Бивалентный (двигатель)
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Август 2012 г. ) |
Бивалентный двигатель – это двигатель, который может использовать два разных вида топлива. Примерами являются двигатели, работающие на бензине / СПГ и бензине/ СНГ , которые широко доступны на европейском рынке запчастей для легковых автомобилей. [ нужна ссылка ]
Типы
[ редактировать ]Алкоголь и нефть
[ редактировать ]Двигатели, которые могут использовать либо спирт (часто производимый как биотопливо ), либо стандартный бензин, являются вариантами транспортных средств с гибким топливом . Такие автомобили производятся и широко доступны в продаже в США и других странах.
Сжатый или сжиженный природный газ и нефть
[ редактировать ]Сжатый природный газ (СПГ) производится путем сжатия метана для хранения его под высоким давлением. Сжиженный природный газ (СПГ) производится и хранится криогенно, как и жидкий водород. Физические свойства природного газа требуют, чтобы степень сжатия двигателя была выше, чем в обычных двигателях внутреннего сгорания, а более высокая степень сжатия обеспечивает большую эффективность. Природный газ также имеет более высокое октановое число , поэтому его можно сжигать при более высокой температуре, уменьшая детонацию двигателя , а топливо можно производить без сложных процессов очистки. Поскольку при сгорании природного газа образуется мало несгоревшего углерода, двигатель и масло остаются намного чище, чем если бы бензин сжигался только , и, таким образом, срок службы двигателя увеличивается. Доступны комплекты послепродажного обслуживания для переоборудования автомобилей для работы на СПГ или КПГ и бензине. В США природный газ дешевле бензина. Тем не менее, КПГ при типичном давлении требует более частой дозаправки, поскольку он содержит только четверть энергии на единицу объема бензина. [1] тогда как СПГ содержит только 80%. Хотя природный газ является ограниченным ресурсом и его запасы могут быть истощены, он уникален среди существующих видов топлива, поскольку имеет чистый положительный EROEI (энергия, возвращаемая за вложенную энергию), в то время как нефть и другие виды топлива являются чистыми поглотителями энергии. [ нужна ссылка ]
Сжиженная нефть и нефть
[ редактировать ]Сжиженный нефтяной газ (СНГ) представляет собой смесь нескольких углеводородов , в основном пропана , бутана и этана . Газ легко смешивается с воздухом, обеспечивая более полное сгорание. Топливо стоит меньше, чем обычный бензин, но сжиженный нефтяной газ имеет меньшую энергию на единицу объема, поэтому его топливная экономичность и эффективность ниже. Сжиженный нефтяной газ продлевает срок службы двигателя благодаря своим характеристикам чистого сгорания. Основное отличие этих транспортных средств от других заключается в системах хранения топлива. Сжиженный нефтяной газ при комнатной температуре представляет собой газ, а под давлением — жидкость (необходимое давление варьируется в зависимости от состава смеси). Обычно оно хранится при давлении около 10 бар . Одним из недостатков является то, что топливные баки для сжиженного нефтяного газа намного тяжелее обычных, поэтому потребуются два бака, что увеличит вес автомобиля. Многие производители автомобилей производят автомобили, работающие на сжиженном нефтяном газе и бензине. [2] Некоторый [ ВОЗ? ] говорят, что сжиженный нефтяной газ является наименее экологически чистым альтернативным топливом , поскольку он получен из ископаемого топлива, поэтому парниковые газы неизбежно будут выбрасываться в атмосферу. [3]
Водород и нефть
[ редактировать ]Бивалентные двигатели также могут использовать водородное топливо , как это продемонстрировал BMW Hydrogen 7 с бивалентным двигателем V12 серии H7. Сам двигатель аналогичен обычному бензиновому двигателю внутреннего сгорания, за исключением системы впрыска топлива . Когда BMW Hydrogen 7 работает в бензиновом режиме, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, но когда автомобиль работает на водороде, топливо впрыскивается во впускной коллектор. BMW утверждает, что Hydrogen 7 является «первым в мире готовым к производству водородным автомобилем», хотя всего было выпущено всего 100 автомобилей, и больше производить не планируется. [4]
Будущее
[ редактировать ]Сокращение выбросов парниковых газов и сохранение природных ресурсов становятся все более важными для людей во всем мире. Во многих странах действуют правила экономии топлива для новых автомобилей, а правительства многих стран предлагают налоговые льготы для производителей автомобилей, использующих экологически чистое топливо. Таким образом, производители транспортных средств заинтересованы в разработке новых технологий двигателей внутреннего сгорания. Бивалентный двигатель позволяет упростить переход от ископаемого топлива к альтернативным видам топлива. Технология развивается, и растет спрос на более эффективные и экологически чистые двигатели.
