Trm-parking.ru

ТРМ Паркинг
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В; чём плюсы и; минусы биоэтанола

В чём плюсы и минусы биоэтанола

О том, что для двигателей автомобилей можно использовать растительное топливо, известно ещё со времён первых самоходных тележек. Но лишь в последние годы эта идея вновь стала актуальна. Виной тому неуклонно повышающиеся цены на нефть.

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.

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.

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.

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.

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.

В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, и как угодно ещё — всё зависит от фантазии фирм-производителей. Про такие разработки мы писали уже не раз и не два. Причём если некоторые носят статус концептов, то другие — вполне себе серийные машинки. Но у всех этих автомобилей есть один противный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, ведь степень сжатия нельзя изменить, просто нажав кнопку на панели.

Получается забавная ситуация: на бензине Flexifuel-машина едет хорошо, а на E85 (если кто забыл, это коктейль из 85% этанола и 15% бензина), , плохо, а , «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.

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 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.

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»?

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 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).

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? , как ни крути, а внедрение биотоплива — это вопрос не столько научный и экономический. Здесь вступает в дело большая политика.

ВНИМАНИЕ. Обновите свой браузер! Наш сайт некорректно работает с IE 8 и более старыми версиями.

давайте пообщаемся на тему перспектив спиртовых топлив как замены бензину в малой авиации.

В Украине уже несколько лет есть автомобильный «клуб спиртоходов», в Киеве топливо можно купить довольно легко — есть несколько точек продажи, в т.ч. круглосуточная. в Донецке, Харькове и Днепропетровске точки буду открыты в ближайшее время.

В ближнем (и дальнем) зарубежье, в частности в Прибалтике, уже есть в продаже топливо Е85 — это смесь 85% этанола и 15% бензина.

Для России вопрос приобретения спирта без «водочных» акцизов пока не решен, но т.к. собственно расход топлива в литрах невелик, то можно использовать обычный технический спирт.

Из преимущество спирта перед бензином:

1. бОльшее октановое число, позволяющее форсировать двигатели по степени сжатия и снимать с двигателя заметно бОльшую мощность. степень сжатия можно поднимать до 13-14 : 1, возможно даже и выше. если есть турбонаддув, то лучше и проще поднимать давление наддува.

2. Более мягкий температурный режим двигателя — меньше шансов перегреть двигатель или спалить выпускные клапана (для четырехтактных). спирты обладают высокой скрытной теплотой испарения (парообразования ) : 200-260 вместо 75 у бензинов, что дает лучшее охлаждение горючей спиртовой смеси, поступающий в цилиндр двигателя, а это, в свою очередь, способствует лучшему наполнению цилиндра. Тепловая напряженность форсированного двигателя, работающего на спирту, значительно снижается. автомобильным карбюраторам даже требуется доп. подогрев — обмерзают. Для турбонаддува повышенное охлаждение топливо-воздушной смеси — это тоже очень полезное свойство.

3. бОльшая скорость горения топливо-воздушной смеси — почти в 2 раза по сравнению с бензином, что критично для высокооборотистых двухтактных ДВС.

4. при сгорании спирт не образует нагара в камере сгорания и на свечах, даже при очень богатой смеси. полезно на «взлетном режиме», когда можно кратковременно выжать еще несколько лошадок, дополнительно обогатив смесь.

5. спирт совершенно не боится воды в топливной системе — она никогда не будет закупорена ледяной пробкой. полезно при полетах зимой. но топливо Е85 при большом количестве воды (несколько %) и низкой температуре может расслоиться на спирт и бензин.

6. правильно настроенный выхлоп не воняет. вообще. если смесь богатая — запах или карамели, или сивухи — зависит от качества спирта

1. приобрести всё-таки сложнее, чем бензин. но можно закупить сразу несколько канистр и хранить дома или в гараже — спирт можно хранить и перевозить в пластиковых канистрах, в отличие от бензина, это удобно. опять же, расход топлива у мотопарапланов не так уж велик. канистра от потеков топлива отмывается обычной водой, запаха нет никакого.

2. спирт требует спец. моторных масел — если масло нужно смешивать с топливом. минеральные масла и большинство синтетических со спиртом не смешиваются, либо могут расслоиться через короткое время. нужны масла на базе касторового масла, все именитые производители имеют такие масла для гоночных мотоциклов и для модельных моторов. список дам позже. можно применять и просто касторовое масло, но оно дает трудносмываемые отложения на деталях двигателя.

3. затруднен пуск холодного двигателя (холоднее +10. +15С). для пуска можно использовать «пусковое топливо» — тот же бензин, эфир, баллончики «холодный пуск», газ для зажигалок. нужно впрыснуть его во впуск и завести двигатель — достаточно нескольких секунд работы двигателя на пусковом топливе, дальше двигатель наберет обороты, стенки камеры сгорания хоть немного нагреются и двигатель уже будет работать на спирту. горячий или теплый двигатель отлично запускается на спирту.

Сможет ли бензин из спирта заменить топливо?

С каждым годом всё активней истощаются ресурсы природы. Бензин постоянно увеличивает свою стоимость, поэтому учёные всё чаще задумываются о создании альтернативного источника топлива. Сегодня мало кто знает, что такое спиртовой бензин, но этот продукт уже давно рассматривается в качестве замены классическому виду топлива.

Важность вопроса

Необходимость в поиске замены горючего возникла из-за развивающего нефтяного кризиса. Но для этих целей рассматривается не только этиловый, но и метиловый спирт. Как известно, последний обладает повышенной ядовитостью, а его испарения крайне опасны для окружающей среды и человека. Соответствуя стандартам, концентрация этого вещества в воздухе не должна превышать 5 мг/м 3 . Но учёных не останавливает этот показатель и они продолжают исследования с метанолом.

Основной целью таких работ является компенсация исчерпывающих ресурсов нефтяного промысла. Согласно исследованиям, кризис топлива должен начаться уже через 50 лет. На практике было обнаружено много потенциальных альтернатив, но именно смесь спирта и бензина считается самым оптимальным вариантом.

Добавление спиртов

Подобная идея замены бензина не считается новой. Впервые она была озвучена в Париже в 1902 году, когда были представлены 70 двигателей, работающих на основе этилов. С тех пора эта идея регулярно обсуждается.

