Смесевые топлива. Преимущества Е95. Бензометанольные смеси (БСМ)

Смесевые топлива

E10 (газохол) является смесью 10% этанола и 90% бензина, которая может быть использована на большинстве современных автомобилей без необходимости каких-либо изменений в двигателе и топливной системе. При использовании этой смеси повышается детонационная стойкость бензина, следовательно есть возможность повысить степень сжатия и тем самым увеличить КПД двигателя.

При 10% этанола в бензине на 30% меньше вредных выбросов за счет того, что в этаноле есть кислород. Если говорить просто, то таким образом дожигаются вредные выбросы. В Америке в большинстве мегаполисов федеральным законом продавцы топлива обязаны применять кислородосодержащие добавки (2.7% кислорода в бензине), и этанол сегодня практически заменил тут использовавшийся ранее метилтретбутиловый эфир. Кроме того, этанол улучшает моющие свойства топлива.

E85 представляет собой смесь из 85% этанола и 15% бензина. Стандартное топливо для «Flex-Fuel» машин (могут ездить как на бензине, так и на смеси бензина с этанолом). Эта смесь имеет ОЧ примерно 105.

При использовании 1 л топлива E85 можно получить лишь 2/3 энергии, получаемой от 1 л бензина.

 

Преимущества топлива Е85.

- E85 легко использовать — оборудование заправки топливом

 Е85 слегка отличается, но схоже с оборудованием, применяемым для того, чтобы хранить и распределять нефтяное топливо. В некоторых случаях возможно переоборудовать имеющееся нефтяное
оборудование для использования Е85.

- Использование Е85 позволяет сократить потребление бензина.

- Е85 уменьшает количество вредных выбросов в окружающую
среду —кроме эксплуатационной легкости К85 предлагает значительные экологические преимущества.

Автомобили с универсальным потреблением топлива (ЛУПТ) доступны: АУПТ, спроектированные для эксплуатации на Е85,становятся все более распространенными: АУПТ как стандартные транспортные средства имеют меньшую или сопоставимую стоимость.

ЛУПТ имеют возможность гибкого варианта заправки топливом. АУПТ могут работать на бензине, и в действительности большая часть из них так и функционирует сегодня, что является реальным показателем универсальности АУПТ. Когда какое-либо АУПТ не имеет возможности заправки Е85, водитель просто может заправить его любым другим топливом, исходя из сложившейся ситуации.

 

Е 95 (Е 98, Е 92) представляет собой смесь 30 - 40 % обезвоженного (абсолютированного) до 99,9% этилового спирта, 70 - 60 % лёгких фракций бензинов, а также специальных присадок, подавляющих коррозию и обеспечивающих сохранность резиновых деталей двигателя и топливной системы автомобиля.

Биотопливо Е95 – бесцветное прозрачное вещество, которое представляет собой смесь этилового спирта, легких фракций бензинов, эфиров, специальных присадок, обеспечивающих сохранность резиновых деталей двигателя и топливной системы автомобиля.

Марки топлива:

Е 95-40 (зимнее): смесь с повышенным количеством легких фракций бензинов, эфиров и других веществ, для надежного запуск холодного двигателя в зимний период при низких температурах.

Е 95-40 (летнее): смесь с небольшим количеством легких фракций бензинов, эфиров для снижения потерь топлива, связанных с испаряемостью при высоких температурах окружающей среды в летнее время.

 

Преимущества Е95

- При использовании топлива Е 95 вы экономите средства за счет цены топлива.

Вы экономите средства за счет уменьшения расходов на моторное масло и увеличения межремонтного срока эксплуатации двигателя, поскольку при сгорании топлива с пониженным содержанием серы, бензола и других, вредных для двигателя веществ, резко снижается количество продуктов сгорания, которые окисляют моторное масло и ведут к его почернению и потере полезных свойств, и которые ускоряют износ частей двигателя находящихся в камере сгорания.

- Вы экономите средства на замене свечей зажигания, поскольку при сгорании Е 95 на них не образуется нагар, и тем самым увеличивается их срок службы

- Этанол имеет меньшую теплотворную способность, потому камера сгорания цилиндров, выпускные клапаны цилиндров и другие части ДВС работают в более благоприятных условиях. Риск прогорания выпускных клапанов, как это происходит при горении пропан-бутана или метана, отсутствует.

- Двигатель не перегревается во время сильной жары или городских пробок (снижение температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя достигает 15-20С).

- При использовании топлива Е 95 вы экономите средства за счет цены топлива.

Вы экономите средства за счет уменьшения расходов на моторное масло и увеличения межремонтного срока эксплуатации двигателя, поскольку при сгорании топлива с пониженным содержанием серы, бензола и других, вредных для двигателя веществ, резко снижается количество продуктов сгорания, которые окисляют моторное масло и ведут к его почернению и потере полезных свойств, и которые ускоряют износ частей двигателя находящихся в камере сгорания.

- Вы экономите средства на замене свечей зажигания, поскольку при сгорании Е 95 на них не образуется нагар, и тем самым увеличивается их срок службы

- Этанол имеет меньшую теплотворную способность, потому камера сгорания цилиндров, выпускные клапаны цилиндров и другие части ДВС работают в более благоприятных условиях. Риск прогорания выпускных клапанов, как это происходит при горении пропан-бутана или метана, отсутствует.

- Двигатель не перегревается во время сильной жары или городских пробок (снижение температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя достигает 15-20С).

