставки этих высококачественных продуктов.

Урок истории

Нам нужно оглянуться назад и понять, почему алкоголь вообще появился в гоночном сообществе. Это сводится к одному слову: безопасность. Да, есть и другие преимущества, но на самом деле это топливо было законодательно разрешено к использованию из-за предполагаемых преимуществ безопасности. Преимущество бензина и его использования в гоночных двигателях заключается также в том, что это по своей сути более опасное топливо, чем спирт, бензин воспламеняется в далеко не идеальных условиях, например, вне двигателя. И, как только он горит, его труднее потушить вне контролируемого горения, происходящего в камере сгорания.

Если вы когда-нибудь присутствовали при возгорании гоночного автомобиля, это действительно страшное событие, независимо от используемого топлива. А вот бензин немного интенсивнее. Ярко-оранжевый цвет огня, очень сильный жар и тот факт, что распыление воды на огонь почти ничего не делает, кроме как распространяет его вокруг. Я не предлагаю запретить бензин как топливо для гонок; Я просто констатирую факт. Тот факт, что пожары в современных гоночных автомобилях случаются очень редко, является свидетельством безопасности, заложенной в современных гоночных автомобилях на всех уровнях спорта.

Автомобиль, заправленный алкоголем, не менее страшен, если загорится, но есть несколько важных отличий. Огонь намного легче потушить с помощью огнетушителей на водной основе. Фактически, вода является предпочтительным огнетушителем при возгорании спирта. Меньше необходимости в использовании специальных огнетушителей вне самого автомобиля.

Это восходит к нашему гоночному прошлому, в 1964 году, когда произошла авария и ужасный огненный шар из-за разрыва топливного бака, в начале Indy 500 и два выдающихся гонщика IndyCar того времени, Эдди Сакс и Дэйв Макдональд, погибли как в результате этого огненного крушения. В следующем году (1965) все автомобили, участвовавшие в гонках под флагом USAC, включая 500, работали на метаноле, поскольку использование бензина было запрещено.

Некоторые другие факты об алкоголе, которые делают его более безопасным с точки зрения топлива: Он горит при гораздо более низкой температуре и медленнее, чем бензин. Следовательно, эта более медленная скорость горения, примерно на 18–22 процента медленнее в зависимости от условий, приводит к открытому огню, который немного менее интенсивен и его легче контролировать с помощью легкодоступного противопожарного оборудования. Пожалуйста, не путайте это с «безопасным огнем».

Но с точки зрения безопасности не все так просто. При свете дня почти невозможно увидеть пламя спирта. Алкогольный огонь легче потушить, но сначала его нужно увидеть. Часто вы увидите, как водитель или команда реагируют на пожар до того, как кто-либо из персонала увидит пламя. Их реакция связана с тем, что их сжигают. Вспомните Indy 500, когда Рик Мирс сгорел в результате пожара, возникшего во время пит-стопа. Это было началом того, что команды IndyCar брызгали водой на топливный клапан сухого тормоза сразу после его отсоединения от автомобиля в качестве процесса уменьшения пожара. К спирту как к топливу следует относиться так же уважительно, как и к любому другому топливу. Это опасно и может привести к серьезным травмам, как и любая другая горючая жидкость.

Проблемы с алкоголем

Кажется, что для гонщика есть много положительных моментов в использовании алкоголя в качестве топлива; есть ли минусы? Да, есть ряд проблем, которые алкоголь приносит на вечеринку, которые даже не рассматриваются с бензиновым топливом. Во-первых, спирт гигроскопичен. Он будет поглощать воду из воздуха, если он подвергается воздействию окружающей среды. Эта маленькая особенность может сделать совершенно приемлемый кувшин с топливом непригодным для использования, если содержание воды станет слишком высоким. Эта особенность щелочного топлива является и была проклятием многих тюнеров, поскольку они вносили изменения в топливную систему только для того, чтобы обнаружить, что топливо было загрязнено водой.

Это также реальная проблема в районах с хорошей влажностью воздуха. На юго-западе это не является большой проблемой, но это по-прежнему означает, что любой спирт, который хранится, должен находиться в невентилируемых контейнерах, и что топливо не должно подвергаться воздействию окружающей среды дольше, чем это возможно.