На практике это было реализовано в 1906 году, когда добавление спирта в бензин стало основой для работы общественного транспорта Парижа. Многих сразу привлекла дешевизна новинки и её уменьшенная пожароопасность. Позже этот способ начали использовать и в Германии для обычных автомобилей. Исследования показали явную выгоду нового вида топлива, так как при 1 литре полученной смеси можно было проехать 7,5 км, а вот с чистым бензином — 5,8 км.

Внимание к новинке

Такие исследования были проведены и в России в 1914 году. Тогда для этого был выпущен целый ряд новых двигателей. В работах Бриллина был сделан вывод, что использование этилов как альтернативы классическому бензину показывает существенную экономию топлива и прирост мощности. Позже даже было решено разработать специальные подогревающие проборы, которые улучшили бы пуск автомобиля и вывод выхлопных газов. Америка также не стала отставать, проводя большое количество исследований.

В наше время спирт в бензин добавляют в первую очередь не для повышения экологичности работы транспорта, а для экономии нефтепродуктов. В странах Америки больше всего распространено топливо на основе этила, ведь его можно получать из продуктов вторичной переработки (отходы от выращивания кукурузы, биомассы, древесные опилки и солома). На просторах же Европы первенство в выборе альтернативного топлива завоевал метанол, который можно добывать из газа.

Производственная база

Для создания топлива на основе спирта в России присутствует большая база, которая включает технологические и сырьевые преимущества. Даже на сегодняшнем этапе можно производить более 160 тысяч тонн этанола в год и 1,4 млн тонн метанола. На практике же только небольшое количество компаний действительно используют полученную технологию, добавляя в бензин 5% этанола.

В период 80-х годов были проведены масштабные испытания, которые показали высокую эффективность такого вида топлива, но для его полноценной работы потребуется изменение конструктивных особенностей автомобиля.

Все за и против

Несмотря на все особенности и преимущества, добавка спирта в бензин косвенно отличается от привычного топлива. В частности, это:

  • детонационная стойкость;
  • теплота испарения;
  • теплота сгорания.

Благодаря тому, что этиловые смеси обладают меньшим порогом детонации, они могут подвергаться более сильному сжатию. За счёт этого повышается мощность мотора, что является несомненным плюсом. Из-за этого свойства сегодня создают смеси бензина и спирта, чтобы улучшить его эксплуатационные особенности.

Также стоит отметить более низкую теплоту сгорания для спирта (40%), что позволяет экономить на ресурсах автомобиля. Теплота же испарения имеет высокие показатели, что улучшает наполнение цилиндров мотора и обеспечивает эффективное сгорание смесей, отчего двигатель становится на 10% мощнее.

Возможные недостатки

На практике наблюдаются проблемы при холодном запуске мотора. Это вызвано повышенной теплотой испарения. Если добавить спирт в бензин, для автомобиля это может стать губительным. Именно поэтому при тестировании такого топлива было необходимо менять некоторые материалы в конструкции. При использовании смесей этиловых спиртов выделяется повышенная концентрация формальдегидов, которые имеют губительное действие на цветные металлы, пластмассу и некоторые виды резины. При обычных условиях эти материалы устойчивы к простому горючему.

Также значительным недостатком отмечают расслоение топлива, которое происходит при попадании в него воды. Для решения этой проблемы применяют специальные стабилизаторы в виде сложных спиртов. Регулярное использование топлива требует частой очистки внутренних механизмов от различных отложений. Также октановое число спирта и бензина имеет существенные различия (85 и 15%), а это вызывает трудности в его применении.

Исходя из перечисленного, можно сделать вывод, что развитие альтернативных источников топлива имеет большие перспективы. Это может стать реальным выходом из нефтяного кризиса, но подобная промышленность требует серьёзного совершенствования технологической базы, что сегодня активно проводится. В то же время производители продолжают добавлять небольшие пропорции спиртов в горючее, чтобы повысить их производительность.

С каждым годом на планете остаётся всё меньше полезных ископаемых. Поскольку совсем скоро запасы нефти исчерпаются, многие автомобилисты уже сегодня предпочитают переходить на альтернативные источники топлива. Самым выгодным считается использование спирта, но эта технология ещё недостаточно развита, поэтому редко применяется для полноценного использования.

Спирт в качестве топлива: Автомобили-алкоголики

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

Мировой топливный кризис, из-за которого подскочили цены на бензин и дизтопливо, вновь заставляет задуматься об иных источниках энергии для транспортных средств. Неплохая альтернатива традиционному топливу – спирт. Чем хорош такой заменитель и что сделать, чтобы автомобильный двигатель смог на нем работать?

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.

Высокие антидетонационные свойства (октановое число – более 100). Введение этанола в бензин обеспечивает повышение октанового числа. Каждые 3% этанола в смеси с бензином обеспечивают повышение октанового числа горючего в среднем на 1 единицу. То есть спирт может быть использован в качестве высокооктановой добавки к топливу. Он повышает и детонационную стойкость горючего, так как температура самовоспламенения чистого бензина составляет 290°С, а его смеси с этанолом – 425°С.
Процесс испарения начинается во впускном трубопроводе и заканчивается в цилиндре при ходе сжатия, обеспечивая охлаждение деталей двигателя – поршней и клапанов – и более полное наполнение цилиндров свежим зарядом (компрессорный эффект с 5-процентным увеличением мощности).
Надежное воспламенение от электрической искры при значительных изменениях состава горючей смеси (диапазон воспламеняемости по коэффициенту избытка воздуха для спирта составляет примерно 0,4…1,7).
КПД двигателя, работающего на чистом спирте, выше, чем при использовании бензина.
Меньшая токсичность отработавших газов.
Низкая пожароопасность.

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.

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.

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.

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.

В конце июня 2000 года Правительственный комитет по реформированию аграрного комплекса и проблемам экологии одобрил проект государственной программы «Этанол: 2000 – 2010», а также «Программу государственной поддержки развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и малой гидро- и теплоэнергетики», разработанной в соответствии с Указом Президента Украины № 285 от 2 апреля 1997 года. Кабинет Министров Украины постановлением № 1044 от 4.07.2000 года программу «Этанол» утвердил. Документ предусматривает ускоренный перевод примерно трети автопарка на газохол и этанол.

