Спирт как топливо для автомобиля: Спирт в качестве топлива: Автомобили-алкоголики

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?

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

Адаптация ДВС

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

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

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

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

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

Дизель и спирт

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

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

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

Мировой опыт

Идея использования спирта в качестве топлива не нова. Самый богатый опыт его применения в ДВС имеет Бразилия. После мирового нефтяного кризиса 1973 – 75 годов в этой стране в начале 80-х приняли программу «Топливо на основе этанола». В результате здесь до конца прошлого столетия этанол ежедневно заменял до 250 тыс. баррелей импортируемой нефти. В 90-х годах в Бразилии этиловый спирт служил горючим более чем для 7 млн. машин, а его смесь с бензином (газохол) – для еще 9 млн. авто. Этанол в этой стране изготавливают из сахарного тростника, а продают через заправочную сеть, насчитывающую 25 тысяч станций. Вторым мировым лидером по использованию этанола в автотранспорте являются США. Здесь также реализуется программа замены бензина спиртом, который получают при переработке излишков кукурузы и других зерновых культур. Чистый этанол в этой стране используется как горючее в 21 штате, а на бензоэтаноловую смесь приходятся 10% топливного рынка США. Раньше заинтересованность в использовании более дорогого этанола ($60 за баррель) в качестве моторного горючего за рубежом была обусловлена налоговыми льготами. В США они компенсируют продавцам убыток в случае, если те продают этанол по цене бензина. Сейчас, после скачка цен на нефть ($40 – 50 за баррель), с учетом переработки сырья для получения бензина, стоимость этих видов топлива практически сравнялась. Поэтому использование спирта оказалось еще целесообразнее. Применение спирта в качестве топлива получило поддержку и в некоторых европейских странах – в частности, Франции и Швеции. 7 ноября 2001 года две комиссии ЕС приняли так называемые биодирективы относительно использования биотоплива в странах Евросоюза. Они предусматривают обязательное применение этого горючего как добавки к бензину в будущем.

Топливный спирт

Этанол (С2Н5ОН) – винный, или питьевой спирт, являющийся важнейшим представителем одноатомных спиртов. Эта бесцветная жидкость, которая смешивается в любых соотношениях с водой, спиртами, эфирами, глицерином, бензином и другими органическими растворителями, горит бесцветным пламенем. Этанол, обладая высоким октановым числом и энергетической ценностью, является отличным моторным топливом. Для получения бензина АИ-95 требуется добавить в бензин АИ-92 около 10% этанола. Метанол (СН3ОН), или древесный спирт – простейший представитель предельных одноатомных спиртов, бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом. Смешивается с водой во всех соотношениях, а также с другими спиртами, бензолом, ацетоном и другими органическими растворителями. Основной способ производства метанола – синтез из водорода и оксида углерода. Сырьем для этого служат природный, коксовый и другие газы, содержащие углеводороды (например, синтез-газ), а также кокс, бурый уголь, древесина, сланцы, биомасса и др.

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

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

Украинские перспективы

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

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

В чём плюсы и минусы биоэтанола — ДРАЙВ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вот так выглядит стандартный завод по производству биоэтанола. Отличие от классических спиртовых заводов только в масштабах производства и количестве ректификационных колонн. Получают «зелёное» топливо, что называется, не отходя от кассы, прямо в поле. Это связано с тем, что транспортировка сырья серьёзно увеличивает себестоимость.

В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, Tri-Flex 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Этанольный вопрос неизбежно связан с большой политикой. На фотографии справа вы видите, как президент США Джордж Буш и президент Бразилии Луис Инасиу Лула да Силва (Luiz Inacio Lula da Silva ) радуются окончанию очередного раунда трудных переговоров. Поэтому не удивляйтесь, если в будущем мы столкнёмся самыми разными пиар-кампаниями, прямо противоречащими друг другу.

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

Спирт вместо бензина — автомобильное топливо будущего | Моторное масло — ГСМ

Какая связь между спиртом, его крепостью и автомобильным бензином? Оказывается, такая связь давно существует. Уже на протяжении многих десятилетий в разных странах, в том числе и нашей, постоянно ведутся работы и реализуются проекты использования спирта в качестве автомобильного топлива или как добавки к нефтяному автобензину и дизельному топливу.

Объектом пристального изучения является не только винный этиловый спирт, но и метиловый (метанол), хотя ядовитость последнего общеизвестна. Ядовит не только сам метанол, но и его пары в воздухе, предельно допустимая концентрация (ПДК) которых равна 5 мг/м3. Несмотря на столь отрицательный фактор, метанол рассматривается в качестве серьезной альтернативы нефтяным автомобильным топливам.

Основная цель работ в области «спиртовой топливной энергетики» заключается в увеличении ресурсов горючего для автотранспорта за счет использования альтернативных энергоносителей, которые, в отличие от нефтяных, характеризуются возобновляемой и, следовательно, неограниченной сырьевой базой.

Земные запасы нефти, этого ценного углеводородного сырья для нефтехимических производств, а также источника энергии, в определенной степени ограничены. Сроки их исчерпания в целом и в отдельных нефтесодержащих регионах планеты, по расчетам различных специалистов, составляют от 50 до 80 лет.

 

Россия по запасам нефти занимает восьмое место в мире (менее 7 млрд тонн), добывая ежегодно около 300 млн тонн и перерабатывая на отечественных заводах порядка 170 млн тонн нефти в год. Разделив 7 млрд на 300 млн, не нужно пугаться полученному числу в 23,3 года, поскольку практически ежегодно увеличивается количество открытых нефтяных месторождений, а вслед за ними возрастает объем новых разведанных запасов нефти.

Расчет и прогноз запасов нефти является сложной задачей, граничащей с искусством, которая заключается в оценке совокупности выявленных или доказанных запасов, а также измеренных, отмеченных, подразумеваемых, неоткрытых, потенциально рентабельных и умозрительных (классификация, принятая в США).

 

Спирты как автомобильное топливо

К идее использования спиртов в качестве автомобильного топлива неоднократно обращались специалисты и ученые на протяжении всего пути развития двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и автомобильной техники. Так, еще в 1902 г. на интернациональном конкурсе в Париже демонстрировалось более 70 карбюраторных двигателей, работающих на этиловом спирте и его смесях с нефтяным бензином.

В 1906-1907 гг. Парижское автобусное общество успешно эксплуатировало городские автобусы на смеси 50% спирта и 50% бензина, которая была дешевле бензина и менее пожароопасна. После снижения цен на бензин эксплуатацию автобусов перевели на смесь спирта с более дешевым бензолом в аналогичной пропорции. В это же время спирт и смеси спирта с бензином стали широко использоваться в качестве топлива для автомобилей в Германии. Техническая служба отдела правительственных сообщений Германии скрупулезно обобщила все данные эксплуатации таких автомобилей и пришла к выводу о значительном преимуществе нового вида топлива. Соответствующие статистические данные показали, в частности, что на 1 л смеси бензин-этанол автомобили проходили в среднем 7,5 км, а на чистом бензине — 5,8 км. При этом средняя скорость движения автомобилей составляла, соответственно, 69 и 70 км/ч. Согласитесь, что для начала прошлого века это очень приличный показатель.

В 1914 г. в России были проведены испытания целого ряда автомобильных двигателей для установления особенностей их работы при замене бензина на спирт. На основе проведенных опытов преподаватель Императорского Московского технологического училища инженер Н.Р. Бриллин сделал 21 декабря 1914 г. доклад в аудитории Политехнического Российского общества, в котором указал на такие положительные факторы при работе двигателей на спирте, как более устойчивая работа и увеличение мощности на 5%. Была также высказана рекомендация о необходимости снабжения карбюратора подогревательным устройством, реализующим для улучшения пусковых качеств спиртовых двигателей тепло выхлопных газов. В заключение своего доклада инженер Н.Р. Бриллин отметил, что перевод эксплуатации автомобилей с бензина на спирт выгоден экономически и легко обеспечивается технически.

В этот же период работы по внедрению спирта в качестве автомобильного топлива были начаты и в Америке. В 1905-1907 гг. под эгидой Геологического комитета США проведено более 2000 испытаний основных моделей карбюраторных двигателей на спирте и спиртобензиновых смесях.

В последующие годы и до настоящего времени работы по внедрению на автотранспорте спиртовых топлив постоянно расширялись и, если в начальный период они проводились, в основном, с целью повышения мощности двигателей, то в дальнейшем приобрели большое значение для экономии ограниченных нефтяных ресурсов и снижения отрицательного воздействия отработавших газов (ОГ) двигателей на окружающую среду. Результаты испытаний автомобилей на спиртовых топливах показали, что при этом практически в два раза снижается концентрация в ОГ экологически опасных оксидов углерода, азота и несгоревших углеводородов.

 

Бразильская «находка»

В настоящее время спирты заняли твердую позицию в системе топливообеспечения мирового автомобильного парка. В странах Южной, Центральной Америки и США первенство завоевал этанол, что объясняется значительными ресурсами в этих регионах растительного природного сырья для его производства (биомасса, солома, древесные, кукурузные отходы и т.п.). На европейском континенте, с меньшими ресурсами зеленой массы, но с более развитой химической промышленностью, первое место занял метанол, основным сырьем для получения которого является как природный, так и нефтяной газ.

Масштабы использования спиртов в качестве автомобильного топлива постоянно возрастают. Только в США получают более 7,5 млн м3 топливного этанола в год с тенденцией роста его производства. Метанола в Америке для вовлечения его в состав бензина производят всего лишь 200 тыс. м3 в год.

В Бразилии для обеспечения горючим автомобильного парка страны производство этанола увеличено до 12 млн м3 в год. Дополнительно, около 300 тыс. м3, Бразилия ежегодно закупает этанол у других стран. Весь «бразильский» этанол получают из отходов при переработке сахарного тростника. 40% бразильского автопарка эксплуатируется на чистом этаноле, 60% — на спиртобензиновой смеси.

В странах Западной Европы для использования в составе автобензинов в пределах от 6 до 15% ежегодно потребляется около 20 млн тонн метанола.

В России для производства топливных спиртов имеется достаточно серьезная сырьевая, технологическая и промышленная база. Отечественные мощности уникального гидролизного производства этанола уже сейчас могут обеспечить получение до 160 тыс. тонн этанола в год.

Объем производства метанола превышает 1,4 млн тонн в год.

Уже пять нефтеперерабатывающих заводов отрасли провели все необходимые исследования и испытания для выпуска бензинов АИ-92, содержащих в своем составе 5% этанола, и получили соответствующие разрешения Госстандарта России (допуск к производству и применению).

В середине 80-х годов прошлого столетия в нашей стране были проведены широкомасштабные испытания (включая эксплуатационные) автобензинов с добавкой 5 и 15% метанола. Для исключения расслоения спирто-бензиновой смеси с 15% метанола в ее состав был введен стабилизатор — изобутиловый спирт, в концентрации 7%. Бензины маркировались как БМ-76/5 и БМ-76/15 (бензин, метанолсодержащий). В целом положительные результаты испытаний указали на необходимость разработки более дешевого и обеспеченного ресурсами стабилизатора, а также на необходимость замены ряда деталей и узлов из резины и пластмассы в системе питания автомобилей, средств транспортирования и заправки, на более стойкие в условиях контакта со спиртобензиновыми смесями.

К сожалению, межведомственная неразбериха тех лет и последующий экономический кризис 90-х годов не позволили реализовать результаты многолетних испытаний для развития в нашей стране столь перспективного направления топливной энергетики.

 

«Спиртовая энергетика» — за и против

Какие же свойства этилового и метилового спиртов позволяют им на равных конкурировать с нефтяными автомобильными топливами? Из данных, представленных в таблице, видно, что спирты значительно отличаются от бензина в основном по трем показателям:

Детонационная стойкость, теплота сгорания и теплота испарения. Высокие антидетонационные свойства спиртов позволяют повысить степень сжатия бензинового двигателя до 12-14 единиц и, соответственно, увеличить мощность и КПД двигателя. Из данных на рисунке также хорошо видно, как повышаются значения показателей детонационной стойкости бензина (октановые числа по моторному (ОЧМ) и исследовательскому (ОЧИ) методам) при добавлении в бензин спиртов. По данной характеристике спирты практически не отличаются эффективностью действия от широко применяемого много лет в составе автобензинов синтетического высокооктанового кислородсодержащего компонента метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), что также видно на рисунке. При этом следует отметить, что МТБЭ, получаемый из метанола и изобутилена, по своей цене превосходит спирты в два и более раз.

Объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) спиртов на 40-50% ниже по сравнению с бензином, что видно из данных таблицы. Но при этом теплопроизводительность спиртовоздушных и топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно.

Высокое значение теплоты испарения спирта способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя, снижению их теплонапряженности и повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси, что в результате способствует росту мощности двигателя на 10-15%.

Однако повышенная, по сравнению с бензином, теплота испарения спиртов и их смесей с бензином обуславливает трудности при холодном запуске двигателя.

О снижении токсичности ОГ двигателей при использовании спиртовых топлив отмечено выше. Вместе с этим положительным фактом отмечается повышенная в 2-4 раза концентрация в ОГ формальдегида в случае применения метанола и ацетальдегида при применении этанола. Спирты и их смеси с бензином характеризуются повышенной агрессивностью по отношению к цветным металлам, пластмассам и некоторым маркам резин, стойким при контакте с нефтяными бензинами.

Главным эксплуатационным недостатком спиртобензиновых смесей является их повышенная склонность к расслоению при попадании в смеси воды, что заставляет использовать в их составе специальные стабилизаторы (сложные спирты, сивушные масла и т.п.).

Подводя итог краткому обзору положительных и отрицательных эксплуатационных свойств спиртов и нефтяных бензинов, следует отметить их примерно равный баланс.

Дальнейшее развитие на автотранспорте «спиртовой энергетики» будет зависеть в основном от темпов сокращения промышленных запасов нефти и роста себестоимости ее добычи.

Необходимо также отметить, что эффективное применение спиртовых топлив требует значительного повышения уровня технического состояния всех средств хранения и транспортирования горючего, заправки техники и самих систем питания автомобилей. В противном случае спирт будет растворять отстоянную воду на дне резервуаров и топливных баков и «терять» октановое число, а спиртобензиновые смеси будут расслаиваться. Применение спиртовых топлив требует также постоянной зачистки технических средств от смолистых отложений и загрязнений, накапливающихся на стенках и дне резервуаров, цистерн и продуктопроводов. При избытке таких загрязнений они будут прекрасно растворяться в спиртовом горючем и поступать вместе с ним в камеру сгорания двигателя со всеми отрицательными последствиями.

