Двигатель спирте своими руками

Двигатель на спирту: описание, устройство, принцип работы, плюсы и минусы, фото

В укор многим людям следует ставить косность ума, что мешает видеть новые возможности и применение обычных вещей. Например, двигатель на спирту. Пускай и не самое лучшее решение среди всех возможных, но вполне рабочее. Причем вариантов воплощения есть большое количество. Существует спиртовой бензин. Но не только он. Давайте обо всем по порядку.

Вводная информация

Когда говорят о двигателе на спиртовом топливе, то обычно подразумевают ситуацию, когда добавляется 5-10 % технической или винной субстанции. Если бензина в конечном итоге получилось меньше 30 %, то лучше убрать это слово из названия. Ибо называть так топливо, когда в нем мало такого горючего – это неправильно.

Отдельно стоит затронуть обозначение. Для этого используется буква Е и цифра. Последняя указывает на процентное соотношение спирта. То есть готовая субстанция может быть обозначена как Е5, Е10, Е20, Е30 и так далее. Следует отметить, что подобное обозначение используется не везде. Иногда могут добавлять букву Е к обозначению бензина. Например – А-95Е. Он не является обычным и привычным топливом. Такая маркировка говорит о том, что приходится иметь дело со спиртосодержащим топливом, у которого октановое число равно 95-му бензину.

Заправка двигателя спиртом имеет свои преимущества и недостатки. Только ознакомившись с ними, можно решать, имеет ли смысл использовать такое топливо или нет. Следует отметить, что переделка бензинового двигателя на спирт не обязательна. Конечно, без определенной подготовки не обойтись, но сделать необходимо значительно меньше, чем может показаться на первый взгляд. Но давайте обо всем по порядку.

Какие преимущества и недостатки существуют?

Двигатель на спирту, хотя и привлекает сильными сторонами, имеет также ряд ограничений в использовании. Давайте рассмотрим это более подробно. Выделяют такие преимущества:

• Низкая цена. Спиртовое топливо стоит меньше своего нефтяного аналога на 5-15 %.
• По сравнению с бензином меньше загрязняет внешнюю среду.
• Двигатель может работать при достаточно низких температурах, что положительно сказывается на его износе.
• Уменьшается шанс возгорания при серьезной аварии.
• При езде в жару легче удерживать невысокую температуру в двигателе.
• Увеличивает ресурс использования моторного масла, благодаря чему можно проехать большее расстояние, не прибегая к его замене.
• Такое топливо обладает более мягким запахом.
• Двигатель при езде генерирует меньше шума.

Но всегда необходимо учитывать и недостатки. Они в данном случае являются следующими:

• Не рекомендуется использовать такое топливо в старых автомобилях. Это обусловлено тем, что их топливные системы не рассчитаны на использование бензина, в который добавлен технический спирт.
• Немного растет потребление топлива.
• Необходимо обеспечивать специальные условия для перевозки и хранения топлива. В противном случае его качество будет существенно ухудшаться.
• Нельзя использовать в карбюраторных автомобилях. Это увеличивает расход топлива, к тому же разъедаются детали из резины и пластмассы.
• Заправочные станции такого типа мало распространены на просторах СНГ, поэтому возникают проблемы с пополнением топлива.
• Хуже заводится автомобиль в зимнее время года.
• Увеличено время прогрева при минусовой температуре.
• Автомобили на спиртовом топливе стоят дороже.
• Наличие большого количества плохих отзывов от людей, которые имели дело с двигателями на спирту.
• С увеличением процента спирта в топливе, ухудшаются ездовые качества машин.

Еще немного минусов

Среди негативных моментов следует вспомнить о таких:

• При езде в жару автомобиль может ощутимо терять мощность.
• В некачественном топливе может образовываться вода. А в таком случае двигатель внутреннего сгорания на спирту может забарахлить и выйти из строя.
• Двигатель может сбрасывать обороты, глохнуть, не заводиться без видимых на это причин.
• Часто засоряется топливная система.
• Могут лопнуть топливные шланги (актуально при длительном использовании на старых автомобилях).
• Некоторые производители предоставляют топливо неудовлетворительного качества (впрочем, это можно сказать и об обычном бензине).
• Для использования спиртовых продуктов необходимо модернизировать систему. Под этим подразумевается регулировка топливного насоса, а также замена деталей, что подвержены коррозии.