Ресурсы по производству этанола в нашей стране практически неисчерпаемы: из отходов сельского хозяйства, главным образом свекловодства, и переработки импортного тростникового сахара-сырца ежегодно производится свыше 5,5 миллиона декалитров этанола и 300 – 310 тысяч декалитров технических спиртов. Мощности украинских предприятий позволяют выпускать 66 миллионов декалитров таких спиртов в год. В середине июня этого года Украина договорилась с Кубой об увеличении бартерных (в обмен на промышленные изделия) поставок тростникового сырца. По оценкам кубинских специалистов, около 25% этого сырья может использоваться исключительно для производства спиртового и спирто-нефтяного топлива. Программа «Этанол» предусматривает, в частности, перепрофилирование более трети мощностей украинских спиртовых и смежных (перерабатывающих сахарное сырье) заводов на выпуск высокооктановых кислородосодержащих добавок к бензину и техническому спирту – в основном из сельскохозяйственного сырья. Эксперты оценивают это как наиболее перспективное и экономически выгодное решение.

Подготовил Юрий Герасимчук
Фото Сергея Кузьмича

98-й и 100-й бензин: в какие машины его лучше не заливать

Сетевые АЗС поддерживают моду на высокооктановое топливо, завлекая автомобилистов повышением мощности, улучшением экономичности и очисткой двигателей. Многие из тех, кто попробовал топливо АИ-98 или АИ-100 вместо стандартного 95-го, утверждают, что машина действительно стала лучше ехать, а затраты на дорогой бензин якобы отбиваются заметным снижением расхода. Однако специалисты говорят, что все далеко не так однозначно.

С обывательской точки зрения, чем выше октановое число, тем топливо лучше и дороже. Если средняя цена АИ-92 в Москве сейчас составляет 42,6 руб. за литр, то стоимость литра АИ-95 составляет 46,9 руб., а 98-го — уже 54,8 рубля. На многих заправках место 98-го занял АИ-100, который часто продают еще дороже. Кроме того, на АЗС есть так называемые улучшенные сорта 95-го и 98-го, которые тоже имеют наценку в 1-2 рубля.

Октановое число топлива определяет его стойкость к детонации — процессу слишком быстрого сгорания смеси, при котором силовой агрегат испытывает повышенные нагрузки. Чем выше октановое число, тем медленнее горит смесь бензина с воздухом, что позволяет выводить двигатель на пиковые нагрузки без опасности повреждения, объясняет технический специалист одного из крупнейших европейских брендов.

«Можно провести аналогию с печкой. Представьте, что есть сухие дрова, которые загораются сразу, а есть влажные, которые делают это медленнее. Когда нам нужно закинуть в топку сразу много дров, лучше использовать влажные, чтобы печка не взорвалась», — поясняет эксперт.

Принято считать, что применение высокооктанового бензина позволяет поднять динамические характеристики, повысить мощность двигателя и экономичность силового агрегата. Директор департамента послепродажного обслуживании ГК «АвтоСпецЦентр» Игорь Серебряков даже приводит впечатляющие цифры: «Главными преимуществами такого бензина являются улучшение динамических показателей разгона примерно на 7% и экономичности силового агрегата на 6%». Однако это касается только определенных двигателей, добавляет эксперт, а в некоторых случаях, напротив, может нанести вред двигателю.

Октановое число, указываемое в названии марки бензина, никак не характеризуют его качество, а лишь отображает детонационную стойкость, утверждает технический директор агрегатора техпомощи и эвакуации МЭТР Денис Голосюк. «Топливо с меньшим октановым числом вовсе не хуже высокооктанового. Необходимое для конкретного мотора число определяется конструктивными особенностями двигателя, в первую очередь — степенью сжатия, а также способностью программы управления двигателем компенсировать отклонение фактического октанового числа от заданного», — объясняет эксперт.

Кроме того, октановое число не является мерой энергии, добавляет эксперт европейского бренда: «Любой двигатель превращает химическую энергию топлива в механическую. Октановое число лишь косвенно связано с химической энергией, а для движения важна именно она. Чем больше тепла выделяет единица топлива, тем эффективнее и экономичнее работает двигатель».

При этом высокооктановое топливо изготавливается из низкооктанового путем добавления присадок и модификаторов и само по себе не является более эффективным. Более того, присадки и сами могут оказаться небезвредными, настаивает Денис Голосюк: «Отдельные виды присадок могут образовывать отложения в двигателе или отрицательно влиять на системы нейтрализации отработавших газов. В частности, именно поэтому запрещена продажа этилированного бензина — тетраэтилсвинец отравляет катализаторы и выводит их из строя. Присадки на основе железа и марганца быстро убивают свечи зажигания».

При использовании высокооктанового топлива двигатель действительно может работать по-другому, особенно на холостых оборотах, но к детонации это не имеет никакого отношения, разбирает вопрос эксперт европейского бренда: «Словом «детонация» люди пытаются описать неравномерность работы двигателя — пропуски зажигания, повышенный шум. Это действительно может происходить, если вы используете АИ-98, потому что на холостых высокооктановое топливо горит спокойнее, то есть, условно говоря, хуже, а иногда даже игнорирует искру».

Кроме того, на холостых оборотах при низком давлении в цилиндрах смесь не успевает нормально перемешиваться, и это еще одна причина ухудшения процесса сгорания. Все эти особенности уходят на более высоких оборотах, когда смесь становится более однородной, начинает гореть равномерно, а двигатель развивает полную мощность.

Наконец, присадки и модификаторы, которыми изготовили топлива поднимают октановое число, тоже не всегда безобидны и при сгорании могут оседать на свечах. «Хорошего высокооктанового бензина в России мало. Большая часть такого топлива получена именно применением присадок, качество которых может оказаться очень сомнительным», — говорит эксперт европейского бренда.

Современные двигатели являются высокофорсированными, поэтому большинство автомобилей сейчас рассчитаны на 95-й или 98-й бензин, а на низкооктановом не смогут работать в полную силу. А вот в случае с более старыми моторами и дорогим топливом могут возникнуть проблемы, намекает Игорь Серебряков.

Если конструкторы автомобиля не предполагали использование высокооктанового топлива, то оно может навредить, соглашается эксперт европейского бренда. Например, такой бензин не успевает сгорать во время такта рабочего хода и продолжает гореть при открытых выпускных клапанах. «Тогда не только падает экономичность, но и разрушается двигатель. Он работает при более высокой температуре, возникает риск прогорания клапанов и выпускных седел, как это бывает при переводе машины на газ», — объясняет специалист.

В качестве примера он приводит мотор ЗМЗ-402, который ставился на старые «Волги» и в разное время был рассчитан на 66-й, 72-й и 80-й бензины: «Если в него залить АИ-100, то долго не проездим, экономичности не будет, потому что большая часть топлива будет просто вылетать в выхлопную трубу».