В свете изложенного вспомните, уважаемые автовладельцы, когда в последний раз вы сливали осадок из топливного бака автомобиля и насколько загрязнен этот самый бак?

Несмотря на отмеченные трудности, спиртовые горючие все более широко применяются на автотранспорте практически во всех странах мира. Так что, возможно, в ближайшем будущем все мы узнаем, что при оценке бензина необходимо еще и измерять его крепость. Но при соответствии данного показателя установленным требованиям заливать такой бензин можно будет только в бензобак автомобиля.

В заключение следует отметить, что спирты положительно зарекомендовали себя при их использовании в качестве добавки к дизельным топливам. При этом исследователями и специалистами было выявлено столь много особенностей применения таких топлив и найдено столь много новых технических решений, что это тема отдельной статьи.

Влияние содержащего этанол бензина на двигатель — Компания «Лакор»

Вам необходимо знать

Существует большая путаница относительно влияния топлива с содержанием этанола на двигатели морского назначения и на средства поддержания топлива в хорошем состоянии.

По мнению Брайана Клюге, директора отдела комплектующих компании Mercury Marine, качество всех марок бензина, с добавлением этанола или без него, со временем ухудшается (деградирует) из-за испарения, присутствия воды и окисления. Однако этанол может привести к усугублению этой деградации бензина.

Разделение фаз

Бензин E10 (топливо с содержанием этанола до 10 процентов) подвержен процессу разделения фаз, хотя это возникает только при редких условиях. Чистый бензин не обладает способностью поглощения воды, но топливо E10 при определенных условиях может содержать до 0.5 процента воды. Например, 20 галлонов E10 при температуре 60 градусов могут содержать до 12 унций воды. Эти 12 унций воды поглощаются этанолом и проходят по топливной системе без вреда для нее. Способность поглощения воды фактически делает E10 лучшим топливом в идеальных условиях, хотя E0 в основном все еще является более предпочтительным.

Как только топливо достигает полной степени насыщения, в данном случае 12 унций воды, вода и спирт отделяются от бензина и вследствие своей плотности спускаются на дно топливного бака, оставляя верхний слой топлива лишенным этанола, который имеет более низкое октановое число, и тонкий нижний слой, который содержит агрессивную, коррозийную смесь воды и этанола.

Топливные продукты с определенными типами спиртов снижают скорость разделения на фазы, однако на рынке нет продукта – независимо от того, что заявляют производители – который может полностью предотвратить разделение на фазы. Равно как и не существует продукта, который может рекомбинировать, воссоединить разделенные на фазы слои.

E10 присутствует на рынке уже не одно десятилетие, и некоторые географические регионы, особенно на Среднем Западе, больше не предлагают чистый бензин в качестве топлива. Современные двигатели морского исполнения разработаны и изготовлены для заправки как топливом марки E10, так и чистым бензином.

Переход от чистого бензина на топливо E10

Большинство проблем, связанных с E10, возникают при переходе с чистого бензина на E10 или во время сезонного хранения. Проблемы могут возникать в регионах США, где E10 вводится в практику, например, на Восточном побережье и Юго-востоке. Топливная система, в которой использовался только чистый бензин, будет иметь тонкий слой воды на дне топливного бака. Эта вода всасывается заборником топлива в очень малых количествах и проходит через топливную систему без вреда для нее. Обычно это капельки воды, которые вызывают замерзание топливной линии в холодную погоду.
Кроме того, со временем в баке будут образовываться отложения продуктов окисления и загрязнения, когда двигатель работает только на чистом бензине. Отложения образуются несмотря на то, что слой воды тонкий, но система двигателя будет оставаться стабильной. 

Когда вы добавляете в топливный бак E10, вы тем самым добавляете в него новый растворитель. Этанол будет растворять некоторое количество отложений, которые со временем накопились, потенциально снижая стабильность работы двигателя.  

“Кроме этого, при добавлении небольшого количества этанола вероятность разделения на фазы становится очень высокой,” — сказал Эд Альанак, менеджер отдела развития и планирования испытаний двигателей компании Mercury Marine. — «Этот спирт выделяется из топлива в находящуюся ниже воду, при этом воды в топливе будет слишком много, она не будет смешиваться с топливом, и вы получите слой воды и этанола.”
«Этот слой может теперь быть достаточно толстым и глубоким в области, где находится сетчатый фильтр патрубка забора топлива (погруженный) в эту смесь воды,” — добавил он.

В результате патрубок забора топлива всасывает в двигатель смесь воды и этанола.

«Для бензинового двигателя это будет совсем неблагоприятным фактором,» — сказал Альанак.

Проблемы перехода можно ограничить с помощью простых указанных ниже процедур:

Сначала проверить систему на присутствие воды в топливном баке и осмотреть и проверить водоотделительный фильтр (на больших двигателях). Если обнаружена вода, из бака необходимо все насухо выкачать. Кроме того, проверить топливо в баке на прозрачность. Если топливо имеет молочный цвет, плавающие в нем частицы или испускает кислый запах, бак необходимо прочистить.
Качественное чистящее средство, такое как Mercury’s Quickleen Fuel Product, поможет растворить отложения. Первая полная заправка бака должна состоять только из топлива E10 для того, чтобы в баке находилось максимальное количество абсорбирующего воду этанола.

Необходимо всегда следить за фильтрами и их состоянием, при этом рекомендуется всегда иметь при себе дополнительные топливные фильтры на случай возникновения потенциальных проблем с забиванием фильтров.

Сезонное хранение

Сезонное хранение также вызывает проблемы. Температура может в большой степени снизить способность этанола связывать воду.  Помните те самые 20 галлонов топлива, которые смогли поглотить 12 унций воды при температуре 60 градусов? При температуре 20 градусов те же самые 20 галлонов могут поглотить восемь или девять унций воды, приблизительно две трети воды, которая могла бы быть поглощена при идеальных температурах.  
Вода и этанол, которые были поглощены в теплую погоду, теперь разделяются и оседают на дно топливного бака. Во время хранения топливо может также окисляться (вступать в реакцию с кислородом в баке). Окисленное топливо будет издавать кислый запах и будет обесцвеченным. Оно также может иметь мелкие частицы смолы, которые содержатся в нем во взвешенном состоянии.
Окисленное топливо может забивать топливные фильтры, создавать отложения в топливной системе, особенно в инжекторах, и в целом отрицательно влиять на рабочие характеристики двигателя. После того, как топливо окислилось, его невозможно обратно восстановить и превратить в топливо, пригодное для использования.

Компания Mercury рекомендует ставить лодку на хранение с полным топливном баком для снижения количества воздуха, с которым может взаимодействовать топливо, и для снижения вероятности возникновения конденсации.
Компания Mercury также рекомендует добавлять качественный топливный стабилизатор, такой как Mercury’s QuickStor.

Некоторые помещения для хранения требуют, чтобы топливные баки во время сезонного хранения были пустыми. В большинстве случаев в этих помещениях имеются инструменты и насосное оборудование для откачки топлива из двигателя и линий.

Все марки бензина деградируют

Чистый бензин или бензин марки E10 будет со временем деградировать. При этом бензин требует особого внимания к своему состоянию и принятия мер по сохранению его качества, независимо от того, что используется в качестве топлива — чистый бензин или бензин с добавкой этанола.
“На рынке имеются три утвержденных законом типа продуктов, которые позволяют предотвратить связанные с топливом проблемы, независимо от типа бензина,” — сказал Клюге.

Он рекомендует использование следующих продуктов:

• Чистящие средства, которые добавляются к топливу для удаления отложений в топливном баке и двигателе и которые могут быть использованы для краткосрочной чистки или длительного техобслуживания.
• Стабилизаторы, которые помогают снизить темп деградации топлива и приобретения им кислого запаха и которые содержат коррозионные ингибиторы. Стабилизаторы часто используются во время сезонного хранения или тогда, когда топливо не будет потребляться в течение месяца или около этого.
• Средства для предотвращения замерзания, состоящие из спирта, соединяются с топливом в баке и снижают точку замерзания присутствующей воды. Для бензина, содержащего до 10 процентов этанола (E10), средства для предотвращения замерзания не требуются. За дополнительной информацией по топливу E10 и топливным присадкам обращаться на сайт компании Mercury Marine http:// www.mercurymarine.com/service-and-support/storage~ and-maintenance/faqs/outboards/?category=ethanol

Средства Mercury’s Quickleen, Quickare и Quickstor помогают замедлить влияние содержащего этанол бензина на двигатель!

 

Какими характеристиками обладает этанол?

Этанол – это окисленное углеводородное соединение, имеющее высокое октановое число и поэтому пригодное для увеличения уровня октана в неэтилированном бензине. Организация EPA, агентство по защите окружающей среды, отвечающее за установление ряда требований и нормативов для всех используемых в США марок бензина, допускает использование этанола в бензине на уровне до 10 процентов в качестве повышающей октановое число добавки и меры обеспечения благоприятных характеристик чистого сгорания, которое способствует снижению выброса некоторых вредных веществ. Этанол гигроскопичен (т.е. поглощает воду), он легче и быстрее смешивается с водой, чем бензин.  Он обладает отличной от бензина растворимостью, включая способность разрыхлять ржавчину и засорения, которые могут находиться в нетронутом, неразрушенном состоянии в топливной системе.  Он может легче и быстрее удалять пластификаторы и смолы из определенных пластмассовых материалов, на которые только один, чистый, бензин повлиять не может.  Разрыхленные засорения забивают фильтры и могут мешать работе двигателя. Кроме того, этанол является агрессивным, коррозионным агентом для некоторых металлов, особенно в сочетании с водой. Хотя бензин не проводит хорошо электрический ток, этанол обладает значительной способностью проводить электрический ток и поэтому может провоцировать гальваническую коррозию.


Влияет ли этанол на мощность или экономию топлива?

Этанол имеет теплотворную способность, равную 76,000 британских тепловых единиц (BTU — БТУ) на один галлон, что приблизительно на 30 процентов меньше, чем теплотворная способность бензина [приблизительно 109,000 — 119,000 BTU/gal (БТУ/галлон)], бензин E10 должен давать несколько меньший пробег в милях, т.е. снижение приблизительно на 3 процента.
Топлива, содержащие более высокий уровень этанола, будут соответственно приводить к сокращению пробега в милях. Например, топлива марки E85 дают пробег в милях приблизительно на 30 процентов меньше, чем бензин.
Октановое число чистого этанола (крепости 200) равно приблизительно 100 и поэтому пригодно для повышения октанового числа бензина. В блендах E-10 присутствие этанола обеспечивает около 2.5 – 3 процентов суммарного октанового числа. Влияние на мощность двигателя определяется  результирующим октановым числом топлива с добавкой. В выборе марок топлива для правильной работы необходимо соблюдать осторожность и выбирать топлива с октановым числом, которое рекомендовано для конкретного двигателя, как указано в руководстве по работе, обслуживанию и гарантии (Operation, Maintenance & Warranty Manual).

Могут ли топлива с содержанием этанола влиять на работу традиционных 2-тактных карбюраторных подвесных лодочных моторов?

2-тактные подвесные лодочные моторы не должны испытывать совсем никакого снижения рабочих характеристик или испытывать лишь небольшое их снижение из-за бензиновых топлив, содержащих до 10 процентов этанола, когда моторы эксплуатируются по стандартам согласно рекомендациям компании Mercury. Когда бензин с этанолом используется в первый раз после перехода с топлива с метил-трет-бутиловом эфиром, бак должен быть полностью освобожден от воды перед заправкой бензина с этанолом.  В противном случае может возникнуть разделение на фазы, которое может вызвать забивание фильтра или повреждение двигателя. Вероятно, для владельца лодки лучше в первый раз заправлять топливные баки топливом с этанолом тогда, когда в баке низкий, но некритичный уровень топлива.  Если бак чистый и в нем нет воды, не должно быть никаких трудностей.  Если в баке присутствует вода, то частичная заправка топлива приведет к  разделению на фазы быстрее, т.к. с меньшим содержанием этанола в баке требуется меньше воды для разделения на фазы. Важным фактором для владельцев лодок, с которым они должны считаться, является присутствие  воды в баках их систем. Если двигатель выпуска 1990 года или ранее, то рекомендуется проводить частые осмотры и проверки всех узлов и деталей топливной системы для того. чтобы обнаружить любые признаки утечек, смягчения, затвердения, вздутия или коррозии. Если наблюдается любой признак утечки или ухудшения состояния, то перед дальнейшей работой необходимо заменить поврежденный узел или деталь.

Как этанол влияет на топливный бак из стекловолокна?

Стекловолоконные топливные баки, изготовленные до 1991 года, возможно, были несовместимы с бензином, содержащим этанол. Имеются свидетельства того, что в присутствии этанола некоторые смолы могут вытягиваться из стекловолокна и попадать в двигатель, где они могут вызвать серьезные повреждения. Если используется стекловолоконный бак более старой модификации, связаться с производителем и определить возможность безопасного использования бензина с этанолом в этом баке.

Подвержены ли старые топливные линии отказам и повреждению от топлива на основе этанола? А что происходит с прокладками?

В 1980-ые годы для использования в топливных системах разрабатывалось множество резиновых изделий и комплектующих, способных выдерживать воздействие топлива с содержанием этанола. Если имеются подозрения на то, что резиновые комплектующие и изделия в топливной системе выпущены именно в те годы или еще раньше, то перед использованием марок топлива с содержанием этанола, может быть, целесообразно заменить их более новыми изделиями, которые безопасны и выдерживают воздействие этанола. Посоветоваться с производителем или часто осматривать и проверять эти узлы и детали топливной системы на признаки вздутия или ухудшения состояния и, если обнаружены проблемы, заменить.

В моем регионе этанол заменяет метил-трет-бутиловый эфир (MTBE). Что мне необходимо сделать?

Перед тем, как заливать бензин с этанолом в свой топливный бак, проконсультируйтесь с производителем вашей лодки на предмет необходимости принятия специальных мер предосторожности при использовании топлива, содержащего этанол. Проверьте свой топливный бак на присутствие в нем воды. Если обнаружите любое количество воды, удалите всю воду и полностью просушите бак. В качестве меры предосторожности советуем всегда иметь при себе дополнительные фильтры на случай, если во время работы на лодке фильтр засорится или будет забит.

Имеются ли присадки или добавки, которые могут предотвратить разделение на фазы?