Подводя итог, следует сказать, что перед заливкой такой субстанции необходимо хорошо подумать о том, стоит ли это делать. Для старых авто (2010 год и дальше) и карбюраторных машин она противопоказана. В остальных случаях использовать такое топливо следует на свой страх и риск. Если это не пугает, то двигатель, работающий на спирту, – это вполне реальная вещь.

Что есть сейчас?

Споры о применении этого топлива не утихают. Но тем не менее на АЗС все чаще можно встретить дешевые виды топлива, которые позиционируются как разработки нового поколения. Коммерчески реализуемая продукция являет собой смесь обезвоженного этилового спирта (от 30 % всего объема), легких фракций углеводородов, эфиров, бензинов, стабилизаторов и присадок. Последние необходимы для того, чтобы предотвратить коррозию и сохранить резиновые детали двигателя и топливной системы.

Двигатель на этиловом спирте позволяет тратить меньше денег на заправку. А учитывая намечающуюся тенденцию на содержание биокомпонентов, вполне возможно предположить, что скоро такое топливо будет более распространено. Но здесь есть свои нюансы. Так, один автомобиль сможет продолжить работу в штатном режиме без определенных изменений, тогда как аналогичная машина, выпущенная на год раньше, будет глохнуть и сбрасывать обороты. Поэтому принимать решение о целесообразности использования такого топлива необходимо каждому человеку самостоятельно.

Рекомендуют не заправляться на мелких заправках, если нет уверенности в них. Ведь очень часто качество топлива у них несколько хуже, что может привести к серьезной поломке. Поэтому, несмотря на все его преимущества, многочисленные недостатки не позволяют полностью перейти на использование горючего на спирту. Хотя этот двигатель постепенно завоевывает популярность.

А что в мировой практике?

Если попутешествовать в США и по западной Европе, то можно подметить, что там широко распространено использование биоэтанола. Наиболее популярно низкосодержащее топливо, обозначаемое как Е5, Е7, Е10. Теоретически его можно залить в любой новый автомобиль. Если число больше десяти, то желательно уточнять, допускает ли автопроизводитель использование биотоплива. В Бразилии, США и некоторых странах Европейского союза продают даже Е85. Как не сложно догадаться, такое топливо содержит 85 % этанола и 15 % бензина.

Но здесь не все так просто. Система эта относительно новая, поэтому двигатель на этиловом спирте в некоторых случаях следует поберечь. Почему? Дело в том, что могут быть определенные отклонения от установленного числа. Так, для Е5 (7,10,15,20,25) подобное не допускается. А вот если надпись гласит о том, что топливо Е30, то процентное содержание может колебаться в диапазоне 30-40. Для Е60 это 50-60. А под Е85 понимают 70-85. Да и если встречается, к примеру, А-95Е, то не лишним будет поинтересоваться процентным соотношением такого топлива. Ибо октановое число – это одно, а вот количество спирта на литр – совсем другое.

Дополнительно могут быть введены другие типы обозначения. В таком случае следует узнавать все детали. И не просто ограничиться тем, что переспросил у работников заправки, но затребовать паспорт качества топлива и убедиться в том, что оно соответствует установленным стандартам.

Ответы на вопросы «почему?» и «зачем?»

Бензиновый двигатель на спирту берет свое начало еще с нулевых годов. Дело в том, что сам по себе бензин – это крупный источник искусственных канцерогенных веществ. При добавлении биоэтанола он обогащается кислородом и лучше горит. При этом уменьшается количество выбросов окиси углерода плюс-минус на 30 %. Учитывая такое положение, законодательно в 2005 году установили, что в бензине должно быть 2 % спирта. В 2010-м этот показатель вырос до 5 %. А к 2020 году его планируют увеличить вообще до десяти процентов! Хотя там есть определенные послабления для неадаптированного автопрома. То есть для старых автомобилей допускается поставка бензина без биоэтанола. Но при этом очень важно, чтобы в его состав не входила вода.