Повышение экономичности при переходе на 98-й или 100-й бензин Денис Голосюк считает эффектом плацебо. «Незначительное повышение экономичности возможно лишь в тех редких случаях, когда мотор способен реализовать эту разницу в антидетонационных свойствах топлива. К большинству моторов массовых легковых автомобилей это не относится. И даже там, где удастся уменьшить на пару-тройку процентов расход горючего, экономия будет нивелирована более высокой стоимостью. При этом некоторый риск нарваться на последствия от добавленных антидетонационных присадок окажется ненулевым».

Эксперт европейского бренда также утверждает, что экономия возникнет, только если двигатель действительно рассчитан на высокооктановое топливо и на нем работает эффективнее. В качестве примера таких моторов он приводит форсированные версии турбодвигателей Volkswagen, мощность которых можно поднять чип-тюнингом: «Например, стандартный 150-сильный двигатель 1,4 TSI на заводских испытаниях может выдавать до 270 л. с., а в спорте с него снимают более 300 сил. Но реализовать их действительно позволяет только качественное высокооктановое топливо.

А вот обычным моторам применение высокооктановых бензинов никаких преимуществ не дает, причем спорными являются даже моющие свойства улучшенных сортов топлива. «Производители топлива зачастую декларируют лучшую моющую способность высокооктановых бензинов. Но на самом деле очищающая способность определяется главным образом содержанием в составе бензина моющих присадок, и они вполне могут быть в составе топлива с невысоким октановым числом. Сказки про большую экономичность — это тоже маркетинговые уловки», — продолжает Денис Голосюк.

Все то же самое относится и турбомоторам, которые еще требовательнее к соблюдению рекомендаций производителя. «В турбированные двигатели строго рекомендуется заливать топливо, указанное производителем. Если степень сжатия составляет от 10 до 10,5, подойдет 95-й бензин, если выше — 98-й», — утверждает Игорь Серебряков.

При этом ориентироваться нужно не на физическую степень сжатия, а на эффективную, которую считают с учетом избыточного давления, создаваемого турбиной или компрессором. «И для атмосферных моторов, и для двигателей, оснащенных турбонаддувом или механическим компрессором, определяется минимально допустимое октановое число бензина. И там, и там нельзя использовать бензин с меньшим октановым числом, но можно с большим», — напоминает Денис Голосюк.

Эксперты сходятся во мнении, что если вместо 95-го бензина в современный массовый автомобиль заливать 98-й или «сотый», то вреда это не нанесет, но и никаких преимуществ, скорее всего, не даст. Поэтому лучше лить топливо, рекомендованное производителем, особенно с учетом того, что в 95-м меньше модификаторов и присадок.

Рекомендованное топливо написано на лючке бензобака машины. Если там указано два вида топлива, то это значит, что марку, написанную мелким шрифтом, производитель также допускает, предупреждая о возможном снижении эксплуатационных параметров. «Не гонитесь за мифическими выгодами от высокооктанового бензина. Если уж очень хочется побаловать машину качественным горючим, заправляйте фирменные сорта, которые предлагаются на большинстве сетевых АЗС. В них хотя бы заявлено больше моющих присадок», — заключает Денис Голосюк.

Сами автопроизводители не требуют, чтобы в их автомобили заливали улучшенный бензин, но иногда в спецификациях пишут, что допускается использовать топливо с октановым числом, например, от 95 до 98. А вот если в инструкции написано что-то вроде «до АИ-95 включительно», переходить на более дорогой вид точно не нужно.

Спирт в бак, бензин в кровь

Практиков, кто переделал автомобиль на спирт достаточно много (есть сайт украинских спиртоводов, например), хотя информационного мусора было просеяно много сортируя его сквозь сито собственного опыта.

Вспомним о пойманном в Белоруссии самогонщике с гигантским аппаратом установленном в кузове грузовика Газ-53. Сомневаюсь о возможности продать такое количество самогона, выгнанного на хоть и огромном, но ржавом, антисанитарном аппарате. Наверняка заправлял им какой ни будь трактор.

Обещаю не мучить теоретическими, занудными выкладками (разве что в комментариях для интересующихся) и начнем мы с того чем собственно бензин отличается от этилового спирта в плане горения и какие в связи с этим изменения в моторе придется произвести.

Немного теории. Жидкое топливо (бензин, керосин, спирт и тд) горит в смеси с воздухом (с кислородом на самом деле, но сильно не придирайтесь). И для каждого вида топлив существует своя идеальная пропорция, называемая стехиометрической смесью. Вот определение:

Стехиометрический состав — это теоретически верное соотношение топлива и воздуха, при котором в процессе горения кислород воздуха и топливо будут израсходованы полностью без остатка.

Ниже маленькая табличка сравнения. Из нее видно, что этанол горит в смеси с воздухом в пропорции 9 к 1, а бензин 14,5 к 1.

Неэтилированный бензин 14,7 : 1
Метанол (метиловый спирт) 6,5 : 1
Этанол (этиловый спирт) 9,0 : 1
Пропан (сжиженный газ) 15,7 : 1

Если залить этиловый спирт вместо бензина без переделок, то 14,5 ед воздуха (отношения считаются по весу) будет слишком много. Смесь будет слишком бедная. Будет ли двигатель работать на такой смеси?

Для ответа на этот вопрос необходимо еще одно отступление. При работе двигателя нет необходимости постоянно готовить исключительно стехиометрическую, идеальную смесь. По разным причинам двигатель может работать как на бедной (воздуха больше чем нужно) так и на богатой (воздуха меньше чем нужно) смеси. Но до определенного предела. На очень бедной и на очень богатой смеси двигатель работать не будет.

Так вот, для спирта этот предел шире. Смесь может быть более бедной чем на бензине, кое как, но работать будет.

Смотрите что об этом пишет пытливый владелец УАЗа:

“Недавно провел эксперимент. Залил в пустой бак 5 л спирта. Завелся на бензине из другого бака, переключил и сразу поехал. Когда спирт дошел до карбюратора, тяга резко упала. Я вытащил подсос, примерно на треть и все поехало. Ехал по трассе со скоростью 60-80 км в час. 5 л спирта хватило на 21 км.”

Что же надо сделать с топливной системой и двигателем что бы нормально работать на спирте?