 

- Высокое октановое число топлива Е 95, достигающее 96-97 единиц и наличие в его составе этилового спирта также имеет следующие преимущества:

- улучшенную стабильность работы двигателя на холостом ходу;

- увеличенный крутящий момент двигателя на низких оборотах;

- повышенную полноту сгорания смеси и экономичность за счет более раннего воспламенения топливной смеси;

- абсолютное отсутствие детонации топливной смеси при максимальных нагрузках работы двигателя.

- Наличие этилового спирта в топливе Е95 обеспечивает отсутствие образования сажи, нагара и дыма при любых режима работы двигателя, в том числе при сильном переобогащении смеси.

= Переход с чистого бензина на смесь бензина с этиловым спиртом увеличивает мощность на 5% и даёт более высокие результаты для двигателей с турбонадувом, поскольку при эффективном сгорании этанола с воздухом, смесь производит больше энергии за счет большего количества топлива, которое может быть сожжено (этанол, как известно, сгорает эффективнее бензина) и кроме того, наличие этанола в топливе позволяет ему сильнее охлаждать камеру сгорания, что увеличивает количество кислорода в камере.

 

Недостатки E95

- Свойство Е 95 очищать от бензиновых (нефтяных) отложений топливную систему автомобиля. При наличии многолетних отложений появляющихся в топливном баке через 4-10 лет при использовании особенно низкокачественных (бодяжных, смесевых, с высоким содержание бензола и др. ароматических углеводородов) бензинов, использование топлива Е 95, как и других высококачественных бензинов с моющими присадками чревато возможностью полного засорения топливной системы и появления эффекта непроходимости топлива, вследствие моментального растворения мелких и отслаивания крупных частиц отложений. Для сильно загрязнённых топливных систем переход на Е 95 рекомендуется только после чистки топливного бака.

- Не все инжекторные системы различных автомобилей могут с одинаково высокой эффективностью подстроиться под наличие в топливе кислорода (появившегося с появлением в топливе спирта) довольно высоких концентраций. Наличие кислорода с одной стороны приводит к более полному сгоранию топлива и снижению вредных веществ в выхлопе автомобиля. С другой стороны наличие кислорода в топливе требует определённой подстройки систем регулирующих качество топливной смеси поступающей в двигатель. При недостатке диапазона такой подстройки возникает перерасход топлива. В таких случаях рекомендовано снизить концентрацию спирта в топливном баке автомобиля путём смешивания с обычным 95 или даже 92 бензином в пропорциях 1:1. Полученной концентрации спирта в 15% будет достаточно, чтобы исчезло явление перерасхода, но и сохранились все остальные преимущества спиртового топлива.

- Автомобили с карбюраторными системами питания двигателя топливом требуют обязательной настройки. Особенно много нареканий на топливо Е 95 (двигатель не держит "холостые", машина "не едет" , поступает от владельцев карбюраторных машин, которые для экономии топлива установили в карбюраторы своих автомобилей жиклёры пониженной пропускной способности. Таким образом, фактически "произведена" прямо противоположная "регулировка" карбюраторов для той цели , что бы автомобиль мог эффективно (со снижением потребления топлива) эксплуатироваться на топливе Е 95.

- Следует признать также , что пока степень покрытия территории страны АЗС с Е 95-40 значительно уступает бензиновым топливам.

 

Применение 100%-метанола ограничивается вследствие его высокой токсичности и агрессивности по отношению конструкционным материалам, а также способностью диффундировать через некоторые полимеры.

Добавка 3-5% метанола к бензину практически не влияет на мощностные и экономические характеристики ДВС, но позволяет замещать часть базового топлива и работать на бензине с меньшим октановым числом.

При введении 15% метанола (БСМ-15) октановое число базового бензина увеличивается на 3-8 единиц, что позволяет компенсировать ухудшение энергетических показателей повышением степени сжатия, при этом происходит:

- 8-10% увеличение мощности

- повышение экономичности работы ДВС на малых и средних нагрузках соответственно на 7 и 3 %

- на больших нагрузках расход уменьшается на 1,5-2,0 %

- снижение выбросов СО₂ на 40-50%

по сравнению с ДВС работающем на чистом бензине( при этом необходимо увеличение производительности топливных жиклеров не 10-15% и топливного насоса.)

Испытания одноцилиндровой установки при ε=8,6 n=2000 мин^-1 для смеси М20 (20% метанола) а области α=1 - 1,3

- эффективный КПД повышается на 3%

- мощность увеличивается на 3-4%

- расход топлива увеличивается на 8-10%

 

Недостатки применения БСМ

- При охлаждении бензометанольная смесь сначала мутнеет, а затем расслаивается. Поэтому существует минимальная температурапри которои эта смесь может использоваться в качестве топлива

- Метанол в бензометанольной смеси окисляется до муравьиной кислоты, которая попадая вместе с бензином в масло может разрушать его щелочные присадки.

- При концентрации воды более 0.1% (по массе) бензометанольная смесь расслаивается, причем объем воднометанольной фазы превышает объем добавленной воды.

 

1. Данилов А.М., Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Альтернативные топлива: достоинства и недостатки. Проблемы применения. Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева) 2003, т. ХLVII, №6.

2. Ерохов В.И., Одинокова И.В. Применение спиртов в бензиновых двигателях и дизелях. Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров» Секция2 «Поршневые и газотурбинные двигатели»17 ноября  2010 г. С. 106 -115

3. Мурашев П.М., Апелинский Д.В. Системы питания газовых двигателей. Учебно-методическое пособие. М.: Изд. МГТУ МАМИ 2011, 45с.