Практически добавок, которые могут предотвратить разделение фаз, не существует. Единственным практическим решением является одно – прежде всего не допускать накопления воды в баке.
Имеются ли добавки, которые при добавлении в топливный бак, позволяют снова смешать разделенную на фазы смесь?
Нет. Единственным способом, который позволяет избежать дальнейших проблем, является удаление воды, утилизация истощенного топлива, чистка бака; и затем необходимо начать с использования свежего обезвоженного топлива.

Есть ли простое решение проблемы конденсации воды в баке при применении этанола?

Лучше всего следить за тем, чтобы, когда двигатель не эксплуатируется, топливный бак был всегда полным. Это позволит уменьшить объем пустого пространства над уровнем топлива в баке  и снизить приток воздуха в бак и отток воздуха из него при температурных колебаниях. Это приведет к уменьшению конденсации на внутренних стенках бака и ограничит воздействие влажности и конденсации на этанол в топливе. 

 

1. ИСПАРЕНИЕ

Более легкие химические вещества в бензине испаряются в баках, имеющих средства вентиляции, тем самым оставляя после этого в баке более тяжелое топливо, которое не принесет вреда двигателю, но может вызвать проблемы с запуском холодного двигателя.

2. ПРИСУТСТВИЕ ВОДЫ

Вода от конденсации оседает и накапливается на дне бака под топливом. Эта вода может стать причиной коррозии и замерзания бензопроводных линий. 

3. ОКИСЛЕНИЕ

Топливо вступает в реакцию с кислородом, образуя новые соединения. Окисление ведет к образованию осадка, смолы и кислотных отложений.  Окисленный бензин будет иметь измененный цвет (обесцвечен), кислый запах, а также может содержать мелкие частицы смолистого вещества во взвешенном состоянии. Окисленное топливо может забить топливные фильтры, стать причиной образования отложений в топливной системе, особенно в инжекторах, и в целом привести к снижению эксплуатационных характеристик двигателя.

Сможет ли биотопливо заменить бензин для автомобилей — Российская газета

Постепенное истощение запасов нефти и газа, удорожание добычи углеводородов, катастрофическое загрязнение окружающей среды при добыче и сжигании угля привели к необходимости использования альтернативных источников энергии.

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».

Справка

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.

Биоэтанол как альтернатива бензину — OOO «АльфаХимГрупп»

За последний год в России значительно вырос интерес к спирту в качестве замены бензину. Это видно даже по запросам в интернете, число которых выросло в полтора раза.

С середины 1970-х годов энтузиазм по поводу использования спиртов в качестве альтернативного топлива в ДВС увеличился. А пика он достиг к середине 1980-х годов. Спирт как альтернативное топливо из-за его минимального воздействия на атмосферу приобретает большое значение. Этанол — альтернатива горючему из нефти из-за меньших выбросов парниковых и выхлопных газов, повышения энергоэффективности. Кроме того, оно удобно для двигателей внутреннего сгорания большой мощности из-за высокого октанового числа, скорости горения. Спирты с низкой молекулярной массой подходят и вместо добавок для повышения октанового числа.

Что такое этанол?

Этанол (этиловый спирт), также содержащийся в алкогольных напитках, получают путем ферментации раствора сахара. В США его производят из кукурузного крахмала. Трава, древесина и сельскохозяйственные отходы также могут быть использованы для производства «целлюлозного» этанола.

Ферментация — это основной метод синтеза этанола, используемый в промышленности. Меласса сахарного тростника — важное сырье для производства этанола, который является побочным продуктом сахарной промышленности. Кроме того, в процессе ферментации зерновые крахмалы (пшеница и кукуруза), картофельное пюре, фруктовые соки, не содержащие сахара лигноцеллюлозные фракции сельскохозяйственных культур, таких как травы и растения, используются в качестве сырья. Как правило, меласса содержит до 50% простого сахара, который легко сбраживается в этанол. Это идеальное сырье для производства этанола с высокой доступностью и низкой стоимостью. Однако, как только сырье доставляется на завод по производству этанола, оно хранится на складе и кондиционируется для предотвращения раннего брожения и загрязнения. Более того, фермент, такой как микроскопические дрожжи, играет жизненно важную роль в процессе ферментации, превращая углеводы в этанол в отсутствие кислорода.

Особенности применения

Чистый этанол — 100% этанол или E100 — теоретически можно было бы использовать в автомобилях, но практически это нереализуемо по следующим причинам:

• Этанол плох для холодного запуска, потому что он не горит так быстро, как бензин. Чистый этанол бесполезен в качестве топлива в зимние месяцы.
• Нет легковых автомобилей, предназначенных для использования E100 (не считая некоторые гоночные автомобили), что может привести к повреждению двигателя. Даже авто, работающие на нескольких видах топлива (FFV), работающие как на бензине, так и на этаноле, могут использовать горючее до E85.
• 100% этанол трудно достать. Технически его можно употреблять как очень крепкий алкогольный напиток. Согласно правилам США, топливные спирты должны быть непригодными для питья и разбавленными до 95,5%. И, если этанол не смешан с бензином, он будет облагаться налогом на спиртные напитки / пошлиной на алкоголь.

85% этанола на 15% бензина или E85 — наиболее распространенное биотопливо в Штатах. Самый высокий процент этанольного топлива, продаваемого в США — это E85, а в Бразилии — E95, где запуск автомобиля в холодную погоду не является проблемой.

Считается, что E10 можно использовать в обычных автомобилях без модификации двигателя.

Зачем использовать этанол в качестве альтернативного топлива

Спиртовое топливо имеет больше преимуществ по сравнению с ископаемым топливом.

1. Спирт с более низким молекулярным весом может быть получен из местных энергетических ресурсов, таких как биомасса, уголь и природный газ, которые доступны по низкой цене.
2. Сжигание спирта в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) создает большее давление сгорания по сравнению с бензином. Это происходит из-за более высокого отношения местных продуктов к реагентам. Кроме того, это улучшает выходную мощность и тепловой КПД по сравнению с бензином.
3. Снижаются выбросы парниковых газов.
4. По сравнению с бензином спирты с более высоким средним октановым числом могут повысить мощность.
5. Уменьшается выделение токсичных газов в окружающую среду.
6. Утечки и разливы спиртового топлива из танкеров не так страшны. Спирты смешиваются с водой и могут быть смыты ею. Они легко распадаются при попадании в землю.
7. Спиртовое топливо имеет более низкие выбросы паров.
8. Сжигая спирт в ДВС мы выбрасываем незначительное количество золы из-за меньшего содержания углерода в спирте.
9. Общая энергоэффективность топлива улучшается.
Бразилия и этанол

Технология создания топлива на основе этанола существовала с 1920-х годов, но не получила широкого распространения до 1980-х годов. В поисках возобновляемых альтернативных источников энергии правительство Бразилии обнаружило, что в 80-х годах около 90% автомобилей страны работали на этаноле. Хотя это число снизилось одновременно с ценами на нефть, использование этанола в стране снова увеличилось. Теперь все используемые виды топлива должны содержать минимум 25% этанола. Бразилия является крупнейшим экспортером этанола в мире, занимая второе место в мире по количеству заводов-производителей подобного топлива. Около 87% зарегистрированных транспортных средств (2012 г.) работают на спирте. Потребление бензина в стране снизилось на 30%. Производятся оптовые поставки спиртового топлива в другие страны, однако, из объемы не сопоставимы с используемыми внутри страны.

Этанол дешевле бензина?

Производство этанола не самое дешевое, но, поскольку он поступает из возобновляемых источников, по прогнозам, вскоре он станет дешевле, чем традиционное топливо. И, в зависимости от того, где производится этанол, затраты на импорт могут перестать быть ключевым фактором ценообразования. Транспортировка оптовых партий сокращает цену в пересчете на литр топлива, по сравнению с розничными продажами.

Этанол более экологичен?

Это зависит от того, как был произведен этанол и как он используется. Как правило, использование E85 приводит к меньшим выбросам, чем при использовании обычного топлива. Этанол также вытесняет бензол, который вызывает рак и является нетоксичным, водорастворимым и биоразлагаемым веществом. Так как этанол производится из растений, он квази-возобновляемый.

Что касается расчетов «жизненного цикла» считается, что целлюлозный этанол производит на 86% меньше парниковых газов. Парниковые газы — двуокиси углерода, метана, закись азот. Жизненный цикл рассчитывается с учетом того, как топливо производится, транспортируется и т. д. Исследование Калифорнийского университета в Беркли показало, что для производства этанола не требуется больше энергии, чем он может произвести. Этанол, полученный из кукурузы, имеет положительный «энергетический баланс», особенно если учесть, что другие ценные продукты, такие как кукурузное масло, являются побочными продуктами процесса его производства.

Этанол полезен для планеты?

Горение E85 все еще выделяет загрязняющие вещества и производит выбросы выхлопных газов. Топливо с содержанием этанола от 6% до 20% выделяет наибольшее количество выбросов. Рекомендуется использовать чистый бензин или более высокие концентрации этилового спирта.

Расчет выбросов в течение всего производственного цикла проблематичен. Часто не принимаются во внимание изменения в использовании земель. Например, преобразование лесных земель в пахотные, что ускоряет глобальное потепление. Производство этанола из кукурузы в значительной степени зависит от ископаемого топлива и удобрений. Однако до тех пор, пока сельскохозяйственные угодья не используются для выращивания целлюлозных материалов, целлюлозный этанол довольно экологичен — для его создания требуется меньше удобрений, а побочные продукты могут использоваться для производства горючего топлива.

Почему на сегодняшний день России не выгодно переходить на биоэтанол?

В России широкое использование этанола в качестве топлива проблематично по нескольким причинам. В первую очередь, наше законодательство ограничивает оборот этанола. Кроме того, этому спирту необходимо как-то предать «непитьевое» состояние. Безопасный процесс такого перевода уже разработан на основе реакции дегидратации — отщепления воды от молекул спиртов. При нужных условиях получаем смесь углеводородов, близкую по составу к бензину. Этот способ разработан в Институте общей и неорганической химии РАН под руководством члена-корреспондента РАН Александра Гехмана.

Даже с учетом наличия земель для выращивания кукурузы или иных растений, служащих для производства биотоплива, и небольших тратах на транспортировку, конечный продукт выходит дороже привычного бензина. Дело в акцизах, накладываемых государством на спиртосодержащую продукцию.

Автомасла, антифризы и автошампуни от производителя

Что такое биоэтанол и чем он отличается от обычного бензина

Когда речь заходит о возобновляемых источниках энергии для автомобилей, чаще всего упоминается электричество и водород. Но на сегодня неплохие перспективы имеет и биотопливо. Владимир ШЛЯХОВОЙ разбирался с самым популярным его видом — биоэтанолом.

Биоэтанол — это обычный этиловый спирт, полу­ченный путем сбра­живания сахаросодержащих веществ растительного происхождения. В настоящее время для этого используются чаще всего сахарный тростник, кукуруза, пшеница и древесные опилки. По сравнению с бензином этиловый спирт имеет более высокое октановое число (99 по моторному и 105 по исследовательскому методу), меньшую температуру сгорания и более чистый выхлоп, поскольку в нем не содержится сера. К тому же спирт сгорает без образования золы. Поэтому при использовании спиртсодержащих бензинов на свечах образуется меньше отложений, а двигатель меньше греется.

В то же время этанол имеет в 1,7 раза меньшую теплотворную способность, чем бензин (26 МДж/кг против 44 МДж/кг), а поэтому расход спиртобензиновой смеси будет большим, хотя при малом содержании этанола это практически незаметно.
Спирт не растворяется в бензине и достаточно коррозионно-активен, поэтому при приготовлении спиртобензиновых смесей используются специальные эмульгаторы, стабилизаторы и ингибиторы коррозии, благодаря чему смесь не расслаивается и не разрушает элементы топливной системы.

По большому счету бензиновый двигатель может работать и на чистом спирте, но для этого необходимо перепрошить программу работы двигателя, установить устройство для стабилизации его запуска и заменить подверженные коррозии материалы топливной системы более стойкими. Кроме того, если принято решение полностью перей­ти на спирт, желательно повысить степень сжатия двигателя до 12–14, чтобы полностью использовать детонационную стойкость топлива и повысить КПД его использования.

В то же время низкое давление насыщенных паров и высокая удельная теплота испарения этанола (905 кДж/кг) делают практически невозможным запуск бензиновых двигателей на чистом спирте уже при температуре ниже +10°С. Для сравнения: для воды этот показатель составляет 2260 кДж/кг, для бензина 230–310 кДж/кг. Поэтому обычно этанол используют не в чистом виде, а смешивают с бензином в той или иной пропорции.

Бразилия впереди планеты всей

Этиловый спирт — горючее давно и хорошо известное. Он использовался в качестве моторного топлива с самого начала автомобильной эры. Еще в 1896 году Форд построил автомобиль, работающий на этаноле, а хорошо известный Ford-Т стал первым в истории массовым автомобилем, который мог работать как на бензине, так и на этаноле и их смеси.

Сейчас в разных странах выпускаются бензины (а вернее, жидкое моторное топливо) с различным содержанием спирта — от 5 до 100%, что зашифровано в их маркировке. Так, Е5 означает, что спирта в смеси находится 5%, Е20 — 20% и т.д. Единственное исключение — Е100, который на самом деле содер­жит 96% спирта, поскольку более высокую концентрацию получить перегонкой невозможно. Впрочем, чаще всего спиртсодержащие бензины содержат либо до 25% этанола, либо 70–85%. В первом случае такие топлива могут использоваться обычными неадаптированными автомобилями, а во втором — переобо­рудо­ван­ными для работе на спирте, либо «двухтопливными» (FlexFuel), которые могут работать как на чистом бензине, так и на чистом спирте, и на их смеси в любой пропорции. В разных странах такие автомобили называются по-разному, но в их названии обязательно присутствует слово Flex — «гибкий».

Автомобили, специально адаптированные для топлива Flex Fuel, могут работать как на чистом бензине, так и на спирте и на их смеси в любой пропорции. Но для обычных автомобилей бензин Е85 — настоящий яд.

В таких автомобилях концентрация спирта в топливе определяется автоматически, и «электронные мозги» проводят соответствующую подстройку топливной аппаратуры. При этом Е85 считается летним, а Е70 и Е75 — зимним топливом, которое благодаря повышенному содержанию бензина легче воспламеняется при отрицательных температурах.

Мировым лидером в производстве и использовании биоэтанола в качестве моторного топлива стала Бразилия, где на этаноле и спиртсодержащем бензине ездит 80% машин (оставшиеся работают на дизтопливе). И с оглядкой на это многие другие страны также пытаются пойти подобным путем.

В Бразилии биоэтанол прижился во многом благодаря законодательно утвержденному правилу «80/20»: все бензины без исключения должны содержать не менее 20% спирта.