В принципе можно не заморачиваться, добавление небольшого количества спирта в бензин не требует переделок двигателя и изменения параметров впрыска. В Бразилии, например, 5-10% обычное дело. Утверждается, что можно добавлять до 30%, но внятного подтверждения так и не нашел. Поверим на слово, учитывая следующий нюанс. Чем крепче спирт, тем лучше он растворяется в бензине. Вернее, растворятся то спирт растворяется, но при недостаточной крепости (менее 95%) со временем возможно расслоение. Машину наедине с собой на месяц уже не оставишь. В идеале обезвоженный спирт, а это очень затратная штука и нам подходит мало.

Тем более, что это не наш метод. Мы не просто хотим ездить на спирту. Мы хотим ездить на спирту домашнего изготовления крепость которого не превышает 75% дабы не заморачиваться с ректификационными колоннами и двойными перегонами. (Обобщая массу информации хочу отметить, что крепость в 75% является минимально допустимой, ниже которой топливо хоть и будет работать, но нормальной такую эксплуатацию уже не назовешь).

Почему так. В идеале необходимо что бы наше топливо получалось с первого перегона и было вышеозначенной крепости. Использование ректификационной колонны конечно решает проблему, но требует, как минимум двух перегонок. Конечно существуют и такие аппараты которые получают 95% спирт с первого перегона, но они требуют повышенного внимания, работают медленно. Проще попытаться настроить двигатель на 75 % спирт и получать продукт на самогонном аппарате с дефлегматором и парой сухопарников. Тем более что работа на таком топливе дает некоторые преимущества (так и недостатки, впрочем). К этому мы еще вернемся. Не получится с двигателем, не будут удовлетворять его характеристики, ну что ж, тогда вторым перегоном мы однозначно получим нужную крепость.

Тем более нет необходимости отделять головы. Продавцы бражных колонн утверждают, что можно получить аж 90% крепости с первого перегона. Ну что ж, нам это подходит. Именно такой аппарат я рассмотрел в предыдущей статье.

В принципе, карбюраторный автомобиль при прогреве на бензине и с последующим переключением на спирт условно работает “на подсосе” без переделок. Естественно нас это не устраивает.

Для нормальной работы двигателя на спирту в первую очередь необходимо перенастроить карбюратор на более богатую смесь. Нужно помнить, в случае с крепостью ниже 95% смесь должна быть еще богаче.

В литературе упоминается цифра в 27% увеличения подачи. Там же можно найти значения зависимости пропускной способности жиклера от его диаметра. Например, 350 млмин это 1.4 мм.

Хотя в нашем случае, когда размеры жиклеров мы будем подбирать методом “тыка” не имеет значение на сколько увеличилось количество топлива. Взял жиклер побольше, вкрутил, посмотрел, что получится. Понравилось, оставил так, не понравилось, продолжил с другими размерами жиклеров.

Аналогичным мы занимались в юности, когда пытались выжать из стандартных моторов чуть больше мощности. Отмечу, что это сейчас в продаже доступны жиклеры на любой карбюратор, которые отличаются пропускной способностью, да еще с определенным, мизерным шагом. Есть уже готовые киты под конкретные задачи. Тогда такого не было. Жиклеры брались из ремонтных наборов, вывинчивались из старых карбюраторов, даже точились на токарных станках. И потом, аккуратно, самодельной, сделанной из иголки разверткой в тех жиклерах мы ковырялись. Даже догадались из длинной стеклянной трубки сделать примитивное проливочное устройство что бы хоть как-то оценить то что мы наковыряли и систематизировать жиклеры по проходному сечению.

Естественно быстрее и проще настраивается однокамерный простейший карбюратор. Меняется главный топливный жиклер и жиклер холостого хода. Плюс не плохо бы увеличить подачу ускорительного насоса. Не всегда это сделать просто. (Придется менять профиль кулачка, например). С многокамерными карбюраторами все сложнее, но ничего там страшного нет.

Но на замене жиклеров работа с топливной системой не заканчивается. Из-за того, что испаряемость спирта хуже, чем бензина, карбюратор надо греть. Иначе не только не заведешь, но и работать нормально не будет. (Хотя есть версия, взятая из руководства по эксплуатации техники на спирту от 1933 года, что добавление эфира проблему пуска и работы решит.)

И вот тут-то конструкторская мысль позволяет себе распоясаться. Карбюратор греют выхлопными газами, вставляют электро-подогреватели, греют микрорадиаторами с охлаждающей жидкостью. Полная свобода для творчества.

Чуть не забыл. Спирт имеет очень высокое октановое число.

Таблицы путаются в показаниях, но ясно что более ста. Так что без зазрения совести можем уменьшать камеру сгорания поднимая степень сжатия любым доступным способом. Каким? Да никаким! Если станочного парка поблизости нет оставляем автомобиль в покое, ставя зажигание чуть раньше.

А как же впрыск? А впрыск давно под спирт заточен. Поговаривают что в Бразилии законодательно определена работа автомобилей и на бензине, и на спирте. И вроде там все само переключается в зависимости от содержания спирта. Да, под каждый процент своя программа. (поди проверь в Бразилии, ага).

Уверен, что и у европейских производителей достаточно поставить галочку в программе что бы мотор сам пере настроился. Так что вопрос лишь в том будет ли у вас достаточный уровень доступа к электронным мозгам и наличие связи с дилером.

А, ну есть узкий контингент, умеющий в топливные карты, чип тюнинг, все дела. Для них переписать программу под спирт труда не составит, но вот как раз им то я со своими дедсадовскими текстами посоветовать ничего не могу.

Были ещё кит комплекты, устанавливаемые в разъемы форсунок, (под каждую марку производились отдельно) обманывающие стандартную программу. На входе в такой эмулятор один сигнал, а на выходе в форсунку другой. Фантастика для постапокалипсиса — проще жиклер расковырять.

Есть вот еще один нюанс. А как в таком спиртовом мире обстоят дела со смазками? Нет нефти – нет масла. Из растительного более-менее подходит касторовое и есть мутная история об изготовлении японцами масел из животных жиров, в частности из китового жира. Чем смазывать? Беда.

Продолжение про аппарат-автомат-заправочная колонка нннада?

Бензиновый, дизельный или газовый — какой двигатель лучше?

Прочность якорной цепи равна прочности ее самого слабого звена.

Поговорка старых английских шкиперов

Бензиновый двигатель

Его правильнее называть двигателем с искровым зажиганием. Почему? Хотя бы потому, что производители топлива в некоторых странах добавляют в бензин до 20–24% этилового спирта. Таким образом, двигатель можно назвать бензоспиртовым.