На практике такого результата добиться сложно, поэтому стандартом установлено, что ее в биоэтаноле должно быть не более 0,2 %. Ибо это влияет на качество топлива, и особенно актуальна эта проблема в зимний период. Необходимо учитывать, что спирт является чрезвычайно гигроскопическим веществом. И это создает определенную опасность. Существует теоретический риск, что смесь в моторе разделится на водно-спиртовые шарики и бензин. Вследствие этого можно наблюдать перерасход топлива (ведь вода не вырабатывает энергию), детонацию, или машина вообще может не завестись. За качеством топлива следует внимательно следить, иначе напитанный водой спирт быстро превратится в льдинки.

Немного о топливе

Работа двигателя на спирту имеет свои особенности. Очень большое внимание во всей этой схеме следует уделять используемому топливу. Этанол является отличным растворителем и окислителем. Из-за этого, когда он в бензине присутствует в большом количестве, повреждаются уплотнительные прокладки и прочие пластмассовые детали. Чтобы этого не произошло, необходимо использовать нержавеющую сталь.

К тому же, если автомобиль выходит из строя из-за спиртосодержащего бензина, предусмотренные страховые суммы могут не выплачиваться (или даже сама гарантия аннулируется). И опять же, не следует забывать о том, что такое топливо используется в несколько увеличенном количестве. А с наступлением холодов лучше переходить обратно на обычный бензин.

Как сделать двигатель на спирту своими руками?

В целом, вариантов здесь может быть множество. Чтобы не лезть в дебри по созданию собственных конструкций, воспользуемся самым легким путем – адаптацией двигателя внутреннего сгорания. Обычно предусматривают два варианта: частичная или полная замена дизельного топлива и бензина. Под первым подразумевается доведение доли спирта до показателя в 20 %. Для получения высоких антидетонационных качеств необходимо использовать принудительное (искровое) зажигание. Также полезно будет промыть топливную систему и устранить в ней все загрязнения. Существенным преимуществом является то, что стандартные двигатели не нужно менять в конструктивном плане для того, чтобы они могли работать на бензо-спиртовой смеси.

Так, к примеру, «Автоваз» проводил испытания АИ-95, в котором было 10 % этанола без перерегулировки двигателя. Интерес представляли токсичность, расход топлива, динамика автомобиля. И в этом случае установили, что добавка приводит к обеднению топливовоздушной смеси, незначительно ухудшает ездовые качества (во всех режимах работы). А вот 5 % на продукцию «Автоваза» не повлияли. Поэтому, если сильно не увлекаться, можно спокойно создавать работающий двигатель на спирту.

А что с дизелем?

Этот вариант является более сложным. Следует признать, что адаптировать дизельный мотор для использования спиртосодержащих смесей не так легко, как хотелось бы. Почему? Дело в том, что этанол обладает низким цетановым числом. Чтобы улучшить положение, используется электронная система зажигания, а головка цилиндров модернизируется для того, чтобы их там разместить. Также могут понадобиться новые топливные насосы высокого давления, форсунки, система подачи горючего. Не исключено, что придется дорабатывать и геометрическую форму камеры сгорания в днище поршня. Следует сказать, что работает он практически без выделения дыма.

Также уменьшается температура, благодаря тому, что повышается теплота испарения. Хотя могут наблюдаться определенные проблемы с некоторыми отходами после работы. Больше всего внимание заслуживает СН. Но, впрочем, его можно радикально понизить, если использовать простейший нейтрализатор окислителя. Не следует забывать и о повышенном расходе топлива. К тому же для переработанного дизеля характерна повышенная дымность. То есть, как видите, дело это не легкое. Двигатель на спирту для авто является делом значительно более легким.

А для мелкой техники что?