Но Бразилия — страна особая. Здесь программа по переводу автотранспорта на спирт, принятая после энергетического кризиса начала 70-х годов, преследовала сразу две цели: не только уменьшить зависимость от импорта нефти, но и трудоустроить значительное число безработных. Причем последняя задача играла приоритетную роль, поскольку позволила обеспечить работой на выращивании, уборке и переработке сахарного тростника миллионы челов­ек. В результате в Бразилии, где условия для выращивания сахарного тростника просто идеальны, с одного гектара ежегодно получают 7500 л этанола, что является рекордным показателем. Например, в США, где спирт получают из кукурузы, 1 га дает только 3800 л биоэтанола.

Энергетический баланс

Впрочем, в производстве биоэтанола есть еще один очень важный показатель – энергетический баланс, который обозначает соотношение между количеством энергии, запасенным в полученном топливе и количеством энергии, затраченным на его изготовление.

Например, согласно ряду исследований, проведенных в США, этанол, производимый из кукурузы, имеет отрицательный энергетический баланс. То есть на полный цикл его производства (с учетом обработки почвы, посева и уборки урожая, а также его последующей переработки) необходимо потратить больше энергии, чем содержится в полученном этаноле. Хотя согласно официальному отчету Департамента сельского хозяйства США, кукурузный этанол имеет топливный баланс 1,24. Таким образом, этанол, произведенный из кукурузы, содержит всего на 24% энергии больше, чем тратится при его производстве. То есть из пяти гектаров кукурузы четыре расходуются впустую — непосредственно на процесс производства, и только 20% идут на получение товарного спирта.

Кукуруза — североамериканское сырье для биотоплива. Кроме того, используются маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и другие культуры.

Кстати, Бразилия и здесь является мировым лидером, поскольку багасса (жом) сахарного тростника используется в качестве топлива на электростанциях, что позволяет увеличить энергетический баланс этанола, производимого из сахарного тростника, до 8. Энергетический баланс этанола, производимого из целлюлозы, может достигать 2. В данном случае речь идет об использовании в качестве сырья древесных опилок, соломы и других отходов растительного происхождения, которых в Украине ежегодно образуется несколько десятков миллионов тонн. Что же касается сахарной свеклы, то в связи с дороговизной ее выращивания производимый из нее этанол имеет отрицательный энергетический баланс. В то же время переработка в топливо зерновых культур непременно приведет к росту цен на все продукты питания.

Справедливости ради стоит отметить, что энергетический баланс бензина и дизтоплива составляет около 1, так как для их производства требуется большое количество энергии: для разведки нефти, ее добычи, транспортировки (постройка танкеров и трубопроводов), переработки, доставки бензина и т.п.

В настоящее время стоимость этанола гораздо выше себестоимости бензина. Но почему же тогда спиртсодержащий бензин стоит дешевле обычного? Во-первых, как уже упоминалось, его энергетическая ценность ниже, чем у чистого бензина, по­этому, предлагая меньший пробег на том же количестве топлива, нельзя просить больше. А во-вторых, бензин в отличие от спирта облагается огромным акцизом, из-за чего его продают намного дороже реальной стоимости. По­этому в результате выходит, что более дорогой спирт обходится автомобилистам дешевле.

Підпишіться на наш Telegram-канал або читайте нас в Google News, щоб нічого не пропустити.

Центр данных по альтернативным видам топлива: преимущества этанола и соображения

Этанол — это возобновляемое транспортное топливо отечественного производства. Используется ли в смесях с низким уровнем содержания, таких как E10 (10% этанола, 90% бензина), E15 (от 10,5% до 15% этанола) или E85 (гибкое топливо) — смесь бензина и этанола, содержащая от 51% до 83% этанола. в зависимости от географии и сезона — этанол помогает сократить выбросы. Как и любое альтернативное топливо, использование этанола связано с несколькими соображениями.

Энергетическая безопасность

Соединенные Штаты импортировали 3% своей нефти в 2019 году, а на транспортный сектор приходится примерно 30% от общего объема нефти.Потребности в энергии и 70% потребления нефти в США. Использование этанола и других альтернативных видов топлива и передовых технологий для снижения потребления топлива продолжает укреплять национальную безопасность и сокращать затраты на транспортную энергию для предприятий и потребителей.

Экономия топлива и производительность

Галлон этанола содержит меньше энергии, чем галлон бензина, что снижает экономию топлива при эксплуатации вашего автомобиля. Влияние на экономию топлива зависит от разницы в энергии используемой смеси.Например, E85, который содержит 83% этанола, имеет примерно на 27% меньше энергии на галлон, чем бензин (влияние на экономию топлива уменьшается по мере уменьшения содержания этанола). Двигатели автомобилей с бензиновым двигателем, включая автомобили с гибким топливом (FFV), оптимизированы для работы с бензином. Если бы они были оптимизированы для работы на более высоких смесях этанола, экономия топлива, вероятно, увеличилась бы в результате повышения эффективности двигателя.

Этанол также имеет более высокое октановое число, чем бензин, что обеспечивает повышенную мощность и производительность.Например, водители Indianapolis 500 часто заправляют свои гоночные автомобили E98 из-за его высокого октанового числа. Несколько осуществляемых в настоящее время проектов, включая инициативу «Совместная оптимизация топлива и двигателей», направлены на понимание потенциала повышения эффективности двигателей за счет использования смесей этанола и других высокооктановых видов биотоплива.

Влияние на работу

Производство этанола создает рабочие места в сельской местности, где необходимы возможности трудоустройства. По данным Ассоциации возобновляемых источников топлива, производство этанола в 2019 году обеспечило более 68 600 рабочих мест по всей стране, 43 миллиарда долларов в валовом внутреннем продукте и 23 миллиарда долларов дохода домохозяйств.(См. Карманное руководство по этанолу 2020.

Выбросы

Углекислый газ, выделяемый транспортным средством при сжигании этанола, компенсируется углекислым газом, улавливаемым при выращивании сельскохозяйственных культур для производства этанола. Это отличается от бензина и дизельного топлива, которые очищаются из нефти, добытой из земли. При сжигании этих нефтепродуктов выбросы не компенсируются. На основе анализа жизненного цикла выбросы парниковых газов (ПГ) снижаются в среднем на 34% при использовании этанола на основе кукурузы, произведенного на сухих заводах, и колеблются от 88% до 108%, если используется целлюлозное сырье, в зависимости от типа исходного сырья, по сравнению с производство и использование бензина и дизельного топлива.

Чтобы узнать больше об экономии топлива, показателях выбросов парниковых газов и показателях смога Агентства по охране окружающей среды США для FFV, посетите сайт FuelEconomy.gov или просмотрите список транспортных средств, использующих альтернативное топливо и передовые технологии.

Оснащение и наличие

Низкоуровневые смеси E10 или менее не требуют специального заправочного оборудования, и их можно использовать в любом обычном бензиновом автомобиле.

Также возможно использовать смеси выше E10 в существующем топливозаправочном оборудовании, однако некоторое оборудование необходимо модернизировать для соответствия федеральному кодексу.См. Страницу «Коды, стандарты и безопасность» и «Руководство по обращению, хранению и дозированию E85 и других смесей этанола и бензина» для получения подробной информации о совместимом оборудовании.

FFV (которые могут работать на E85, бензине или любой их смеси) доступны по всей стране в качестве стандартного оборудования без дополнительных затрат, что делает их доступным вариантом для автомобилей с альтернативным топливом. Заправочные станции, предлагающие E85 (гибкое топливо), расположены в 42 штатах. Найдите заправочные станции этанола (E85) в вашем районе.

Могут ли автомобили работать на спирте?

Мы смотрим на науку, которая стоит за двигателем автомобиля только на алкоголе

Использовать отбросы с безумной вечеринки, к сожалению, не получится.

Если вы заигрываете с идеей наполнить топливный бак оставшейся водкой, пожалуйста, не делайте этого. Но это правда, что автомобили могут — и действительно — полагаются на спирт, особенно этанол, в качестве топлива.

В Великобритании бензин из насосов в настоящее время смешивается с 5% этанолом — в связи с увеличением до 10% в этом году.Однако в таких странах, как Бразилия и США, использование этанола в качестве топлива гораздо более распространено. Итак, как это работает и каковы преимущества?

Что такое этанол?

Этанол (этиловый спирт), также содержащийся в алкогольных напитках, получают путем ферментации раствора сахара. В США это означает выращивание кукурузы и использование производимого крахмала. Трава, древесина и сельскохозяйственные отходы также могут использоваться для производства «целлюлозного» этанола.

Чистый этанол — 100% этанол или E100 — теоретически можно было бы использовать для двигателей автомобилей, но, как правило, не используется по многим причинам:

1. Этанол плох для холодного запуска, потому что он не горит так быстро, как бензин.(У него более высокое октановое число, если вам интересно.) Чистый этанол в зимние месяцы бесполезен в качестве топлива.
2. Нет легковых автомобилей, предназначенных для перевозки E100 (но некоторые гоночные автомобили есть), так что это может повредить двигатель вашего автомобиля. Даже автомобили с гибким топливом (FFV), которые могут работать на бензине или этаноле, могут перевозить только до E85 .
3. 100% этанол трудно достать. Технически его можно пить как очень крепкий алкогольный напиток. Нормы США требуют, чтобы топливные спирты были непригодными для питья и разбавляли до 95.5%. И, если этанол не смешан с бензином, он будет облагаться налогом на спиртные напитки / пошлиной на алкоголь.

Этанол, следовательно, смешивают с бензином — обычно 85% этанола на 15% бензина или E85 — для производства наиболее распространенного биотоплива в Штатах. Самый высокий процент этанольного топлива, проданного в США, составляет E85 , но в солнечной Бразилии это E95 — запуск автомобиля в холодную погоду не является проблемой.

Транспортные средства Flex Fuel имеют желтые крышки бензобака в США

Утверждается, что E10 можно использовать в обычных автомобилях без необходимости модификации двигателя; но многие предполагают, что старые автомобили все еще могут быть повреждены, если использовать даже небольшое количество этанола в топливе.

Это популярно?

Ну да. Спрос на этанол утроился с 2002 по 2007 год — до 6,5 миллиардов галлонов. В 2012 году этот показатель увеличился до 13 300 миллионов галлонов. Большинство автомобилей в США могут работать на E10 или «бензине»; большая часть бензина, продаваемого в Великобритании, также содержит небольшое количество этанола. К декабрю 2011 года по всему миру было продано 27,1 миллиона автомобилей FFV.

Бразилия и этанол

Технология создания топлива на основе этанола существует с 1920-х годов, но не получила широкого распространения до 1980-х годов, начиная с Бразилии.В поисках возобновляемых альтернативных источников топлива правительство Бразилии обнаружило, что в 80-х годах около 90% автомобилей страны работали на этаноле. Хотя это число снизилось одновременно с ценами на нефть, использование этанола в стране снова увеличилось. Теперь ВСЕ используемые виды топлива должны содержать минимум 25% этанола. Бразилия является крупнейшим экспортером этанола в мире: около 87% вновь зарегистрированных автомобилей (2012 г.) работают на спирте, и в ней находится 16 миллионов из 27 миллионов FFV в мире.Расход бензина упал на 30%.

Это дешевле бензина?

Гм, не совсем. Производство этанола недешево, но, поскольку он поступает из возобновляемых источников, согласно прогнозам, он станет дешевле, чем традиционные источники топлива. И, в зависимости от того, где производится этанол, затраты на импорт могут перестать быть ключевым фактором в цене на топливо.

Улучшит ли топливо этанол мой MPG?

Э… нет. Поскольку галлон этанола при сжигании содержит меньше энергии, чем галлон бензина, этанол дает меньшую экономию топлива, чем бензин.Автомобили, использующие E10 , как правило, будут видеть снижение MPG на 3 или 4%; FFV, работающие на E85 , могут потерять до 30%.

Последние исследования WhatCar? предположили, что E10 может привести к снижению экономии топлива и увеличению расхода топлива. Их тесты показали, что хуже всего будут менее мощные автомобили: Dacia Sandero снизит расход топлива на 11,5% на E10.

Этанол более экологичен?

Отличный вопрос! Короче говоря, это зависит от того, как был произведен этанол и как он используется.Как правило, использование E85 будет производить меньше выбросов, чем обычное топливо. * Уровни кислорода в этаноле (35%) означают, что сгорание топлива более «полное» и выбросы из выхлопной трубы сокращаются. * Этанол также вытесняет бензол, который вызывает рак, и является нетоксичным, водорастворимым и биоразлагаемым веществом. * Так как этанол производится из растений, он квази-возобновляемый.

Ассоциация возобновляемых источников топлива (RFA) говорит:

«От своей биоразлагаемой природы до сокращения выбросов парниковых газов и выхлопных газов, этанол представляет собой инструмент для решения экологических проблем, не требуя совершенно нового способа доставки товаров и людей из одного места в другое.”

С точки зрения расчетов «жизненного цикла» (с учетом того, как топливо производится, транспортируется и т. Д., А не только когда оно используется в транспортном средстве), этанол из целлюлозы производит на 86% меньше парниковых газов (диоксида углерода , метан, закись азота), чем бензин. Однако эти цифры основаны на предприятиях по переработке этанола, использующих переработанную древесную щепу вместо угля — возможно, это большой шаг в сторону веры. Исследование Калифорнийского университета в Беркли показало, что для производства этанола не требуется больше энергии, чем он дает; этанол, полученный из кукурузы, имеет положительный «чистый энергетический баланс», особенно если учесть, что другие ценные продукты, такие как кукурузное масло, являются побочными продуктами процесса производства этанола.

Значит, этанол полезен для планеты?

Не так быстро. При сжигании E85 по-прежнему выделяются загрязняющие вещества; выбросы проницаемости (просачивание топлива по трубам автомобиля) и выбросы выхлопных газов. Топливо с содержанием этанола от 6% до 20% выделяет наибольшие выбросы проницаемости — лучше использовать чистый бензин или, конечно, этанол с более высоким содержанием. Точно так же автомобили, выпущенные до 2000 года, будут хуже, чем автомобили, выпущенные после 2004 года.

Союз обеспокоенных ученых утверждает:

«Лучший этанол может иметь меньшее загрязнение в результате глобального потепления в течение всего жизненного цикла, чем бензин.Но самый плохой этанол может значительно увеличить загрязнение в результате глобального потепления в течение всего жизненного цикла по сравнению с бензином ».