Примерно до середины прошлого века в системе питания таких моторов властвовал карбюратор, а мощность, в основном, зависела от рабочего объема. В настоящее время карбюраторы вымерли, а современников я бы условно разделил на несколько групп:

  • безнаддувные двигатели со впрыском во впускной трубопровод (их еще называют атмосферными моторами)
  • двигатели с непосредственным впрыском
  • наддувные двигатели
  • двигатели с непосредственным впрыском и турбонаддувом.

Приблизительно в таком же порядке у этих двигателей растут и показатели технических характеристик, но одновременно уменьшается надежность.

Атмосферный мотор Renault

Безнаддувные двигатели с распределенным впрыском топлива во впускной трубопровод просты по конструкции. Они имеют надежную систему управления. Модификации с регулированием фаз на впуске и выпуске обеспечивают неплохие показатели по литровой мощности (это отношение мощности мотора к его рабочему объему в литрах). Современные двигатели рабочим объемом 1,6 л выдают мощность порядка 125–130 л.с. Улучшить удельные показатели (ту же мощность, снимаемую с единицы рабочего объема) можно только повышением частоты вращения коленчатого вала до 7–8 тыс. об/мин, но это требует создания уже совсем другого, «околоспортивного» двигателя, а также усовершенствованной трансмиссии. Например, еще в начале 1990-х Honda разработала двигатель объемом 1,6 л, который выдавал 160 л.с. Но с современными экологическими нормами о нем лучше даже не вспоминать.

GDI — Gasoline Direct Injection

Непосредственный впрыск немного улучшает показатели двигателя по мощности и экологичности. Но он ощутимо сложнее, так как требует применения топливного насоса высокого давления (ТНВД) и особых форсунок. А еще распространение таких двигателей сдерживается потребностью в топливе высокого качества. Недаром многие фирмы долгое время не поставляли такие моторы в нашу страну. У нас и без того подъезжаешь к бензоколонке как к столу с рулеткой, а тут еще и двигатель более требовательный.

двигатель с системой электронноуправляемого турбонаддува Lexus

Наддув позволяет значительно повысить показатели или уменьшить рабочий объем, сохранив ту же мощность. Полуторалитровый двигатель развивает от 150 л.с. и больше. Максимальный крутящий момент наддувника, в отличие от момента атмосферника, достигается значительно раньше, уже при частоте вращения коленчатого вала 1600–1800 об/мин., причем «полка» высокого крутящего момента может простираться до 4000–4500 об/мин. Все благодаря оптимальному снабжению воздухом поршневой части двигателя с помощью электронно-управляемого турбокомпрессора. В результате наддувный двигатель при небольших и средних нагрузках чуть экономичнее в сравнении с безнаддувным собратом при прочих равных. Такой двигатель прекрасно тянет с самых низов, а на малых оборотах потери энергии на трение меньше из-за меньших путей проходимых всеми деталями двигателя и, соответственно, выше КПД.

Однако статистика говорит о том, что наддувных моторов продается все-таки значительно меньше, чем атмосферных. Почему?

Первая причина — такие двигатели сложнее и несколько дороже в производстве. Да и налоговых льгот при малом рабочем объеме мотора у нас в стране нет, в отличие, к примеру, от той же Европы.

Вторая причина — ограниченный ресурс турбокомпрессора, обычно не превышающий 150 000 км пробега. Более нагружена у наддувных двигателей и поршневая часть, а где нагрузки, там и повышенный износ.

Третья причина — турбонаддув подразумевает разветвленную сеть трубопроводов, датчиков, приводов и жгутов проводов, которые могут соскочить, заржаветь и потерять герметичность. А любая поломка в системе управления может вывести из строя сам двигатель или агрегат турбонаддува. Также наддувные двигатели нежелательно глушить сразу после работы на напряженных режимах. Больше всего страдает раскаленный турбокомпрессор, т.к. циркуляция масла прекращается мгновенно, а ротор продолжает вращаться с большой частотой. К слову, турботаймер, призванный компенсировать этот недостаток, получил распространение лишь в качестве опции нештатных сигнализаций. Наконец, фанаты породистого звука признают, что выхлоп от турбодвигателей звучит недостаточно привлекательно.

Двигатель с турбонаддувом

Может — ну его? И — виват честный атмосферник?

Дизель

Второе его название — двигатель с воспламенением от сжатия.

Будучи двигателистом по образованию, считаю, что золотой век дизелей уже миновал. Самые надежные и безотказные из них, на мой взгляд, были в 80-х годах прошлого века. Тогда на легковых автомобилях бал правили вихрекамерные дизели рабочим объемом от 1,5 до 2,5 л. Чаще — без наддува, но и снабженные турбокомпрессором тоже попадались. При этом зачастую почти всю систему питания представлял самый совершенный по тем временам дизельный топливный насос фирмы Bosch серии VE.

Системы топливного насоса высокого давления

У него были центробежный регулятор опережения впрыска топлива, устройство для обеспечения пусковой подачи топлива, корректор подачи в зависимости от давления наддува и термокорректор, увеличивающий количество топлива при непрогретом двигателе. Внутри был встроен топливоподкачивающий насос. И ко всей системе питания двигателя подходил только один проводок — к электромагнитному клапану. На автомобиле с таким дизелем можно было ездить без аккумулятора и генератора! Стоило вынуть запорный элемент электромагнитного клапана, как дизель становился совсем неподвластным старикам Вольту и Амперу. Пустить машину можно было с толкача, а заглушить передачей. Вот это надежность! Поэтому тогда я голосовал за такой дизель двумя руками.

Современный дизель по уровню сложности и капризности схож с наддувным бензиновым двигателем. Основная причина — система питания Common Rail, которая нагнетает огромные давления, обеспечивая при этом высокие показатели и не менее высокую цену. Прибавьте к этому мочевину и сажевые фильтры, из-за которых электроника периодически выпускает на соседей по потоку целые облака сажи. Все это делает дизель менее привлекательным с потребительской точки зрения.

дизельный двигатель

Резюмируя, можно сказать, что современный дизель обеспечивает отличные показатели по мощности, тяговитости, экономичности. Но часть производителей так и не решила вопрос с шумом и вибрацией, возникающими из-за гораздо более высокого давления в цилиндрах при сгорании топлива. К тому же всегда есть опасность заправиться топливом не по сезону, а это чревато проблемами с запуском двигателя в мороз. Да и надежностью дизели не блещут из-за конструктивной сложности.

