Спиртовой двигатель внутреннего сгорания¶

Спиртовой двигатель — двигатель внутреннего сгорания, работающий на спиртосодержащем топливе: этаноле, метаноле или их смесях с бензином. Автомобиль с таким двигателем при правильной настройке системы питания запускается и едет на спирту, однако для этого требуются определённые условия: соответствующий состав топливной смеси, модифицированные узлы и материалы, а также соблюдение техники безопасности.

¶Физико-химические свойства спиртов как топлива

Этанол (C₂H₅OH) и метанол (CH₃OH) обладают рядом свойств, определяющих их пригодность в качестве моторного топлива:

Высокое октановое число позволяет увеличивать степень сжатия и исключить детонацию, что компенсирует более низкую теплоту сгорания. Однако удельная энергоёмкость литра спирта примерно в 1,5–2 раза ниже, чем у бензина, поэтому расход топлива при переходе на спирт возрастает примерно на 40–60 %.

¶Можно ли запустить обычный бензиновый двигатель на спирту

Штатный бензиновый автомобиль без переделки на чистом спирту, как правило, не работает. Причины:

• Бедная смесь. Этанол испаряется хуже бензина и требует для воспламенения примерно на 30 % больше воздуха. Стандартная карбюраторная или инжекторная настройка подаёт слишком бедную смесь, двигатель глохнет или работает с перебоями.
• Коррозия материалов. Спирт агрессивен к резине, некоторым пластикам и лакокрасочным покрытиям топливной магистрали. Старые шланги и уплотнители разрушаются, что приводит к утечкам.
• Гигроскопичность. Спирт активно поглощает влагу из воздуха, что ухудшает качество топлива при хранении и может вызывать коррозию металлических деталей.

При этом существуют так называемые flex-fuel автомобили, изначально рассчитанные на смесь бензина и до 85 % этанола (E85). В России и СНГ такие машины распространены мало, но в Бразилии и США они составляют значительную долю парка.

¶Способы эксплуатации автомобиля на спирту

¶Карбюраторные двигатели

Наиболее простой вариант — переоборудование карбюратора: увеличение сечения жиклёров подачи топлива примерно на 30–40 %, замена топливных шлангов на спиртостойкие, установка фильтра тонкой очистки. После такой несложной модернизации двигатель запускается на 92–96 % этиловом спирте и стабильно работает.

¶Инжекторные двигатели

На инжекторных моторах переоборудование сложнее: необходимо перепрограммировать электронный блок управления (ЭБУ), чтобы увеличить время открытия форсунок. На практике владельцы используют чип-тюнинг или установку дополнительного блока управления, корректирующего топливную карту. Без перепрограммирования мотор будет работать с переобеднённой смесью и заглохнет.

¶Спиртовые топливные смеси

Практикуется смешение спирта с бензином в пропорциях 10–30 % — такая смесь не требует серьёзных переделок и снижает детонацию на низкооктановом бензине. Известна так называемая «болгарская смесь» — смесь спирта с ацетоном и бензином, применяемая водителями в 1990-е годы в условиях дефицита качественного топлива.

¶Метанол

Метанол применяется в автоспорте (серия IndyCar до 2006 года работала исключительно на метаноле). Для обычного автомобиля он менее пригоден: токсичен (при попадании в организм вызывает слепоту и смерть), агрессивен к алюминию и некоторым сплавам, требует иных форсунок и прокладок. Запуск двигателя на чистом метаноле возможен только после полноценной переборки топливной системы.

¶Безопасность и правовой статус

Использование спирта в качестве топлива в России не запрещено, однако технический надзор может отказать в регистрации автомобиля с нештатной топливной системой. Самодельные спиртовые установки пожароопасны: этанол горит почти невидимым пламенем, что затрудняет обнаружение возгорания.

Производство и оборот этилового спирта в РФ регулируется акцизным законодательством: технический спирт подлежит денатурации (добавлению добавок, делающих его непригодным для питья), а его использование в качестве топлива без уплаты акциза является административным правонарушением.

¶Экономическая целесообразность

Прямой переход на спирт экономически оправдан лишь при его низкой стоимости относительно бензина. При розничных ценах на пищевой спирт расход на километр выше, чем на бензине. Выгоднее биоэтанол, произведённый из сельскохозяйственного сырья (зерно, сахарная свёкла, целлюлоза), — в Бразилии он стоит дешевле бензина.

¶История

Никола Тесла в 1890-х годах демонстрировал автомобиль с электродвигателем, питаемым от батарей, заряжаемых от спиртовой горелки. В СССР в 1930-е годы разрабатывались двигатели на гидролизном спирте из древесины. В 1970-е годы, на фоне нефтяного кризиса, в США и Европе исследовались программы замены бензина спиртом.

Источники:

• Клещев Н. П. «Топливо и горение»
• Хритинин Л. А. «Автомобильные двигатели. Топливо и его свойства»
• Мотылев В. М. «Конструкция автомобильных двигателей»
• Материалы журнала «За рулём», раздел «Топливо и масла»