Расчет выбросов в течение жизненного цикла проблематичен (изменения в землепользовании часто не принимаются во внимание, т. Е. Преобразование лесных земель в пахотные земли, что может усилить глобальное потепление) и демонстрирует, что производство этанола из кукурузы в значительной степени зависит от ископаемого топлива и удобрений. Однако до тех пор, пока сельскохозяйственные земли не используются для выращивания целлюлозных материалов, целлюлозный этанол довольно экологичен — для его создания требуется меньше удобрений, меньше земли для того же количества топлива, а побочные продукты могут использоваться для производства горючее топливо.

Использование кукурузы для производства этанола в то время, когда в мире есть голодные люди, можно рассматривать как расточительный подход; однако целлюлозный этанол сделан из несъедобных веществ и может быть выращен в любой точке мира, поэтому он имеет довольно хорошие экологические характеристики.

Могу ли я переоборудовать свой автомобиль на этанол?

Это довольно дорогостоящее занятие. При более низкой MPG и более высокой цене за единицу этанола затраты на самом деле не окупаются. Но убедитесь, что ваш автомобиль может справиться с 10% этанола, который попадает в большую часть бензина в Великобритании — некоторым старым автомобилям это может не понравиться.

Какие другие альтернативы бензину?

Метанол более эффективен, чем этанол, и дешевле в производстве, но пока не получил широкого распространения (он довольно токсичен). Другие виды биотоплива включают водород (Hyundai экспериментирует со 100% водородными автомобилями), водоросли, грибы и ятрофу.

Вы также можете выбрать электромобиль или гибрид, чтобы сэкономить деньги на насосах и уменьшить выбросы углекислого газа — ищите вдохновение в нашем ассортименте электромобилей.

Об авторе

Кирсти Кук

Редактор контента в Arnold Clark

Центр данных по альтернативным видам топлива: основы этанольного топлива

Этанол — это возобновляемое топливо, производимое из различных растительных материалов, известных под общим названием «биомасса».«Более 98% бензина в США содержит этанол, обычно E10 (10% этанола, 90% бензина), который насыщает топливо кислородом, что снижает загрязнение воздуха.

Этанол также доступен в виде E85 (или гибкого топлива), который может использоваться в транспортных средствах с гибким топливом, предназначенных для работы на любой смеси бензина и этанола до 83%. Другая смесь, E15, одобрена для использования в легковых автомобилях 2001 модельного года и более новых.

Сделать этанол доступным в качестве автомобильного топлива необходимо в несколько этапов:

• Сырье для биомассы выращивается, собирается и транспортируется на предприятие по производству этанола.
• Сырье преобразуется в этанол на производственном предприятии, а затем транспортируется на топливный терминал или конечному потребителю по железной дороге, грузовиком или баржей.
• Этанол смешивается с бензином на топливном терминале для получения E10, E15 или E85, а затем доставляется грузовиком на заправочные станции. E15 поступает либо непосредственно с терминала, либо через насос-блендер из резервуаров E10 и E85 на станции.

Свойства топлива

Этанол (CH ₃ CH ₂ OH) — прозрачная бесцветная жидкость.Он также известен как этиловый спирт, зерновой спирт и EtOH (см. Поиск по свойствам топлива). У этанола одна и та же химическая формула, независимо от того, произведен ли он из сырья на основе крахмала или сахара, такого как кукурузное зерно (поскольку это в первую очередь в Соединенных Штатах), сахарный тростник (как в основном в Бразилии) или из целлюлозного сырья (например, древесной щепы или растительных остатков).

У этанола более высокое октановое число, чем у бензина, что обеспечивает превосходные свойства смешивания. Требования к минимальному октановому числу бензина предотвращают детонацию двигателя и обеспечивают управляемость.Бензин с более низким октановым числом смешивают с 10% этанолом, чтобы получить стандартное октановое число 87.

Этанол содержит меньше энергии на галлон, чем бензин, в разной степени, в зависимости от процентного содержания этанола в смеси. Денатурированный этанол (98% этанола) содержит примерно на 30% меньше энергии, чем бензин на галлон. Влияние этанола на экономию топлива зависит от содержания этанола в топливе и от того, оптимизирован ли двигатель для работы на бензине или этаноле.

Энергетический баланс этанола

В США 94% этанола производится из крахмала кукурузного зерна.Для превращения любого исходного сырья в этанол требуется энергия. Этанол, произведенный из кукурузы, демонстрирует положительный энергетический баланс, а это означает, что процесс производства этанольного топлива не требует больше энергии, чем количество энергии, содержащееся в самом топливе.

Целлюлозный этанол улучшает энергетический баланс этанола, поскольку исходным сырьем являются либо отходы, побочные продукты другой отрасли (древесина, пожнивные остатки), либо специальные культуры, такие как просо и мискантус, с меньшими потребностями в воде и удобрениях по сравнению с кукурузой.Когда биомасса используется для преобразования непищевого сырья в целлюлозный этанол, количество энергии ископаемого топлива, используемой в производстве, сокращается еще больше. Еще одно преимущество целлюлозного этанола заключается в том, что он приводит к более низким уровням выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла.

Для получения дополнительной информации об энергетическом балансе этанола загрузите следующие документы:

Этанол

Этанол — это возобновляемый спирт, производимый внутри страны, из растительного сырья, такого как кукуруза, сахарный тростник или травы.Использование этанола может снизить зависимость от нефти и выбросы парниковых газов (ПГ). Использование этанола в качестве топлива в США резко увеличилось с примерно 1,7 миллиарда галлонов в 2001 году до примерно 14,5 миллиардов в 2019 году. ¹

E10 и E15

E10 и E15 представляют собой смесь этанола и бензина. Число после «E» указывает процентное содержание этанола по объему.

Большая часть бензина, продаваемого в США, содержит до 10% этанола — количество зависит от региона. Все автопроизводители одобряют смеси до E10 в своих бензиновых автомобилях.

С 2011 года EPA начало разрешать использование E15 в автомобилях с бензиновым двигателем 2001 модельного года и более новых. ² Насосы дозирующие E15 должны иметь маркировку (см. Пример). В руководстве по эксплуатации транспортного средства может быть указано максимальное содержание этанола, рекомендованное для него автопроизводителем.

Этанол содержит примерно на треть меньше энергии, чем бензин. Таким образом, автомобили обычно проезжают на 3–4% меньше миль на галлон на E10 и на 4–5% меньше на E15, чем на 100% бензине. ³

E85 (гибкое топливо)

E85, также называемый flex fuel , представляет собой смесь этанола и бензина, содержащую от 51% до 83% этанола, в зависимости от географии и сезона.Летние смеси, как правило, содержат больше этанола, а зимние — меньше. ⁴ E85 можно использовать в FFV, которые специально разработаны для работы на бензине, E85 или любой их смеси. FFV предлагаются несколькими автопроизводителями. Мы предлагаем краткое руководство, которое поможет вам определить, может ли ваш автомобиль работать на гибком топливе.

миль на галлон. Из-за более низкого содержания энергии в этаноле, FFV, работающие на E85, получают примерно на 15–27% меньше миль на галлон, чем при работе на обычном бензине, в зависимости от содержания этанола.Обычный бензин обычно содержит около 10% этанола. ⁵

Стоимость. Стоимость E85 по сравнению с бензином или E10 может варьироваться в зависимости от местоположения и колебаний на энергетических рынках. E85 обычно дешевле за галлон, чем бензин, но немного дороже за милю.

Производительность. Драйверы не должны замечать потери производительности при использовании E85. Фактически, некоторые FFV работают лучше — имеют больший крутящий момент и мощность — на E85, чем на обычном бензине. ^6,7,8

Наличие. Более 2800 заправочных станций в США продают E85. Посетите локатор альтернативных заправочных станций, чтобы узнать их местонахождение.

Преимущества и недостатки E85

Внутреннее производство (снижает нефтяную зависимость) Снижение выбросов некоторых загрязнителей воздуха Более устойчива к детонации двигателя Добавленная стоимость автомобиля незначительна

Может использоваться только в транспортных средствах с гибким топливом Меньшее энергосодержание (меньший расход топлива) Ограниченная доступность

Видео MotorWeek

Сегменты MotorWeek предоставлены Общественным телевидением Мэриленда

Дополнительная информация

Информация об экономии топлива для транспортных средств с гибким топливом на этаноле — Найти автомобиль

Центр обработки данных по альтернативным видам топлива

Агентство по охране окружающей среды.E15: Часто задаваемые вопросы.

1. EIA. 2020. Ежемесячный обзор энергетики, июнь 2020 г. с. 155.
2. EPA, Уведомление о решении о частичном отказе от прав. «Заявление о частичном предоставлении разрешения по Закону о чистом воздухе, поданное компанией Growth Energy с целью увеличения допустимого содержания этанола в бензине до 15 процентов; решение администратора», Федеральный регистр 76 , нет. 17 (26 января 2011 г.): 4662.
3. Кнолль, К., Б. Уэст, У. Кларк, Р. Грейвс, Дж. Орбан, С. Пржесмитски и Т. Тайсс. 2009. Влияние смесей этанола с промежуточным содержанием этанола на унаследованные автомобили и малые внедорожные двигатели, отчет 1 — обновленный. NREL / TP-540-43543. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Голден, Колорадо, стр. 3-3.
4. Стандарт ASTM D5798-11, «Стандартные технические условия на топливные смеси этанола для автомобильных двигателей с искровым зажиганием с гибким топливом», ASTM International, West Conshohocken, PA, 2003, DOI: 10.1520 / D5798-11, www.astm.орг.
5. Разница в экономии топлива между использованием E85 и бензина дана в виде диапазона, поскольку E85 включает смеси, содержащие от 51% до 83% этанола:
   • Нижний предел (снижение на 15% миль на галлон) основан на разнице в содержании энергии смеси 51% этанола и бензина, который обычно составляет 10% этанола.
   • Верхний предел (снижение на 27% миль на галлон) основан на разнице в официальных тестах EPA на экономию топлива новейших моделей FFV, работающих на бензине без этанола и на E85.
6. General Motors. Технические характеристики Chevrolet Silverado 2014 года.
7. Томас, Дж. Ф., С. П. Хафф и Б. Х. Вест. 2012. Экономия топлива и выбросы транспортного средства, оборудованного комплектом для переоборудования с гибким топливом. ORNL / TM-2011/483. Национальная лаборатория Ок-Ридж, Ок-Ридж, Теннесси.
8. Томас, Дж., Б. Уэст и С. Хафф. 2015. Влияние смесей высокооктанового этанола на четыре унаследованных автомобиля с гибким топливом и автомобиль GDI с турбонаддувом.ORNL / TM-2015/116. Национальная лаборатория Ок-Ридж, Ок-Ридж, Теннесси.
Закрыть

Спиртовое топливо — обзор

11.1 Введение

В настоящем сценарии потребность в энергии в основном удовлетворяется за счет энергии, производимой из ископаемого топлива [1]. Например, в транспортном секторе ископаемые виды топлива, такие как бензин и дизельное топливо, находят множество применений, таких как инженерное оборудование, судоходство и автомобили, благодаря их отличным ходовым качествам и высокой топливной эффективности.Однако в последние несколько десятилетий нехватка ископаемого топлива стала серьезной проблемой. Более двух третей мирового потребления энергии, в котором преобладает нефтяное топливо, серьезно пострадали от нефтяного кризиса [2]. Кроме того, чрезмерное использование минерального топлива привело к загрязнению воздуха такими веществами, как диоксид углерода, твердые частицы, оксиды азота и углеводороды. Выбросы углекислого газа от сжигания топлива составляют 63% выбросов парниковых газов [3,4]. С другой стороны, рост цен на топливо можно объяснить нестабильностью источников экспорта.Кроме того, строгие правила, регулирующие допустимые выбросы и проблемы энергетической безопасности, недавно вызвали интерес исследователей к альтернативным видам топлива. Следовательно, необходимо сосредоточить внимание на загрязнении окружающей среды, достижении устойчивого развития экономики и разработке решений для удовлетворения растущего спроса на чистую энергию.

Биотопливо, используемое в качестве сырья в технологиях возобновляемых источников энергии с отрицательным выбросом углерода, может снизить выбросы углерода [5,6]. Новые подходы к производству зеленой энергии стимулировали замену ископаемого топлива на экологически чистые виды топлива, прогнозируемый рост с 1.От 3 до 4,6 млн баррелей нефтяного эквивалента биотоплива в день к 2040 году. Жидкое биотопливо является потенциальным кандидатом на замену нефтяного топлива в сфере тепла и генерации и, вероятно, удовлетворит 8% потребности в топливе в секторе автомобильного транспорта [1]. Привлекательные решения для сокращения выбросов и удовлетворения потребностей в энергии включают биотопливо на основе спирта, такое как этанол, метанол, и высшие спирты, а именно бутанол и пентанол [7–10]. Эти виды топлива играют важную роль в снижении зависимости от иностранной нефти, а также в сокращении токсичных выбросов.Благодаря своей возобновляемости, способности к биологическому разложению и, безусловно, превосходным свойствам по сравнению с бензиновым топливом, спиртосодержащее топливо считается будущим альтернативным топливом в двигателях SI [11,12].

Спирты широко используются в качестве альтернативного источника топлива, и это связано с их характерным сокращением выбросов, технической приемлемостью, простотой доступности и экономической целесообразностью. Экологические свойства спиртов привели к тому, что они стали использоваться в топливных смесях для коммерческих целей в таких странах, как США и Бразилия.С развитием технологий производства второе поколение биотоплива, включая высшие спирты, привлекло внимание во всем мире. Бутанол, спирт с более высокой цепью и четырехуглеродной структурой, считается потенциальным альтернативным топливом в двигателях SI. Краткое сравнение свойств топлива указывает на сходство характеристик бутанола с бензином [13,14]. Бутанол существует в виде различных изомеров в зависимости от положения гидроксильной группы и полученной структуры углеродной цепи.Химическая формула бутанола: C ₄ H ₁₀ O и имеет четыре изомера, а именно н-бутанол, втор-бутанол, изобутанол и трет-бутанол. н-бутанол, также известный как 1-бутанол, имеет гидроксильную группу на конце углерода структуры с прямой цепью, тогда как 2-метил-1-пропанол, также известный как изобутанол, имеет гидроксильную группу на конце углерода углеродной структуры с разветвленной цепью. . Различные изомеры бутанола имеют эквивалентное энергосодержание, но различаются по физическим свойствам [15].У н-бутанола и изобутанола разные пути производства. Энергия встроенного ископаемого топлива и октановое число немного ниже для н-бутанольного топлива. Оба изомера производятся аналогично этанольному топливу. По сравнению со спиртами с меньшей длиной цепи изомеры спиртов с более высоким содержанием топлива демонстрируют превосходные топливные свойства из-за высокого содержания углерода, присутствующего в молекулярной структуре. Как правило, теплотворная способность прямо пропорциональна количеству атомов углерода, что объясняет более высокую плотность энергии бутанола по сравнению с этанолом.Кроме того, большее количество атомов углерода помогает снизить расход топлива. Н-бутанол имеет более низкую температуру самовоспламенения по сравнению с топливом как метанолом, так и этанолом. В отличие от других спиртов, из-за сходства свойств бутанола с бензином, транспортировка топливных смесей по трубопроводам эффективна, а способность к отделению от базового топлива при воздействии таких реагентов, как вода, снижается, что, таким образом, снижает транспортировку бензина. инфраструктура более рентабельна при замене традиционных видов топлива [16].Бутанольное топливо превосходит этанол и метанол с более высокой энергией на единицу массы и более низкой летучестью. Кроме того, бутанольное топливо менее агрессивно по природе, что делает возможным использование существующей системы подачи топлива двигателя SI [17].