Мотоциклы, скутеры, мопеды и им подобные средства передвижения тоже заслуживают внимания. Может ли быть организована работа двухтактного двигателя на спирту для такой небольшой техники? Да, это вполне реально. И не очень сложно. Благодаря конструктивным особенностям и принципиальной похожести на автомобильные двигатели, можно заставить работать скутеры, мотоциклы и мопеды на спирту. А если кто-то думает, что после этого будет неприятный запах алкоголя – это не верно. Заниматься подобными изменениями можно, будучи хорошо ознакомленным с конструкцией транспортного средства, а также имея полное представление о том, что необходимо сделать для перехода на биотопливо.

Источник

ЭТАНОЛ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ. ВЫТЕСНИТ ЛИ СПИРТ БЕНЗИН?

НОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЛИ НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ?

Все больший масштаб приобретает применение спирта в качестве топлива. Лидируют пока Бразилия и США. Обычно когда заходит речь об использовании этанола в ДВС главной причиной объявляют заботу об экологии. Однако и в США, и в Бразилии не забота о природе стала основным драйвером тренда. В Бразилии главная причина — деньги. Нужно было куда-то девать избыток сахарного тростника в условиях кризиса. Конечно нельзя забывать, что стоимость спирта именно в Бразилии очень низка. Примерно на 25% ниже, чем в соединенных штатах. В США главный драйвер роста — это гонка за мощностью. Оказалось, что ограничением на пути роста мощности машин стал дефицит кислорода. И спирт позволяет несколько отодвинуть это ограничение, т.к. требует меньше кислорода. Особенно это актуально для мощных моторов малого объема. Понятно, что чем меньше объем цилиндра, тем меньше туда поместится воздуха.

Оптимальное соотношение воздуха и топлива для наилучшего сгорания — стехиометрическое соотношение.
Неэтилированный бензин 14,7 : 1
Метанол (метиловый спирт) 6,5 : 1
Этанол (этиловый спирт) 9,0 : 1

Этанол (этиловый спирт, метилкарбинол, винный спирт или алкоголь, часто в просторечии просто «спирт») — одноатомный спирт с формулой C2H5O H (эмпирическая формула C2H6O), другой вариант: CH3-CH2-OH, второй представитель гомологического ряда одноатомных спиртов, при стандартных условиях летучая, горючая, бесцветная прозрачная жидкость.

ПРОЦЕНТ СОДЕРЖАНИЯ ЭТАНОЛА В АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДАХ ТОПЛИВА

Е55 %Е77 %Е1010%Е1515%Е2020%Е2525%Е3030%Е6060%Е8585%смесь 85 % этанола и 15 % бензина. Стандартное топливо для т. н. «Flex-Fuel» машин, распространённых — в основном, в Бразилии и США, и в меньшей степени — в других странах. Продаётся дешевле, чем бензин.ЕD9595%смесь 95 % этанола и 5 % топливной присадки. Компания «Scania» начала разрабатывать дизельный двигатель для автобуса, работающий на 95 % этаноле в середине 80-х годов. Создана программа испытаний городских автобусов с двигателями, работающими на 95 % этаноле — «BEST» («BioEthanol for Sustainable Transport»).

ИСТОРИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ЭТАНОЛЕ

Конкуренция между спиртом и бензином родилась не вчера. Есть легенда, что даже сухой закон в США ввели под давлением нефтяного лобби, чтобы выбить спирт как альтернативное топливо.
В подтверждение того, что еще более 100 лет назад спирт мог вытеснить бензин несколько занимательных исторических фактов:
1826 год. Американский изобретатель Сэмюэль Мори\Samuel Morey создал двигатель, работавший на спирте и скипидаре.
1876 год. Немецкий изобретатель Николас Отто создал первый в мире четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работавший на этаноле.
1896 год. Американский изобретатель Генри Форд\Henry Ford изготовил свой первый автомобиль (носил название «Квадрицикл»\Quadricycle), двигатель которого работал на спирте. В 1908 году Форд выпустил в продажу свою знаменитую «Модель Т»\Model T — первый в истории массовый автомобиль, который мог работать на бензине, этаноле и смеси обоих видов топлива.
В 1906 году добавление спирта в бензин стало основой для работы общественного транспорта Парижа. Многих сразу привлекла дешевизна новинки и её уменьшенная пожароопасность. Позже этот способ начали использовать и в Германии для обычных автомобилей. Исследования показали явную выгоду нового вида топлива, так как при 1 литре полученной смеси можно было проехать 7,5 км, а вот с чистым бензином — 5,8 км.
Во время Первой Мировой войны автомобили большинства стран мира использовали этанол в качестве топлива, наряду с бензином. Во Вторую Мировую в США и Швеции бензин на треть состоял из спирта.
в 1934 г. в Европе произвели свыше 2,65 млн м3 спиртобензиновых смесей.
Некоторые думают, что этилированный бензин и есть смесь бензина с этиловым спиртом. Это не так. Этилированный бензин — это обычный бензин с добавкой тетраэтилсвинца. Добавка повышает октановое число, но пары свинца вредны для людей, поэтому такое топливо запрещено.