Газификация

Сразу отмечу, что дополнительно установить газовое оборудование с приемлемыми затратами сил и средств можно только на двигатели с искровым зажиганием. Современный дизель перевести на газ можно только в заводских условиях. Что касается перевода на газ обычной бензиновой легковушки, то ужесточение законов, требующее сертификации подобных переделок, как-то оптимизма не прибавляет. Израсходованное время и деньги не окупятся безопасностью эксплуатации. Ведь при очень больших пробегах, а только при таких и ставят газ, «ушатать» автомобиль можно быстрее, чем дело дойдет до следующей проверки. Хотя если пройти все процедуры, то можно ездить, экономя на заправке. Правда, часть багажного отделения будет занята газовым баллоном, разгонная динамика немного снизится, а расход пусть и дешевого газа будет достаточно велик. Конечно, в среднем в два раза более низкая цена газа компенсирует этот перерасход.

Газовой оборудования для двигателя

Сам я около 15 лет ездил на машинах с газовым оборудованием, причем устанавливал его самостоятельно. Но то были карбюраторные автомобили, где все настройки можно было произвести без спецоборудования. Регистрацией не занимался и опрессовки баллонов не делал никогда. В те времена попросту не было механизмов такой проверки. А сейчас сертификация обязательна, без нее не заправят, без нее не дадут диагностическую карту. Недаром те годы называли лихими девяностыми. Тем не менее ездил и радовался. И это в Москве, хотя случалось и путешествовать по стране.

Итоги

Выскажу личное мнение. Первые семь лет после окончания ВУЗа занимался испытаниями и доводкой дизельных наддувных и атмосферных двигателей. Имел в личном пользовании кучу карбюраторных автомобилей отечественного производства, на многие из которых (от УАЗ-469 до Таврии) ставил газовое оборудование. Работая в издательстве, поездил на многих автомобилях отечественного и зарубежного производства. И сделал я для себя вывод, что нет ничего лучше безнаддувного бензинового двигателя с впрыском топлива и с цепным приводом ГРМ вместо ремня. Самый беспроблемный вариант! А дизельные двигатели имеет смысл ставить на достаточно тяжелые внедорожники, пикапы, развозные фургоны, малые грузовички и далее по списку, вплоть до магистральных тягачей.

Статьи

Бензин E10: преимущества и недостатки

Появление на европейских (германских) заправках новой марки топлива – био-бензина E10, и возможность постепенного исключения из пользования обычного бензина были недолгими. Главной причиной прекращения реализации E10 была в целом негативная реакция обычных бензиновых двигателей на новый вид топлива. В основном это касается двигателей на более старых моделях, поскольку производимая в настоящее время техника проходит обязательное тестирование на совместимость с E10. Большинство специалистов в области автотехники сходятся во мнении, что современные двигатели, оборудованные инжекторной системой, без особых проблем справляются с переходом на E10.

Основное отличие био-бензина от традиционного заключается в различном процентном содержании этилового спирта (этанола) в его составе. О значении этой величины говорит число 10 после буквы E (Ethanol – этанол) – 10%. Традиционные марки бензина содержат в два раза меньшее количество этанола – 5%, поэтому их можно обозначить E5. Однако в бензин добавляется не обычный чистый промышленный этанол, а его био-версия, которая получается путем переработки частей растений. Этот процесс очень схож с традиционным методом получения самогона.

Добавление этанола в бензин проводится для уменьшения использования нефтепродуктов. Это требуется для снижения вредного влияние выхлопных газов на экологическую обстановку – продукты сгорания этилового спирта содержат гораздо меньшее количество токсичных веществ, чем продукты сгорания бензина. Таким образом био-бензин обладает бесспорным преимуществом в плане экологичности перед обычным бензином. Однако его влияние на работу двигателей «возрастных» транспортных средств может свести на нет это его преимущество.

Причиной приостановления реализации E10 послужили многочисленные жалобы от авто- и мотовладельцев о том, что в результате его использования заметно повышался удельный расход топлива и снижение мощности двигателя при одинаковых условиях эксплуатации техники. Это выявило такой недостаток E10 как низкая калорийность. Заметное снижение мощности в основном наблюдалось у техники, оборудованной двигателями с карбюратрами, не предназначенными для использования E10. Также добавляли негатива в отношение к новинке ее агрессивные химические свойства, проявляющиеся из-за более высокой концентрации этанола, являющегося растворителем лакокрасочных покрытий. При попадании E10 на пластиковые или лакированные элементы следует как можно скорее удалить его. Для этого используется промачивание хорошо впитывающей тряпкой или салфеткой. В некоторых случаях переход на био-бензин сопровождался перебоями в работе двигателя – неравномерностью оборотов, «захлебыванием» при подаче газа, снижением тяги и др.

Решение о приостановлении реализации E10 было принято после интервью Томаса Брюнера, являющегося топ-менеджером BMW, в котором он заявил, что повышенное процентное содержание этанола в бензине повышает количество влаги, образующейся в двигателе. Этот процесс влечет более быстрый износ элементов двигателя и необходимость в более частой замене масла. По информации немецких СМИ, содержащийся в бензине концентрированный этанол оказывает деструктивное действие на алюминиевые и резиновые детали автомобилей. Спасти ситуацию не смогло даже заявление от концерна Daimler, который поспешил уверить пользователей своей техники в безвредности E10 для 95% автомобилей не старше 25 лет. В результате 70% автомобилистов продолжали заливать в свои баки 98-ой бензин, что вызвало острый недостаток этого топлива на АЗС, а бензина E10 в хранилищах скопилось с избытком.

ВАШ МЕНЕДЖЕР

Начиная с первого обращения мы предоставляем Вам персонального менеджера.

Спирт в бензобаке

Особое место среди них занимает биотопливо — различные виды горючих продуктов из растительного сырья, главным преимуществом которых является возобновляемость. Сейчас главное внимание исследователей и практиков направлено на получение жидких и газообразных видов топлива для транспортных средств, а также для систем отопления и производства электроэнергии.

Неудивительно, что первым практически используемым в качестве биотоплива веществом стал обычный этиловый спирт, поскольку получение этанола из растительного, прежде всего пищевого, сырья (зерна, картофеля, сахарной свеклы и т.д.) было налажено еще несколько столетий назад. Правда, для совершенно иной цели. Но резкое удорожание нефти продемонстрировало выгодность использования этанола в качестве топлива для автомобильных двигателей внутреннего сгорания, особенно в странах с дешевым сырьем для микробиологического синтеза спирта. Первой такой страной стала Бразилия, в которой подавляющее количество автомобильного топлива обычно представляет собой смесь 80 процентов биоэтанола из сахарного тростника и 20 процентов бензина. Бразилия производит сейчас около 20 миллиардов литров биоэтанола, примерно столько же спирта (из кукурузы) поступает на рынок США.