Другим недостатком является то, что многие резиновые уплотнения, которые используются в автомобилях, работающих на бензине, не выдерживают нагрузки при замене топлива на спирт. Они плохо реагируют со спиртовым топливом, часто разлагаясь и переставая обеспечивать приемлемое уплотнение, или, что еще хуже, они разлагаются и загрязняют топливо ниже по течению от места их расположения. Хотя это кажется реальной проблемой, ее просто устраняют с помощью устойчивых к спиртам уплотняющих материалов от бака до конца системы подачи топлива.

Химия 101

Химический состав спирта вызывает коррозию многих покрытий, которые обычно наносятся на металлы в топливной системе. Металлические компоненты нередко подвергаются окислению поверхности и точечной коррозии в результате использования спиртового топлива. Это становится реальной проблемой, если спирт остается в топливной системе между гонками. Топливную систему следует обслуживать между гонками, чтобы спирт в системе не превратился в очень сильное коррозионное вещество.

Если топливную систему не чистить часто, желательно после каждого гоночного дня, коррозионная природа спирта будет разрушать металлические и резиновые компоненты топливной системы, особенно те компоненты, которые не предназначены для этого типа топлива. Это не проблема, так как большинство гонщиков, использующих спиртовое топливо, уже знакомы с необходимым обслуживанием. Для тех, кто не знаком с требованиями технического обслуживания при использовании спиртового топлива; образование приходит быстро и с удвоенной силой.

Несоблюдение надлежащего технического обслуживания топливной системы на основе спирта приведет, помимо коррозии, к образованию в трубопроводах и вокруг алюминиевых деталей пескоподобного вещества, почти похожего на мелкий песок. Этот песок является результатом повышенной электропроводности спирта по сравнению с бензиновым топливом. Песок возникает из-за гальванической коррозии, вызванной большей электропроводностью топлива, поскольку оно взаимодействует с различными металлами в топливной системе. Это загрязнение будет мигрировать по всей системе, забивая топливные фильтры, топливные форсунки и, как правило, вызывая хаос в топливной системе.

Часто считается, что алкоголь дает силу, потому что в нем больше энергии. Это не совсем так; Фактически, спирты, которые обычно используются в гонках, имеют меньшую тепловую энергию, чем бензин, в пересчете на объем. На самом деле существует четыре типа спиртов, из которых только метанол и этанол в настоящее время используются в качестве топлива в мире гонок. Два других типа спиртов, пропанол и бутанол, обычно не используются. Пропанол больше используется в качестве промышленного растворителя, чем в качестве топлива, а бутанол является интересным химическим веществом.

Обращение

С точки зрения обращения с алкоголем у гонщика возникает еще несколько вопросов. Поскольку у спирта меньше тепловой энергии, чем у бензина, вам придется сжигать его больше, а это означает больший вес в начале гонки, а из-за более высокого уровня потребления машина будет становиться все легче и легче по ходу гонки. .

Почему это плохо? Потому что это изменит ваш вес и баланс в большей степени, чем при использовании бензинового топлива, поскольку топливо сгорает. Да, бензин сгорит и машина станет легче, просто со спиртом это будет происходить с большей скоростью, и мало того, что придется бороться с постоянно меняющимися условиями трассы, так еще и придется разрабатывать настройку это не исчезнет, ​​когда машина станет легче.

Конечно, вы можете настроить машину так, чтобы она благоприятствовала более позднему ходу гонки. Дело в том, что использование спирта потребует не только изменений в топливной системе, но и настройки, отличной от бензиновой.

Больше энергии

Итак, почему алкоголь производит больше энергии, чем бензин, если у него меньше энергии на фунт, чем у бензина? Хороший вопрос! Очевидно, вам придется использовать больше топлива на спиртовой основе, чтобы получить ту же мощность, насколько больше будет зависеть от типа спирта, который вы используете. С метанолом и этанолом это примерно на 40 процентов больше, чем с бензином. Позвольте мне рассказать о некоторых хороших характеристиках, которые привносит алкоголь.

Во-первых, при сжигании алкоголя одним из побочных продуктов сгорания является кислород. Это помогает улучшить процесс горения. Другим является охлаждающий эффект спирта, поскольку он «испаряется» во впускном канале. Это помогает создать более плотный воздух, когда воздушно-топливный заряд поступает в двигатель, что является еще одним положительным моментом. Охлаждающий эффект также помогает охлаждать двигатель, по крайней мере, на стороне впуска. Помните, что производство лошадиных сил связано с созданием и контролем тепла.