Водородное топливо
[ редактировать ]Газообразный водород
[ редактировать ]Водород исследуется в качестве топлива для транспортных средств, поскольку он не производит выбросов углекислого газа . Если водородное топливо станет более популярным, оно потенциально может стать менее дорогим, чем другие виды топлива, если будет реализовано дешевое производство посредством электролиза. [ нужна ссылка ] Водород можно использовать и создавать в топливных элементах для питания электродвигателей или сжигать непосредственно в двигателях внутреннего сгорания. BMW разработала двухвалентный двигатель внутреннего сгорания, который может переключаться между нефтяным и жидким водородным топливом. В газообразной форме водород трудно хранить, и он имеет низкую объемную плотность энергии. Его можно производить разными способами, но многие из них производят углекислый газ. Наиболее перспективным методом является электролиз . Безопасность резервуаров для хранения водорода в случае аварии была исследована, и различные испытания показали, что они не представляют никаких проблем. [5] При использовании в качестве топлива водород имеет широкий диапазон воспламеняемости и низкую энергию воспламенения. Эти свойства позволяют сжигать водород с использованием широкого спектра топливовоздушных смесей, однако возникают проблемы с преждевременным воспламенением. Вентиляция картера очень важна при сжигании водорода из-за низкой энергии воспламенения. Правильная вентиляция необходима для предотвращения воспламенения картера и образования воды в моторном масле. [6] Водород и природный газ — очень похожее топливо, поэтому различия между компонентами, необходимыми для их сжигания, незначительны, а совместимые системы легко создать.
Жидкий водород
[ редактировать ]Объемную плотность энергии можно увеличить, если хранить водород в виде криогенной жидкости. Жидкий водород обеспечивает почти втрое больше энергии на единицу объема, чем бензин.
Жидкое водородное топливо имеет некоторые недостатки. Технология очень новая, а инфраструктура для заправочных станций жидким водородом в настоящее время очень ограничена. Многие из процессов, обычно используемых при создании топлива, выделяют парниковые газы , а производимый водород обычно получают из ограниченных ресурсов. Хранение жидкого водорода является серьезной проблемой. Поскольку температура кипения жидкого водорода очень низка (-252,88 °C), топливо трудно поддерживать достаточно холодным, чтобы поддерживать его жидкую форму. Когда он нагревается, он испаряется . При этом давление в топливном баке возрастает, и необходимо выпустить некоторое количество газа. На этих автомобилях установлены выпускные клапаны, чтобы давление в баке не поднималось слишком высоко, но терялось небольшое количество топлива.
См. также
[ редактировать ]- Транспортное средство с гибким топливом
- Гибридный автомобиль
- Чистая Энергия
- Автомобиль на природном газе
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Чистое альтернативное топливо: сжатый природный газ» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2012 года . Проверено 15 января 2013 г.
- ^ «СУГ и природный газ» . Следующая зеленая машина . Проверено 15 января 2013 г.
- ^ Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
- ^ «BMW EfficientDynamics: BMW CleanEnergy: BMW AG» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2011 г. Проверено 28 июля 2016 г.
- ^ «BMW: Стратегия использования водорода и чистой энергии» . Carlist.com . Архивировано из оригинала 15 августа 2013 года . Проверено 15 января 2013 г.
- ^ «Использование водорода в двигателях внутреннего сгорания» (PDF) . Колледж пустыни. Архивировано из оригинала (PDF) 3 октября 2012 года . Проверено 15 января 2013 г.