Превосходные физические и химические свойства и несколько доступных возобновляемых ресурсов для производства бутанола, включая кукурузное волокно, пшеничную солому, ячменную солому и т. Д., Сделали бутанольное топливо очень конкурентоспособным дополнительным топливом на основе биомассы для внутреннего сгорания на основе бензина. двигатели.Однако использование чистого бутанольного топлива в двигателе SI имеет определенные ограничения. К ограничивающим факторам относятся плохие смазочные характеристики, плохое распыление распылением и плохая воспламеняемость из-за высокой скрытой теплоты испарения бутанола, влияющей на более низкие рабочие характеристики нагрузки [18,19]. Металлическая коррозия, происходящая на цилиндрах двигателя, повреждение неметаллических частей в топливной системе и токсичность для человека — основные негативные аспекты использования бутанола.Другими аспектами, которые препятствуют замене бензина чистым бутанолом, являются более высокие затраты на топливо, относительно более низкое коммерческое производство и более высокий удельный расход топлива двигателем по сравнению с другими спиртами, такими как метанол [20]. Возможное решение преодолеть ограничения бутанольного топлива — смешать его с бензиновым топливом. Смешивание оксигенатов, таких как н-бутанол, с бензином приводит к полному сгоранию и потенциальному снижению выбросов сажи и углерода [21].По сравнению со смесями этанола и бензина слабая растворимость бутанола в воде и низкая коррозионная активность улучшают совместимость с двигателем внутреннего сгорания [22]. Кроме того, более низкая энтальпия испарения бутанола по сравнению с этанольным топливом может противодействовать проблемам холодного запуска и зажигания, встречающимся в двигателях, работающих на этаноле-бензине. Был проведен ряд исследовательских работ по изучению рабочих характеристик и характеристик выбросов двигателя с системой внутреннего сгорания, работающего на различных концентрациях смесей н-бутанол-бензин и изобутанол-бензин.

При заправке смесями н-бутанола рабочие параметры двигателя, такие как термический КПД тормозов (BTE) и удельный расход топлива тормозов (BSFC), значительно ухудшаются [23–26]. Бензиновые смеси н-бутанола демонстрируют снижение BTE и значительное увеличение BSFC по сравнению с базовым бензиновым топливом. Более высокая энтальпия парообразования и пониженная теплотворная способность смеси н-бутанола приводят к снижению производительности двигателя. Рабочие параметры еще больше снижаются при использовании смесей с более высокой концентрацией бутанольного топлива [27].Более высокие концентрации кислорода в смесях бутанола вызывают падение стехиометрического отношения воздух-топливо. Из-за уменьшения потребности в воздухе происходит больший расход топлива, чтобы компенсировать низкую теплотворную способность бутанола, что приводит к увеличению значений BSFC. Рабочие характеристики, полученные для смесей изобутанола, аналогичны характеристикам смесей н-бутанола. Однако из-за различий в физических свойствах изомеров различия в характеристиках между смесями н-бутанола и изобутанола значительны по сравнению с бензиновым топливом.Использование смесей бутанола обычно приводит к общему увеличению выбросов, что объясняется плохими характеристиками испарения бутанола из-за его высокой теплоты испарения. Однако, поддерживая определенные параметры сгорания при заданных ограничениях, было зарегистрировано эффективное сокращение выбросов двигателя. Определенные условия, такие как более высокое соотношение воздух-топливо в двигателях SI, работающих на смесях н-бутанола и бензина, показали значительное снижение выбросов CO из-за более высокой концентрации кислорода в топливных смесях, вызывающей процесс полного сгорания [23,28].Увеличение концентрации спирта приводит к снижению выбросов CO до 40% концентрации н-бутанола в бензиновой смеси [29]. Поддерживая оптимальное соотношение воздух-топливо при использовании смесей н-бутанола, выбросы углеводородов снижаются, поскольку процесс сгорания улучшается, а содержание кислорода компенсирует ограничения бутанольного топлива [30]. Выбросы NO _x подвергаются воздействию пиковой температуры в цилиндре двигателя. Поскольку спирты, такие как бутанол, обладают высокой скрытой теплотой испарения, эффект индуцированного охлаждения снижает пиковую температуру в цилиндре.Следовательно, уменьшение выбросов NO _x наблюдается для смесей бутанола и бензина [26]. Подобные результаты наблюдаются для смесей изобутанола, поскольку изомеры имеют эквивалентный химический состав. Однако различия в физических характеристиках изомеров значительны. Уменьшение выбросов CO больше для смесей изобутанола, чем для смесей н-бутанола. Однако более низкая вязкость изобутанола приводит к увеличению выбросов углеводородов по сравнению с топливом на основе н-бутанола [27].

Вреден ли бензин без этанола для вашего автомобиля?

Это кажется довольно странным вопросом.Вреден ли бензин без этанола для вашей машины? Разве это не тот же газ, который мы все использовали до того, как в 2000-х начали добавлять этанол в наш газ в массовом порядке ? Что ж, технически да, это так. Я имею в виду, что это может быть не точно так же, как и (потому что есть всевозможные современные моющие средства и добавки, которые разрабатываются годами). Но по большому счету это одно и то же.

Так зачем задавать такой простой вопрос? Мы не знаем, что содержится в человеческом сердце… Я имею в виду….люди все время задают такие неожиданные вопросы. И нас об этом уже спрашивали. Люди привыкли думать о газе, который они покупают, как об этанольном бензине. Поэтому, когда они видят газ, не содержащий этанола, они думают, что это ненормально.

Короткий ответ: нет, бензин, не содержащий этанола, неплохо подходит для вашей машины. Большинство современных автомобилей могут работать на смесях этанола до E15 (15% этанола) и на бензине, отличном от этанола. А автомобили с гибким топливом могут без проблем работать с бензином до E85 (85% этанола).

Это не означает, что нет бензина, который вреден для вашей машины.Есть по крайней мере один вид, который может вызвать проблемы.

Бензин этанол со слишком большим количеством этанола

Как мы уже говорили выше, если у вас автомобиль с гибким топливом, вы можете без проблем использовать до 85% этанола. Но у многих людей нет автомобилей с гибким топливом. Для этих людей в их легковых и грузовых автомобилях есть компьютеры, запрограммированные на расчет содержания этанола в диапазоне 10-15%. Компьютер контролирует впрыск топлива и время и пытается заставить все работать как надо, исходя из предположения, что топливо, которое он сжигает, содержит только 10-15% этанола.

Однако иногда люди по ошибке ставят E85 в свой негибкий автомобиль. Чаще всего они заправляются своим обычным газом и не понимают, что кто-то выше по течению (люди, поставляющие газ на заправочную станцию) случайно добавил слишком много этанола. Они думали, что смешивают 10%, но, возможно, они добавили 16%, 18% или более 20%. Бывает (и чаще, чем вы думаете). И никто не знает, когда это произойдет, потому что они не делают заметок об этом.

Когда вы заливаете в машину газообразный этанол, в котором слишком много этанола, происходят странные вещи с тем, что, по мнению компьютера, он видит. Компьютер предполагает, что в газе содержится 10% или 15% этанола, но понимает, что плотность газа (вес) и выделяемые им выбросы не соответствуют тому, что, по его мнению, он должен видеть. Компьютер введут в заблуждение, думая, что автомобиль работает на «обедненной» смеси (слишком много воздуха и недостаточно топлива). Обычно в ответ происходит то, что компьютер впрыскивает слишком много топлива (чтобы исправить проблему, которой на самом деле не существует), что снижает расход топлива и производительность.

Так что нет, бензин без этанола неплохо для вашей машины. Но газ с избытком этанола есть.

Вам могут быть интересны эти похожие сообщения:

Этот пост был опубликован 1 марта 2018 г. и обновлен 7 марта 2018 г.

Превратите свой автомобиль в алкоголь

Кит Б. Дрейн

Рис. 1-1 Это тестовая машина, Dodge Dart 1969 года выпуска.

© 1980 Кит Б.Drane
Каталог Библиотеки Конгресса Номер карточки: 80-81750
ISBN 0-915216-54-X
Опубликовано Love Street Books
Луисвилл, Кентукки 40258 США
Распродано

Отсканировано Стэном Хартли

Глава 1 — Альтернативный источник топлива
Испытательный автомобиль
Глава 2 — Типы спиртового топлива
Домашняя дистилляция
Покупка спирта
Глава 3 — Подготовка автомобиля к переделке
Глава 4 — Модификация топливопровода
Глава 5 — Карбюратор
Типы карбюраторов
Как они работают
Глава 6 — Изменение карбюратора
Снятие и разборка карбюратора
Увеличение дозирующих жиклеров
Поплавок — два возможных Изменения
Изгиб поплавковой тяги
Увеличение веса поплавка
Глава 7 — Изменение системы зажигания
Свечи зажигания могут иметь значение
Глава 8 — Запуск двигателя
Глава 9 — Холодная погода Проблемы с запуском
Как их решить
Запуск двигателя на бензине
Использование бензина в качестве грунтовки
Предварительный нагрев спирта
Ма nual Choke
Глава 10 — Статистика естественного движения населения
Мой опыт на вашем уровне

Глава 1
Альтернативный источник топлива

Вы так же устали от «нехватки бензина», как я? Длинные очереди к насосу, более короткие часы работы станций технического обслуживания и более высокие цены никуда не денутся.Рационирование затронуло различные районы страны. Нестабильная международная политика угрожает нашей продолжающейся зависимости от иностранной сырой нефти. Политики и руководители нефтяных компаний прогнозируют ухудшение ситуации.

Столкнувшись с этими мрачными фактами, я начал поиск альтернативного источника энергии. Я не искал решения энергетических проблем всей страны. Я просто хотел быть уверенным, что у моей семьи и у меня будет топливо для наших автомобилей, когда и где это необходимо, без вмешательства или ограничений со стороны энергетических «экспертов» дяди Сэма или прихотей алчного нефтяного шейха на Ближнем Востоке.

Спиртовое топливо — лучшая надежда маленького человечка на избавление от газовых «болей». Практически не использованный внутренний ресурс имеет много преимуществ. Ниже приводится список тех, которые я считаю наиболее важными:

1. Практически любой бензиновый двигатель можно заставить работать на спирте.
   
2. Требуются лишь незначительные и недорогие модификации двигателя.
   
3. Любой человек, обладающий достаточными механическими навыками и обычным ручным инструментом, может внести изменения после того, как изучит процедуру.
   
4. Спирт может производиться из различных органических материалов и является натуральным веществом.
   
5. Дистилляция может осуществляться частными лицами в небольшом масштабе или местными компаниями в очень большом масштабе.
   
6. И прибыль, полученная от производства отечественного алкогольного топлива, останется в Америке и будет оплачиваться американскими фермерами.

Помня об этом, я решил предпринять тестовый проект. Первой целью было преобразование автомобильного топлива, а не «бензина».Затем автомобиль должен был управляться ежедневно, чтобы определить, можно ли его использовать в обычных повседневных условиях.

Испытательный автомобиль

В качестве испытательного автомобиля использовался Dodge Dart 1969 года выпуска. На момент переоборудования двигатель имел 80 000 миль пробега и был запасным во всех отношениях. Dart был оснащен двигателем объемом 318 кубических дюймов, автоматической коробкой передач, тормозами с усилителем, рулевым управлением и кондиционером.

Дротик был подарен для тестирования друзьями, которые разделяли мою заинтересованность в поиске практической альтернативы бензину.

Переоборудование и испытания прошли очень успешно. Теперь я чувствую себя в безопасности, зная, что мне никогда не придется парковать машину из-за отсутствия топлива. Я хочу поделиться с вами своей удачей и результатами. На следующих страницах изложены теория, механика, стоимость и материалы, которым вы должны следовать при переделке вашего автомобиля.

Позвольте мне предостеречь вас. Пожалуйста, прочтите всю эту книгу, прежде чем начинать модифицировать свой автомобиль. Обсуждается несколько вариантов, и вы захотите быть уверенным, что вознаградит вас успехом. Вы добьетесь личной независимости от бензоколонки и свободы от беспокойства по поводу дефицита.

Удачи и счастливых автомобилей!

Глава 2


Типы спиртового топлива

У вас, вероятно, есть вопросы по поводу использования алкоголя в качестве моторного топлива. Кратко рассмотрим историю и виды спиртового топлива.

На заре автомобильной промышленности несколько производителей производили двигатели, предназначенные для работы на спирте, вместо относительно нового и дефицитного продукта под названием бензин. Ford Model T изначально проектировался для сжигания спирта, бензина или их комбинации.Тем не менее, Ford и другие производители вскоре подчинились сильному давлению со стороны возникающих нефтяных монополий того времени и начали разрабатывать двигатели с бензином в качестве единственного предполагаемого топлива.

Несколько производителей сельскохозяйственных тракторов продолжили выпуск спиртовых двигателей. Они предназначены только для экспорта, и в это время вы, вероятно, никогда не увидите заводских тракторов для производства спирта в этой стране.

Есть несколько различных видов алкоголя. Каждый тип получен немного другим методом или из разного сырья.Нас интересуют два типа — метанол и этанол.

Метанол может быть вам знаком как топливо, используемое в гоночных автомобилях типа Indy. Когда-то его перегоняли из дерева и обычно называли древесным спиртом. Сегодня нефть является источником большей части метанола. Он очень токсичен, и его можно отравить. Метанол — один из возможных источников топлива для вашего автомобиля, хотя он дает меньше энергии, чем этанол.