Широкое использование спирта уже сейчас вызвало серьезную проблему — огромные площади в США заняты под посевы кукурузы для непищевых целей, поскольку фермерам выгоднее «выращивать» биоэтанол. Кроме того, этиловый спирт энергетически менее эффективен, чем бензин из-за присутствия в молекуле атома кислорода.

В России использование биотоплива на основе этилового спирта проблематично по несколько другим причинам. Во-первых, у нас законодательно ограничен оборот этанола, а во-вторых, этот спирт необходимо как-то перевести в «непитьевое» состояние — даже денатурирование ядовитым пиридином себя не оправдало. И безопасный процесс перевода уже разработан на основе давно известной реакции дегидратации — отщепления воды от молекул спиртов. При определенных условиях получается смесь углеводородов, близкая по составу к бензину. Этот вариант разработан в Институте общей и неорганической химии РАН под руководством члена-корреспондента РАН Александра Гехмана. Хотя при недавнем резком снижении цен на нефть получение синтетического бензина из этанола теряет смысл. Но даже и при повышении стоимости барреля, как подсчитали въедливые ученые, для производства 1 литра биотоплива требует более 1 литра нефти — для работы тракторов и комбайнов, для производства пестицидов и для самого микробиологического синтеза этанола.

Другим спиртом, который можно использовать в качестве возобновляемого биотоплива, является бутиловый спирт, который можно микробиологически получать из сахарного тростника, пшеницы, кукурузы, корнеплодов и даже из отходов лесопереработки. Александр Гехман приветствует этот подход.

При этом эксперт замечает, что «существует и ряд нерешенных технологических проблем, прежде всего из-за невозобновляемости микроорганизмов, используемых для производства биобутанола. Хотя если новым биотопливом удастся заместить хотя бы 5 процентов обычного бензина, это уже можно считать перспективным».

Другим видом биотоплива, производимого уже сейчас в значительных количествах, является биодизель. Это топливо, по составу близкое к дизельному топливу из нефти, получают из липидов (жиров) масличных растений — рапса в нескольких странах ЕС, подсолнечника (Франция и Италия), сои в США, Бразилии и в Африке, пальмового масла в Индонезии и Малайзии. Производство биодизеля в ЕС постоянно растет, как и импорт биодизеля из других стран. По прогнозам, объем потребления биодизеля в ЕС к 2020 году достигнет от 21 до 26 миллионов литров.

Однако увеличение площадей под возделывание этих культур приводит к росту цен на продовольствие и сведению лесов. Делались попытки получения биодизеля из водорослей, но этот процесс оказался неконкурентоспособным. Правда, появилась надежда, что проблема будет решена с помощью микроскопических грибов-паразитов, обитающих внутри древесины и расщепляющих целлюлозу с образованием смеси углеводородов. Такой способностью обладают грибы Gliocladium roseum, паразитирующие на южноамериканском кустарнике эукрифия. Самое поразительное, что при разложении целлюлозы грибы выделяют такие углеводороды, как декан, метилциклогексен, ундекан, октан и бензол. По своему составу эта смесь очень близка к дизельному топливу и вполне может использоваться вместо него. Это открытие было сделано в США, но не менее интересные разработки проводятся и в России.

Так, в работе с участием декана химфака МГУ академика Валерия Лунина была разработана и запатентована биотехнология получения биодизеля на основе липидов мицелиальных грибов, например, гриба Cunnihghamella japonica, образующего до 50 процентов липидов, близких по составу к маслу рапса. Валерий Лунин подчеркивает, что «по сравнению с растительными маслами липиды грибов имеют ряд существенных преимуществ, а именно высокая скорость роста грибов, независимость выхода продукта от сезонных и климатических условий, отсутствие потребности в посевных площадях, возможность создания безотходных технологий».

В России весьма перспективно производить биогаз — метан (или водород) из органических отходов. При этом не требуется использовать пищевое сырье и терять посевные площади, к тому же метан в 20 раз сильнее оказывает влияние на парниковый эффект и его утилизация — прекрасный способ борьбы с глобальным потеплением. Получают биометан в так называемых метан-танках с помощью метанобразующих бактерий. Трудно перечислить все виды отходов для производства биометана — это навоз, отходы многочисленных пищевых производств, фекалии, бытовые отходы, те же водоросли, органический мусор, растительные отходы и т.д. В России на агропредприятиях производится ежегодно около 800 миллионов тонн отходов, из которых можно получить около 70 миллиардов кубометров биометана, при сжигании которого — около 110 миллиардов кВт-ч электроэнергии. Метан-танки устанавливают на свалках, на очистных сооружениях пищевых производств, они могут и отапливаться биометаном. После решения проблемы раздельного сбора отходов в России можно было бы резко сократить площади полигонов твердых бытовых отходов.

Производство биотоплива, несомненно, имеет множество положительных моментов. Однако, как говорит завлаб Института химической физики РАН доктор химических наук Владимир Арутюнов: «Довольно простые оценки, которые еще 40 лет назад сделал Петр Капица, показывают невозможность обеспечить за счет возобновляемых источников энергии уровень энергопотребления развитых стран для всего населения Земли. Следует указать и на этическую сторону вопроса получения биотоплива. Более 2 миллиардов людей в мире испытывают серьезный недостаток продуктов питания. Из-за роста потребности в этаноле и соответствующего роста цен на зерно растут цены и на свинину, говядину, мясо птицы, молоко и т.д. А в России мы еще и не в состоянии полностью обеспечить свои потребности в продовольствии. И вообще, когда схлынет ажиотажный бум, место биотоплива в мировой энергетике не превысит нескольких процентов в мировом энергобалансе».

Российские автопроизводители также работают над созданием биотопливных машин. Так, еще в 2008 году три Лады Калины, заправленные смесью биобутанола и бензина, проехали 4 тысячи километров от Иркутска до Тольятти. Биотопливо для авто произвел Тулунский гидролизный завод из отходов лесопереработки — щепок и опилок. В 2010 году в ноябре прошел еще один тысячекилометровый автопробег Киров-Москва. Лада Калина на биотопливе проходила испытание и в городских условиях. Год назад создана и биотопливная Лада Гранта. Однако, по мнению производителей, маркетинговые параметры не позволяют рассматривать этот проект как самодостаточный.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector