Основные типы двигателей: на биотопливе

Одной из главных тенденций в конструировании современных автомобильных двигателей является улучшение их экологических характеристик. В этом плане одним из лучших вариантов является двигатель, работающий на биотопливе, наиболее популярным видом которого является биоэтанол.

Биоэтанол представляет собой этиловый спирт, который получают путем переработки растительного сырья. Основным источником для его производства становятся богатые крахмалом кормовые культуры.

Часть 1: Основные типы двигателей: бензиновый.
Часть 2: Основные типы двигателей: дизельный.
Часть 3: Основные типы двигателей: тяговый электродвигатель.

Особенности двигателя на биотопливе

Необходимо отметить, что на данный момент практически не идет речи о двигателе, который бы полностью работал на биоэтаноле. Это объясняется целым рядом объективных ограничений, для преодоления которых еще не найдено эффективных решений.

На сегодняшний день биотэанол применяется для заправки автомобилей, главным образом, в смеси с традиционными видами топлива – бензином и соляркой. Работать на таком топливе могут только транспортные средства с двигателем типа FFV (Flexible-fuel vehicle – гибкий выбор топлива).

Мотор типа FFV представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который имеет некоторые отличия от традиционных двигателей. Так, основными отличительными особенностями являются:

• наличие специального датчика кислорода;
• применение особого материала для изготовления ряда прокладок;
• программное обеспечение ЭБУ, позволяющее определять процент содержания спирта в топливе и соответствующим образом корректировать работу мотора;
• некоторые изменения в конструкции для увеличения степени сжатия, что необходимо в связи с более высоким октановым числом этанола, по сравнению с бензином.

Сегодня автомобильное топливо с содержанием биоэтанола пользуется достаточно высокой популярностью в целом ряде стран. Лидерами здесь выступают США и Бразилия. В Бразилии сегодня практически невозможно купить бензин, в котором содержание биоэтанола было бы менее 20 %. Популярна данная технология и в ряде стран Европы, особенно в скандинавских странах.

Преимущества и недостатки

Биоэтанол как топливо имеет как существенные преимущества, так и существенные недостатки. Основные плюсы биотоплива относятся, прежде всего, к экологическим показателям.

Биоэтанол – это нетоксичный вид топлива, который полностью растворяется в воде. При его сгорании не образуется опасных для окружающей среды и здоровья людей соединений. Добавление биоэтанола в бензин позволяет сократить количество вредных выбросов до 30 % и более. Кроме того, биоэтанол производится из натурального возобновляемого сырья. Зачастую он является побочным продуктом безотходного производства других видов продукции.

Кроме того, благодаря высокому октановому числу применение биоэтанола позволяет улучшить некоторые характеристики двигателя внутреннего сгорания. В том числе увеличивается его КПД.

Одним из основных недостатков биотоплива является его неустойчивость к низким температурам. На морозе он может расслаиваться с образованием пленки из парафинов на поверхности. Это обуславливает затрудненный пуск в зимний период. Для преодоления этого недостатка приходится оснащать автомобили подогревателем топлива или небольшим бензобаком, предназначенным специально для холодного пуска.

Еще один важный недостаток заключается в слабой теплотворной способности. При сгорании биоэтанола выделяется на 37-40 % меньше тепловой энергии, по сравнению с традиционными видами автомобильного топлива. Это ощутимо ограничивает мощностные характеристики двигателя.

Двигатели на биотопливе имеют существенные преимущества, но им есть куда развиваться.