Этанол — лучший выбор для управления автомобилем. Он образуется в результате ферментации сахаров из ряда типов органических материалов.Пшеница, кукуруза, рис, свекла и тростник являются примерами материалов с высоким содержанием сахара. Они дают высокий урожай при ферментации и дистилляции. Все виды спиртных напитков содержат этиловый спирт, также известный как зерновой спирт.

Домашняя дистилляция

Самый экономичный способ получить алкоголь — построить перегонный куб и перегонять его самостоятельно. Вы можете законно перегонять спиртное топливо (но не алкоголь для питья), получив разрешение от Бюро алкоголя, табака и огнестрельного оружия.

Домашний спирт можно перегонять по цене от 40 центов за галлон в зависимости от размера перегонного куба, топлива, используемого для его питания, и стоимости зерна.Все большее число предприимчивых людей, особенно фермеров, сокращают свои счета за топливо, перегоняя урожай, выращенный в домашних условиях.

Если винокурение кажется вам привлекательным, существует несколько публикаций по этой теме. Хороший базовый праймер по перегонке — это Забудьте о газовых насосах — сделайте свое собственное топливо , написанный Джимом Вортамом и Барбарой Уайтенер. В нем представлены схемы небольших перегонных кубов, пошаговые инструкции по производству алкоголя и информация, необходимая для получения разрешения.Также включено модельное приложение.


Покупка алкоголя

Промышленный этанол можно приобрести в оптовой компании по поставке химикатов. Цена за галлон широко варьируется в зависимости от приобретенного количества, я купил бочку на 55 галлонов с 200-градусным этанолом по цене 124 доллара или около 2,25 доллара за галлон. Оптовые количества более экономичны, но для хранения необходим резервуар или другие приспособления. Кроме того, вы должны покупать большое количество, чтобы получить лучшую цену.

Ознакомьтесь со всеми возможными поставщиками в вашем районе, так как кажется, что цены сильно различаются от компании к компании.Покупки для сравнения могут сэкономить вам деньги.

Любой алкоголь, который вы можете купить в коммерческих целях, был денатурирован. Денатурация — это процесс, требуемый государством, чтобы сделать алкоголь непригодным для употребления. Обращайтесь с денатурированным спиртом, как с бензином или любым ядовитым веществом.

Рис. 2-1. Вот как я «наполняю» ее спиртом. Если бы мой баллон не был переносным, до моей машины дошел бы шланг.

Глава 3
Подготовка автомобиля к переоборудованию

Допустим, вы решили переоборудовать «Старую Бетси» на алкоголь.Может быть, тот старый драндулет во дворе — тот, который почти не работает, ненадежен и не стоит того, чтобы торговать его. Вторая машина, которая не нужна для повседневного использования, — отличный выбор для первоначальной модернизации. Вы не останетесь без транспорта в течение рабочей недели, и работа над старым автомобилем может ослабить эти опасения по поводу того, что алкоголь может отрицательно повлиять на двигатель вашей более поздней модели автомобиля.

Просто имейте в виду один факт; если он не будет работать на бензине, вы проиграете еще до того, как начнете. Алкоголь волшебным образом не вылечит больной двигатель.

Оцените состояние вашего двигателя реалистично. Мой тестовый автомобиль требовал замены неисправного стартера, старых свечей зажигания и треснувших проводов свечей зажигания. Если вы намереваетесь оставить машину на какое-то время, затраты на капитальный ремонт будут оправданы.

Когда ваша машина достаточно хорошо работает на бензине, ее можно переоборудовать.

Глава 4


Модификация топливопровода

На этом этапе необходимо принять решение.Будет ли преобразование постоянным; или вы хотите использовать бензин, когда он будет доступен, чтобы зарезервировать новую способность вашего автомобиля сжигать спирт на случай возможной нехватки топлива?

При постоянной переоборудовании бензиновый бак станет спиртовым. Для этого нужно полностью осушить бак и заменить бензин на спирт. Нежелательно смешивать спирт с бензином. Они не будут смешиваться, если в спирте почти не будет воды.

Я решил установить двухтопливную систему, так как при возвращении владельцам машина будет работать в основном на бензине.

Бак для спирта был построен из 5-галлонного пластикового контейнера Nalgene с толстыми стенками. Этот контейнер был получен из лаборатории бесплатно. Поскольку он был достаточно маленьким, чтобы его можно было переносить, я не стал устанавливать его постоянно. Уровень жидкости можно увидеть с первого взгляда, так как пластик полупрозрачный. Металлический контейнер подошел бы для этой цели, но не так удобен.

Бачок для спирта большего размера можно установить на багажник или крышу автомобиля. Выбор будет зависеть от того, с чем вам предстоит работать, и ваших индивидуальных предпочтений.Обязательно выберите прочный, герметичный и чистый контейнер.

Рис. 4-1. Это мой самодельный 5-галлонный топливный бак и всасывающая трубка. Все показанное было собрано совершенно бесплатно.


Установите всасывающую трубку того же внешнего диаметра, что и существующие топливопроводы. Трубка должна достигать примерно 1/16 дюйма от дна резервуара и выступать сверху примерно на 1 дюйм. Также установите вентиляционную трубку, чтобы воздух мог заменять жидкость по мере ее потребления.Без сброса вакуума резервуар разрушится. Сделайте отверстия в баке для вентиляционных и топливных магистралей эпоксидной смолой или припаяйте их на место. Я припаял трубку звукоснимателя к трубной заглушке. Точный метод будет зависеть от того, какой материал вы используете.

Затем установите бак в выбранное место на вашем автомобиле. Большой бак должен быть надежно закреплен или закреплен ремнями, чтобы предотвратить смещение или опрокидывание. Мой маленький бак застрял между задними сиденьями и вообще не мог двигаться. Однако я не рекомендую устанавливать резервуар в замкнутом пространстве.

При надежно закрепленном баке необходимо предусмотреть возможность подключения к существующей топливной магистрали. Для этого я использовал Т-образный клапан. Это устройство можно купить в любом магазине для транспортных средств для отдыха. Цена будет варьироваться от 5 долларов за простой ручной клапан до 40 долларов и более за электрический клапан, управляемый дистанционно с приборной панели.

Мой Т-образный клапан был подарен соседом, который снял его со своего грузовика. Он заменил его более дорогим электрическим клапаном.У этой конкретной модели было три воздухозаборника. Требовалось всего два входа, и я заткнул третий.

Я установил клапан на внутреннем крыле, как можно ближе к топливному насосу. Его также можно было установить под половицей, чтобы ручкой можно было управлять изнутри автомобиля. Такая компоновка устраняет необходимость поднимать капот для перехода с одного топлива на другое.

Я использовал стандартный черный топливный шланг для всей необходимой переброски топливопроводов.Для подсоединения шланга к Т-образному клапану использовались стандартные зазубрины. Для предотвращения утечек на всех резьбовых соединениях использовалась тефлоновая лента.

Рисунок 4-2 — Я установил свой Т-образный клапан на внутреннем крыле. Линия сверху — это вход для алкоголя. Справа — впуск бензина.


Вот как установить Т-образный клапан и заменить топливопроводы.

1. Установите Т-образный клапан в желаемом месте.
   
2. При необходимости установите заусеничные фитинги.
   
3. Подсоедините спирт к одному входу Т-образного клапана, используя черный топливный шланг правильного размера.
   
4. Найдите впускную сторону топливного насоса и снимите короткий отрезок шланга между насосом и металлической топливной магистралью из бензобака.
   
5. Подсоедините металлический топливопровод к оставшемуся входному отверстию Т-образного клапана с черным топливным шлангом.
   
6. Соедините выпуск Т-образного клапана со стороной впуска топливного насоса с помощью третьего отрезка черного топливного шланга.
   
7. Убедитесь, что добавленные линии надежны, герметичны и не мешают движущимся частям.

Теперь у вас есть двухтопливная система, которую можно заменить одним щелчком клапана.

Рис. 4-3. На схеме выше показано, как я расположил топливопровод на дротике.

Изображение большего размера

Глава 5


Карбюратор

Типы карбюраторов

Карбюратор для двигателя вашего автомобиля то, что ваше сердце для вашего тела.Его задача — подавать топливо и воздух в цилиндры в нужных количествах.

Рисунок 5-1 представляет собой простую схему карбюратора. Он имеет один канал ствола для воздуха и топлива, проходящего во впускной коллектор, и один главный дозирующий жиклер для измерения количества топлива. Этот тип работает на двигателях с одним блоком цилиндров, таких как рядный шестицилиндровый двигатель.

Карбюратор «двухствольный» имеет две расточные и две основные дозирующие жиклеры. Каждый ствол отвечает за цилиндры на одной стороне двигателя V-типа, такого как V-8.При таком расположении достигается лучшее распределение топлива.

Двигателям большого рабочего объема при некоторых условиях требуется больше топлива, чем может обеспечить двухкамерный карбюратор. Если бы «двухцилиндровый» был достаточно большим, чтобы удовлетворить пиковый спрос, он бы тратил топливо при небольшой загрузке. Карбюратор «с четырьмя цилиндрами» имеет два небольших первичных и дозирующих жиклеров, а также два дополнительных вторичных цилиндра и жиклеров. Более крупные вторичные обмотки остаются закрытыми до тех пор, пока двигателю не потребуется дополнительный наддув, который они обеспечивают.

Рисунок 5-1 — Простой карбюратор.

Изображение большего размера

Как они работают

Независимо от типа вашего автомобиля, принцип работы аналогичен.

Топливо перекачивается по магистрали и поступает в поплавок карбюратора. Игольчатый клапан впускает топливо в бачок и перекрывает поток, когда бачок наполняется. Клапан открывается и закрывается поплавком, который поднимается и опускается вместе с уровнем топлива в бачке. Уровень топлива очень важен и должен поддерживаться в тесных пределах с помощью поплавкового и игольчатого клапана.

Воздух поступает в карбюратор через воздушный рог. Он проходит мимо трубки Вентури, где проход сужается. Это ограничение вызывает увеличение скорости воздуха и приводит к созданию вакуума под трубкой Вентури.

Этот вакуум всасывает топливо из бачка через дозирующие жиклеры. Форсунки тщательно подобраны, чтобы обеспечить правильное соотношение количества топлива к заданному объему воздуха. Дозирующие стержни могут использоваться для частичного закрытия основных жиклеров на холостом ходу.

Отмеренное топливо попадает в трубку Вентури и попадает в ствол.Здесь он смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам через впускной коллектор.

Меньший холостой ход оборудован регулируемым жиклером. Максимально плавный холостой ход можно получить, вкручивая или выкручивая шток этого жиклера.

Третий топливный канал ведет от ускорительного насоса, расположенного рядом с поплавковой чашей. Этот проход обеспечивает дополнительный расход топлива только тогда, когда педаль акселератора нажата. Дополнительное топливо уравновешивает избыточный воздух, который всасывается, когда дроссельная заслонка внезапно открывается во время ускорения.Насос акселератора не работает на холостом ходу или когда педаль акселератора удерживается в устойчивом положении.

Дроссельный клапан расположен в воздушном рупоре над трубкой Вентури. Его цель — ограничить количество воздуха, поступающего в карбюратор при холодном двигателе. Топливо плохо испаряется в холодном двигателе, поэтому желательно уменьшить поток воздуха. Автоматическая заслонка откроется и впустит больше воздуха по мере нагрева двигателя. Открывать ручной штуцер необходимо вручную.

Бензиновый двигатель лучше всего работает с соотношением воздух / топливо около 14/1.Форсунки карбюратора рассчитаны на такое соотношение.

Спирт горит наиболее эффективно при рационе около 9/1. В следующей главе описывается процедура снятия, модификации и замены карбюратора для достижения этой нормы.

Глава 6


Замена карбюратора

Возможно, вы захотите приобрести второй карбюратор для переделки и оставить свой нынешний для использования на бензине. Я купил подержанный за 10 долларов на свалке. Восстановленные карбюраторы можно приобрести у вашего дилера автозапчастей.В любом случае убедитесь, что тот, который вы покупаете, совместим с движком, на котором вы планируете его использовать. Ваш дилер запчастей поможет в определении наиболее эффективных.

Далее приобретаем комплект для ремонта карбюратора. Убедитесь, что комплект предназначен для вашей конкретной модели карбюратора. Модель будет отлита в корпус или на прикрепленную к нему металлическую бирку. В комплект входят новые прокладки, обратные клапаны, плунжер ускорительного насоса и необходимые детали, чтобы старый карбюратор работал как новый. Лучше всего то, что в нем есть подробные инструкции и покомпонентное изображение всех частей.Каждая часть пронумерована и названа для справки. Это будет реальным помощником при повторной сборке.

Снятие и разборка карбюратора

Внимательно осмотрите двигатель, прежде чем снимать карбюратор. Обратите внимание на то, как прикреплены все рычаги или шланги. Помните — все должно вернуться правильно, так что будьте начеку. Открутите карбюратор и отложите мелкие крепежные детали, чтобы они не потерялись.

Рисунок 6-1 — Это карбюратор со снятыми воздушным рожком и крышкой поплавковой камеры.Жиклеры расположены чуть ниже корпуса карбюратора.




Рис. 6-2. Здесь карбюратор в разобранном виде. Жиклеры, дозирующие стержни и поплавок сняты. Убедитесь, что вы знаете, где находится каждая деталь, прежде чем снимать ее с карбюратора.

Увеличение дозирующих жиклеров

Постарайтесь найти чистый, незагроможденный стол или стойку для работы. Используйте покомпонентное изображение в качестве ориентира и разберите карбюратор на достаточное расстояние, чтобы удалить основные, дозирующие жиклеры.Форсунки для одних моделей более доступны, чем для других.

Тщательно определите размер отверстия дозирующих жиклеров. Это можно сделать, фактически измерив струю или заглянув в руководство магазина. Если у вас нет возможности определить размер отверстия, отнесите форсунки в автомастерскую. У них есть инструменты для измерения и увеличения форсунок.

Определите правильный размер жиклера по следующему примеру. Это расчет, который я использовал для Dodge.

Диаметр оригинальной форсунки	0.62
Увеличить диаметр форсунки на 40% для спирта	х 1,4 248
Правильный диаметр форсунки для спирта	÷ 062 .0868


ПРИМЕЧАНИЕ. Используемое здесь значение 40% обеспечивает достаточно богатую смесь, чтобы предотвратить сгорание клапанов из-за чрезмерно обедненной смеси.

После тестирования автомобиля вы можете обнаружить, что форсунки слишком большие, а смесь очень богатая.В этом случае установите новые форсунки, увеличенные на 35% или даже меньше, чем требует ваш автомобиль. Просто уменьшайте размер с шагом 5% по сравнению с размером запаса, чтобы быть в безопасности.