Еще одна положительная особенность спирта, о которой редко говорят, заключается в том, что поступающий топливный заряд, смесь воздуха и спирта, легче сжимается, чем смесь бензина и воздуха. Спирт испаряется не так хорошо и не так полно, как бензин, когда он выходит из карбюратора или инжектора. В то время как бензин образует более полный пар, спирт образует «пар», состоящий из множества очень маленьких капель топлива, взвешенных в поступающем потоке воздуха/топлива, поступающем в двигатель. Затем, во время такта сжатия, теплота простого сжатия поступающей воздушно-топливной смеси завершает процесс испарения.

Итак, с точки зрения механики, ваш двигатель использует меньший процент мощности, которую он вырабатывает, для поддержания непрерывной работы. Короче говоря, для сжатия спиртовой смеси требуется меньше энергии, чем для бензиновой. И, в качестве дополнительного бонуса, последний этап испарения также помогает дополнительно охладить смесь. Помните, холодный в данном случае понятие относительное по сравнению с бензиновой смесью.

Кроме того, двигатель, работающий на метаноле или этаноле, может поддерживать гораздо более высокую степень сжатия. Нередки случаи, когда бензиновые двигатели используют степень сжатия 13:1 или 14:1 с небольшими проблемами, связанными с топливом. Конечно, у двигателей с высокой степенью сжатия есть и другие механические проблемы, не связанные с топливом. Тем не менее, спирт может поддерживать некоторые двигатели с очень высокой степенью сжатия без топлива, вызывающего проблемы детонации, которые могут возникнуть, если используется неправильный сорт бензина.

В настоящее время большинство спиртовых топлив производится из нефтепродуктов, в данном случае природного газа. Точнее, метан, который является компонентом природного газа. Он также может быть изготовлен путем пиролиза древесины. Процесс, в котором используется давление, высокая температура и отсутствие кислорода, одним из побочных продуктов этого процесса является метанол, другим является древесный уголь. Термин древесный спирт происходит от этого процесса. Как обсуждалось ранее в других статьях Circle Track, существуют и другие источники спиртового топлива, такие как сельскохозяйственные продукты, такие как кукуруза, свекла или сахарный тростник.

Оставив политические споры о том, хорошо или плохо производить топливо из кукурузы, свеклы или сахарного тростника, давайте сразу перенесемся в будущее. Представляется гораздо более экономически целесообразным использовать более дешевое сырье, которое уже есть в наших руках, чем выращивать или перенаправлять новые запасы сырья для производства топлива. Побочные отходы, такие как сыворотка от процесса производства сыра, по-прежнему содержат сахара, которые можно превратить в этанол. Кажется бесконечно более разумным использовать этот ненужный продукт или продукты и извлекать из этого ресурса всю возможную ценность.

Что касается гонщика, то чем выше спрос на алкогольные топливные продукты, тем больше технологий будет направлено на улучшение продукта и создание лучших и, надеюсь, более экономичных методов производства спирта из отходов или легко возобновляемых сельскохозяйственных продуктов. Будущее выглядит многообещающим в этой области разработки новых методологий создания топлива из альтернативных источников.

Подразделение Honeywell International UOP в этом году совершило полет на самолете Gulfstream G450 Business Jet из Нью-Джерси на Парижский авиасалон, используя «зеленое топливо», состоящее из смеси 50/50 нефтяного реактивного топлива и Honeywell «Green Jet». Топливо.» Топливо Green Jet или биотопливо было разработано с использованием рыжика. Рыжик является сельскохозяйственной культурой, которая не конкурирует в пищевой цепочке и используется в качестве севооборотной культуры при возделывании пшеницы.

Еще одним преимуществом является то, что Camelina можно выращивать на сельскохозяйственных угодьях, которые считаются маргинальными и не должны конкурировать с культурами, для производства которых требуются лучшие земли. Это был самый первый трансатлантический рейс, в котором бизнес-джет использовал биотопливо. Хотя это не был продукт на основе спирта, он демонстрирует некоторые очень надежные американские технологии, которые повлияют на то, как мы разрабатываем новые технологии для создания новых запасов топлива, и это повлияет на то, как разрабатываются алкогольные продукты.

Возможно, не так уж и далеко в будущем, когда мы увидим коммерчески доступные виды топлива на спиртовой основе, которые создаются из сырья для водорослей или отходов целлюлозы. Мысль о том, что мы можем взять мусор и превратить его в сырье, используемое для производства топлива, — это не просто несбыточная мечта, она может стать реальностью. Кто знает, свалки могут стать следующими американскими энергетическими месторождениями; мусор может стать следующим черным золотом.