Для начала перечислим самые явные плюсы спирта.

ТОП 15 ПРЕИМУЩЕСТВ СПИРТА В КАЧЕСТВА ТОПЛИВА

• Разумеется начать нужно с лучшей экологичности этанола (Ethanol). 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.
  2. Переход на спирт или бензоспиртовую смесь по сравнению с другими «зелеными» альтернативами очень прост. В отличие от других типов экологического топлива под него не нужно разрабатывать специфические двигательные установки или дополнительное оборудование.
  3. Для выделения одного и того же количества энергии спирту нужно меньше кислорода, чем бензину. Стехиометрическая смесь например, кислорода и этанола 9 к 1, а не 15 к 1, как у бензина.
  4. Детонационная стойкость. Октановое число этилового спирта 113 исследовательским методом и Спирт оптимален в двигателях с большим сжатием. Добавка 5–20% этилового спирта в бензин повышает октановое число на 3–8 единиц
  5. Снижается температура внутри двигателя при езде в жару.
  6. Увеличивает ресурс современных двигателей.
  7. Низкая пожароопасность. В случае серьёзной аварии уменьшается шанс возгорания или взрыва топлива.
  8. Налоговые льготы. Все больше стран запускают программы поддержки биотоплива. Можно привести в пример Швецию, Бразилию, Францию, США, Австралию. Евросоюз принял директивы об обязательном добавлении спирта в топливо в будущем.
  9. Гораздо меньше неприятных запахов и копоти.
  10. Возможность повысить КПД двигателя.
  11. Спирт дешевле бензина с аналогичным октановым числом до полутора раз, а в ближайшем будущем спирт обещает стать еще дешевле.
  12. Добавление спирта используют для удаления воды из бензобака. Для удаления 500 миллилитров воды понадобится всего полтора литра обычного медицинского спирта
  13. Возможность использовать разные варианты спирта. От этанола до изобутанола. Виды спирта для моторов — этанол, пропанол, изопропанол, метанол, бутанол, пентанол, изопентанол, изобутанол.
  14. Дает больший крутящий момент. Что в свою очередь дает прибавку в мощности и экономичности.
  15. Моторное масло служит существенно дольше и стабильней. Увеличивается ресурс моторного масла. Благодаря чему можно проехать большее расстояние без замены масла. Почему это происходит? Во-первых, понижение температуры двигателя на 15-20°С снижает скорость деградации автомасла. В спирте или смеси спирта с бензином меньше серы, бензола и других вредных веществ. Это уменьшает число продуктов сгорания, которые помимо прочего окисляют масло. Поэтому моторное масло эффективно работает дольше, как и свечи, и двигатель, и антифриз. Уменьшенный расход двигательного масла дополнительно экономит средства автовладельца.

С положительными сторонами закончили. Выгод очень много. Если другие экологические технологии убыточны и компании при малейшем намеке на экономический кризис или падение цен на нефть сразу оказываются на краю разорения, то биоэтанол может быть выгодным. И теперь, когда вы уже точно решили выходить на демострацию за тотальный переход на спирт, потратьте еще несколько минут чтобы узнать о 10 главных минусах спирта. И возможно вы передумаете .