Рисунок 6-3 — Стандартная таблица сверл машиниста.


Затем я поискал 0,0860 в стандартной таблице размеров сверл. Эту таблицу можно найти в большинстве руководств по ремонту автомобилей или в справочниках машинистов. Ближайший размер сверла — # 44, то есть 0,0860.

После того, как вы определили правильный размер сверла, используйте его, чтобы осторожно увеличить каждую струю.Лучше всего для этой работы подходит сверлильный станок, но при соблюдении осторожности можно использовать ручную дрель. Не пытайтесь высверлить жиклеры , не снимая их с карбюратора. Стружка попадет в крошечные проходы и создаст проблемы.

Возможно, вам удастся избежать сверления. У дилеров автозапчастей на складе имеются форсунки различных размеров для многих типов карбюраторов.

Они недороги, и если вы найдете их подходящего размера, это сэкономит время и силы.

Я выбрал метод бурения.

Рисунок 6-4 — Это типичная установка для сверления сопел на небольшом сверлильном станке. Блок «V» удерживает струю параллельно буровому долоту.

Поплавок — два возможных изменения

Спирт тяжелее и плотнее бензина. Поплавок будет двигаться выше при данном количестве спирта, чем при таком же количестве бензина. Поскольку подача топлива прекращается, когда поплавок поднимается до определенной точки, уровень спирта будет ниже, чем если бы поплавок был заполнен бензином.Необходимо использовать какой-либо метод, чтобы поднять уровень топлива до нормального. В противном случае двигатель отключится на поворотах из-за нехватки топлива.

Гибка поплавковой тяги

Один из способов — просто согнуть соединение между поплавком и впускным клапаном.

Точная величина изгиба рычажного механизма определяется методом проб и ошибок. Чтобы найти правильную высоту поплавка, может потребоваться несколько настроек.

Добавление веса поплавку

Сложный, но более точный метод — добавить вес поплавку.Тщательно взвесьте весь узел поплавка на весах (весы для порошка отлично справятся с этой задачей). Взвесьте кусок припоя или эпоксидного клея, равный 10% от общего веса узла поплавка. Прикрепите его к верхней части поплавка, распределяя вес как можно более равномерно.

Рисунок 6-5. Весы для пороха — это то, что нужно для взвешивания поплавка. Моя поплавок весил 253 грана.


Пробовал оба метода. Метод гибки был утомительным и требовал разборки карбюратора несколько раз, прежде чем была найдена правильная настройка.Кроме того, некоторые поплавковые чаши не имеют достаточного зазора над поплавком, чтобы его можно было достаточно согнуть, чтобы принести пользу.

Весовой метод работал нормально. Это предпочтительнее, потому что вы можете установить поплавок в соответствии с инструкциями в комплекте для ремонта.

Соберите карбюратор. Следуйте инструкциям по сборке и регулировке комплекта.

Есть ли оставшиеся детали? Надеюсь, ваш ответ будет отрицательным! Теперь замените карбюратор на двигателе и подключите все обратно.

Глава 7


Изменение системы зажигания

Как только топливная система смешивает воздух и топливо в надлежащем соотношении и подает смесь в отдельные цилиндры, ее функция завершается.

Фактическое срабатывание и выработка полезной мощности контролируется системой зажигания. Его задача — воспламенить топливно-воздушную смесь в определенный момент относительно движения поршня. Если смесь загорится слишком рано, возникнет звон перед зажиганием, что может привести к повреждению двигателя. Если смесь воспламенится слишком поздно, мощность будет потеряна, а топливо будет потрачено впустую.

Бензиновый двигатель запускается в момент, когда поршень достигает верхней точки своего хода или за мгновение до этого. Бензин воспламеняется и горит так быстро, что результат больше похож на взрыв, чем на горение.

Спирт горит гораздо более равномерно. Его труднее воспламенить, и для его полного испарения и сгорания требуется больше времени. Чтобы учесть это дополнительное время, необходимо «опередить» (вызвать более раннее зажигание) синхронизацию двигателя. Для этого нужно ослабить распределитель и повернуть его в направлении, противоположном направлению вращения ротора.

Если вы не уверены, в каком направлении вращается ротор вашего двигателя, снимите крышку распределителя и попросите помощника провернуть двигатель.Независимо от того, как вращается ротор, вы должны повернуть корпус распределителя в противоположную сторону, чтобы ускорить синхронизацию.

Индикатор времени сделает эту работу несложной, если у вас есть к ней доступ. Двигатель можно отследить на слух, если вы научитесь к этому.

Вот как это сделать:

1. Ослабьте болт в основании распределителя, чтобы можно было повернуть весь блок.
2. Сначала увеличьте время, повернув распределитель примерно на 1/16 оборота. Затяните прижимной болт, чтобы распределитель не поворачивался сам (но вы все равно можете сдвинуть его с небольшим усилием).
3. Запустите двигатель и дайте бензину, оставшемуся в топливной магистрали, прогреться. Теперь продвиньте его еще больше, пока не получите более быстрый холостой ход, но все еще плавный.
4. Проверить синхронизацию, управляя автомобилем. Если вы слышите «звон» в двигателе во время разгона, это значит, что время должно быть «замедлено». Правильная настройка будет чуть ниже точки исчезновения пинга.

Сначала я измеряю время Дротика на слух и внес несколько изменений в хронометраж, прежде чем был полностью удовлетворен.После нескольких дней езды я проверил время при помощи света. Исходная установка была 0º ВМТ (верхняя мертвая точка). После преобразования его в спирт оптимальной настройкой стало 24º BTDC (до верхней мертвой точки).

Вашему автомобилю может не потребоваться ровно 24º продвижения. Это приблизительная цифра. Точная сумма будет зависеть от вашего конкретного двигателя.

Свечи зажигания могут иметь значение

Давайте кратко обсудим свечи зажигания. Как вы, возможно, уже знаете, каждый тип свечей зажигания изготавливается в трех или четырех диапазонах нагрева.Единственная разница между двумя вилками одного и того же типа , но с разными диапазонами нагрева — это скорость, с которой они рассеивают тепло. Вилка с более высоким номером будет дольше удерживать тепло и называется вилкой на горячее и на .

Рисунок 7-1 — Система диапазона нагрева свечи зажигания. Меньшее число обозначает более холодную вилку.


Спиртовое топливо, как я упоминал ранее, не воспламеняется так же легко и не горит так же быстро, как бензин.Чтобы повысить температуру в камере обжига, может быть желательно использовать свечу, которая на один или даже два диапазона горячее, чем в вашем двигателе.

Изначально у Dart были свечи зажигания Champion N-14-y. После переоборудования двигатель мог выходить из строя из-за плохого испарения топлива. Чтобы превратить спирт в горючий газ, требовалось больше тепла.

После установки более горячего набора свечей N-16-y (мне пришлось увеличить на два диапазона нагрева), я смог заметить определенную разницу. Повышенное количество тепла приводило к тому, что топливо полностью испарялось, и сокращалось время, необходимое для прогрева двигателя.

Будьте осторожны, чтобы не впасть в крайности и не установить слишком горячую вилку. Контрольным признаком будет белый электрод или электрод с волдырями. Почаще проверяйте вилки на протяжении первых нескольких миль, пока не убедитесь, что они правильные.

Глава 8


Запуск двигателя

На этом этапе вы должны быть готовы к запуску. Карбюратор модифицируется и возвращается в исходное положение. Сроки следует установить заранее до первой предварительной настройки. Все необходимые изменения в топливопроводе произведены.

Заправьте карбюратор несколькими каплями бензина, залейте спиртовой бак и проверните двигатель. Возможно, вам придется «нажать» на педаль газа, чтобы она продолжала работать, когда спирт достигнет двигателя. (Смесь холостого хода все еще настроена на бензин.)

Дайте двигателю прогреться, прежде чем устанавливать холостой ход. Затем медленно открутите регулировочные винты холостого хода на 1/4 оборота за раз до получения плавного холостого хода. Если есть два незакрепленных винта, каждый раз перемещайте их на одинаковую величину.

Сядьте в машину и сделайте тест-драйв. Обратите внимание на любые симптомы, которые кажутся нерегулярными. В предоставленной мной таблице перечислены некоторые симптомы, с которыми я столкнулся, возможные причины и изменения.

Симптом	Возможная причина	Переделка
Двигатель отключается при разгоне	1. Низкий уровень поплавка 2.Насос ускорителя не на полном ходу	1. Поднимите поплавок или добавьте дополнительный груз 2. Отрегулируйте ускорительный насос на больший ход
Двигатель глохнет при повороте	Низкий уровень поплавка	Поднимите поплавок или увеличьте вес
Звон при резком ускорении	Установлены слишком сложные временные рамки	Задержка отсчета времени до исчезновения симптомов
Двигатель глохнет на холостом ходу	1.Карбюратор неправильно отрегулирован 2. Неправильный диапазон нагрева свечей зажигания: влажные — слишком холодные, белые — слишком горячие	1. Отрегулируйте, как указано в наборе для спирта и в этом тексте 2. Установите свечи на правильный диапазон нагрева
Двигатель не запускается на холоде	Плохое испарение топлива	1. Прочтите следующую главу, чтобы узнать о растворе. 2. Доказательство наличия алкоголя может быть слишком низким. Используйте 160 или лучше.

Глава 9


Проблемы с запуском в холодную погоду

Как вылечить их

Спирт не испаряется при температуре ниже 70 ° F.Если вы не живете в тропическом климате, вам придется предусмотреть возможность запуска двигателя в холодную погоду.

Запуск двигателя на бензине

Если установлена ​​топливная система с Т-образным клапаном, можно заводить автомобиль на бензине. Я использовал эту систему на Дротике, и у меня не было серьезных проблем с запуском. Каждый раз, когда я парковал машину на длительный период, я переключал Т-образный клапан на бензин всего за минуту или около того, прежде чем выключать двигатель. Бензин горел очень хорошо, но горел.Утром я заводил машину и через минуту или около того снова переходил на алкоголь. Галлона газа хватило бы на неделю или около того с этим типом или методом запуска. (Имейте в виду, я сказал галлон бензина, а не баллон.)

На практике меньший баллон может иметь размер один галлон или меньше, и спирт может поступать непосредственно в обычный резервуар. Спирт очистит обычный резервуар от старого мусора. Возможно, вам придется менять топливный фильтр несколько раз, пока бак не будет очищен спиртом.

Использование бензина в качестве грунтовки

Бензин также используется другим способом. Этот метод предполагает установку лишнего насоса и бачка омывателя лобового стекла. Насос имеет шланг, ведущий к трубке или распылительному соплу, припаянному к крышке воздухоочистителя. Затем резервуар заполняется бензином.

Несколько брызг бензина вызовут зажигание холодного двигателя. Как только двигатель немного нагреется, он будет хорошо работать на спирте.

Предварительный нагрев спирта

Было найдено несколько решений, связанных с предварительным подогревом топлива.Большинство из них связано с применением внешнего источника тепла к карбюратору или топливной магистрали. Любой метод повышения температуры топлива выше 70 ° F будет наиболее полезным.

Ваша изобретательность может помочь в этой области. Не бойтесь экспериментировать с любыми идеями, которые могут удержать тепло двигателя и облегчить запуск.

Ручной дроссель

Еще одно вспомогательное средство, которое я нашел полезным, — это старомодный добрый удушающий блок. Они доступны в магазинах автозапчастей и заменят вашу автоматическую воздушную заслонку.Ручной дроссель позволит «побаловать» «привередливый» холодный двигатель. Это также позволит вам широко открыть воздушную заслонку, чтобы воспользоваться методом промывки окон.

Глава 10


Статистика естественного движения населения

Материалы и стоимость конверсии дротиков
Карбюратор б / у	10,00 долл. США
Комплект ручного дросселя	2.49
Восемь (8) футов топливного шланга	4,80
Т-образный клапан (свободный)	хх
Бак на пять (5) галлонов (бесплатно)	хх
Три (3) штуцера для топливного шланга	1,26
Восемь (8) свечей зажигания Champion N-16	8.80
Одна (1) тефлоновая лента в рулоне (для фитингов)	0,69
Комплект для ремонта карбюратора	7,00
Общая стоимость деталей	$ 35,04
Ky. 5% налог с продаж	1.75
Работа писателя	хххх
Всего	$ 36,79




Автомобиль прошел испытания	Dodge Dart 1969 года выпуска
Пробег на момент переоборудования	79950 миль
Тип двигателя	318 с.Я БЫ. V-8
Тип карбюратора	Модель Картера BBD 2BBL
Испытанное топливо	Этиловый спирт крепостью 150/200
Лучшая проба (определяется тестом)	180 пруф
миль на галлон — стойкость 180	11 миль
миль на галлон — бензин	13.5 миль
Цена за галлон — 200 пробы	2,25 $
Цена за галлон — доказательство 180 (разбавленное)	2,07 долл. США
Доля стоимости топлива при импорте нефти	0%
Удовлетворенность писателя	100%

Мой опыт в вашем бейсболе

Это руководство основано на моем собственном опыте работы с более старой моделью автомобиля.Я выполнил все модификации, как описано в этом тексте. Ваши результаты могут быть намного лучше моих, и вы можете найти лучшую идею для более легкого запуска и увеличения пробега.

Многие другие бензиновые орудия можно переоборудовать на спирт. Некоторые из них включают:

1. Мотоциклы
2. Лодки
3. Газонокосилки
4. Аварийные генераторы
5. Сельскохозяйственные орудия

Я планирую продолжить эксперименты и, надеюсь, преобразовать их, когда появится возможность.

Напишите мне и дайте мне знать, чем закончился ваш опыт с алкогольным топливом. Я постараюсь ответить на любые ваши вопросы, и мне будет интересно узнать о ваших успехах в переходе на спиртосодержащее топливо.


Вернуться в библиотеку биотоплива

Биотопливо
Библиотека биотоплива
Поставщики и поставщики биотоплива

Биодизель
Сделайте свое собственное биодизельное топливо
Рецепт Майка Пелли
Двухступенчатый процесс биодизеля
FOOLPROOF Выбросы биодизеля Процессор биодизеля
Биодизель
Биодизель
Процессор биодизеля
Биодизель

Ресурсы по биодизелю в Интернете
Есть ли будущее у дизелей?
Ресурсы и характеристики растительного масла
Мойка
Биодизель и ваш автомобиль
Еда или топливо?
Натуральное растительное масло в качестве дизельного топлива

Этанол
Ресурсы по этанолу в Интернете
Является ли этанол энергоэффективным?

.

No related posts.