ТОП 10 НЕДОСТАТКОВ СПИРТА

1. Меньшая теплопродуктивность. Как и большинство видов топлива с высокой антидетонационной стойкостью он несколько менее энергоэффективен. 1 литр спирта сгорая производит меньше энергии, чем 1 л бензина.
2. Конкуренция за посевные площади с продуктами питания. Если значительно вырастут посевные площади под биоэтанол, то соответственно сократятся площади под продукты питания, что не только повысит цены на часть продуктов, но и может привести к дефициту продуктов. В долгосрочной перспективе такой способ борьбы за экологии выглядит уже наким заманчивым.
Выход этанола из некоторых культур следующий, л/т:
сахарный тростник — 70;
маниок — 180;
сладкое сорго — 86;
сладкий картофель —125;
зерновые (кукуруза) — 370;
плодовые — 160.
3. Не может быть использован в чистом виде.
4. Не эффективен при отрицательных температурах
5. Нуждаются в большем количестве моторного масла — ? Смесь спирта и бензина может расслаиваться при попадании воды.
6. Он относительно дешев только пока его производство — побочный продукт с/х культур. Как только фермеры начнут выращивать растения для производства этанола в качестве основного продукта, себестоимость может резко вырасти
7. Хотя при сгорании спирта выделяется меньше вредных веществ, при производстве самого этанола в атмосферу их попадает очень много.
8. Продажа спирта облагается акцизами.
9. Добавление 10-20% спирта в бензин приводит не к снижению, а даже к некоторому увеличению вредных выбросов.
10. Необходимы специальные условия хранения и перевозки, иначе качество спиртового бензина ухудшается.

Интересно, что в отличие от смеси бензина и этанола добавление спирта в дизельное топливо приводит к росту давления (Р) в ВМТ более чем на 20%. Резко увеличивается скорость нарастания давления, двигатель работает жестче. Момент на валу двигателя снижается. Иными словами, введение этанола в дизельное топливо ухудшает его технико-экономические показатели. Хотя уменьшаются вредные выбросы.
Позволим себе некоторые комментарии к недостаткам
Несмотря на то, что формально при сгорании 1л спирта выделаяется до 30 % меньше тепла в сравнении с бензином, но фактически это иногда почти полностью компенсируется возросшим КПД работы двигателя. Можно сослаться на результаты широкомасштабных исследований разных видов бензоспиртовых смесей.
Для обычных автомобилей оптимальной оказалась смесь Е30. Потребление топлива снизилось на 1 % в сравнении с бензином. Результат получен на автомобилях «Toyota Camry» и «Ford Fusion». Для «flex-fuel» автомобилей оптимальной оказалась смесь Е20. Потребление топлива снизилось на 15 % в сравнении с бензином. Результат получен на «flex-fuel» модели «Chevrolet Impala».

ПЕРСПЕКТИВЫ СПИРТА КАК БИОТОПЛИВА

Стремясь улучшить экологическую обстановку в крупных городах и не имея возможности прямо повлиять на покупателей личных автомобилей в некоторых странах пытаются перевести на спирт общественный транспорт. Так в США, странах Скандинавии и, разумеется, в Бразилии запущены автобусы на спирту.
Количественный рост транспорта на спирту в США, Южной Америке и Скандинавии на спирте на сегодняшний день ограничен в первую очередь возможностями заводов по производству спирта. В США почти все имеющиеся загружены под завязку и строятся десятки новых заводов.
Подводя итог, можно сказать, что из альтернативных топлив. которыми нам постоянно грозят единственная альтернатива — это спирт. Только он может реально в ближайшее время заменить бензин, а не занять какую-то небольшую нишу на рынке.
Для России спирт менее интересен, чем для других стран, т.к. температура среды гораздо ниже. Но в Швеции с такими же температурными особенностями тем не менее уже десятилетия эксплуатируются автобусы на этаноле. Уже несколько сот автобусов Scania работают на линиях. Благодаря им удалось сократить уровень выбросов в 10 раз.

Источник