Битопливный двигатель что это такое
«Би» – это два
Что такое битопливный двигатель?
Битопливными называют двигатели, которые могут работать на двух видах топлива – например, на бензине или газе. Такие версии моделей имеют многие автопроизводители.
Так, VW Caddy Eco Fuel работает на бензине или сжатом газе (метане), а Hummer H2 E85 Flex Fuel – на обычном топливе или биоэтаноле. Для корректной работы мотора на разном топливе в ЭБУ зашиты индивидуальные программы управления.
В семействе двигателей для автомобиля Mercedes-Benz Sprinter также присутствует битопливный двигатель NGT, известный как Natural Gas Technology, который может работать на бензине, а также природном газе. Чтобы перейти с одного типа топлива на другой, может потребоваться принуждение либо можно воспользоваться автоматическим режимом. Как правило, мотор запускается на бензиновом топливе. После чего двигатель автоматически начинает работать на газовом топливе, в результате чего переходит в другой рабочий режим, отличающийся экономичностью, а также экологичностью.
| ||||||
| ||||||
| ||||||
|
Газ на ГАЗе: тест-драйв битопливной Газели
Мы уже так привыкли к виду этих автомобилей на наших дорогах, что не способны до конца оценить их значение в нашей жизни. А ведь если бы не этот малотоннажный грузовик во всех его модификациях, то неизвестно, как бы сложилась сейчас судьба Горьковского автомобильного завода, что было бы с маршрутным такси в России, сколько стоили бы коммерческие перевозки и насколько больше иномарок бегало бы по нашим улицам.
Немного о Газели
Девяностые годы – времена незабываемые. Чего только тогда не творилось в стране. Кто-то стремительно богател, но большинство старались просто выжить. Такая же ситуация происходила и в экономике: предприятия крутились как могли, а кто не мог – закрывался. Горьковский автозавод пережил это время во многом благодаря тому, что руководство смогло найти свободную нишу и прочно её занять новым автомобилем. Речь, конечно, о полуторатонном грузовике Газель.
Были, правда, попытки как-то «выехать» на легковой Волге, но «секта» любителей барж таяла, ослеплённая великолепием праворуких Марков и Чайзеров. Которые, как выяснилось, были лучше российского бизнес-класса, до середины 90-х чихавшего карбюраторами и требовавшего периодически, лёжа на пузе, плевать из тавотницы в шкворни передней подвески. Тут ловить было уже нечего, поэтому объектом пристального внимания стал лёгкий коммерческий транспорт.
Уже лучше
Скромно, но со вкусом
Можно, конечно, втоптать совесть в грязь и сказать, что Газель-Бизнес выглядит современно, стремительно, надёжно, изысканно. Но бесплатно я такого делать не собираюсь, поэтому оглашу правду: дизайном она не удивляет. Внешне – всё та же картинка, скучная, как охранник в гипермаркете.
До живой рожицы Т1 ей далеко, но и тренд ныне такой же унылый. Так что жаловаться на внешность «газельки» было бы глупо. На белоснежном кузове нет коррозии – это уже неплохо для Газели! Пластиковая «морда», состоящая из бампера и решётки радиатора, вносит некоторую долю живости в образ, и этого вполне достаточно: раньше не было и такого. Сзади видны баллоны для природного газа, что выдаёт довольно редкую комплектацию, а именно – оснащение нашего экземпляра битопливным двигателем УМЗ-421647, который стал устанавливаться серийно на машины с 2013 года. Давайте откроем капот и посмотрим, чем он отличается от обычного бензинового агрегата.
Битопливный двигатель внутреннего сгорания
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания, использующим в работе водород, и может быть использована в двигателестроении.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение экономической и экологической эффективности работы двигателя при минимальных конструктивных изменениях его элементов за счет использования источника водорода, выполненного в виде электролизера, установленного во впускном трубопроводе двигателя.
Битопливный двигатель внутреннего сгорания содержит, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, образующие блок цилиндра, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной и выпускной трубопроводы, связанные с камерой сгорания посредством впускного и выпускного клапанов, свечу зажигания, установленную в головке цилиндра, систему подачи топлива в камеру сгорания и источник водорода, выполненный в виде электролизера с электродами. При этом электроды электролизера выполнены в виде, по крайней мере, двух соосно расположенных цилиндров, разделенных между собой полимерной протонпроводящей мембраной и установлены во впускном трубопроводе с возможностью свободного прохода воздуха через электролизер. 1 н.п.ф., 1 з.п.ф., 3 ил.
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания, использующим в работе водород, и может быть использована в двигателестроении.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной трубопровод, впускной и выпускной клапаны, свечу зажигания и систему подачи топлива (см. Вишняков Н.Н. и др. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник для специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство», М: Машиностроение, 1986 г., стр.12-21).
Недостатком известного двигателя является низкий коэффициент полезного действия, большой расход топлива и плохой экологический фактор при всех режимах работы двигателя.
Однако данное техническое решение характеризуется сложной конструкцией из-за наличия двух систем раздельной подачи двух видов топлива, а также сложностью обеспечения дозирования и согласованной с моментом воспламенения подачи водорода при всех режимах работы двигателя. Кроме того, данное изобретение позволяет использовать водород только при запуске двигателя. Применение гидрида металла в качестве источника водорода как топлива двигателя внутреннего сгорания для транспортных средств не целесообразно из-за большой балластной массы (содержание водорода около 5-7%).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, образующие блок цилиндра, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной клапаны, свечу зажигания, систему приготовления и подачи топливовоздушной смеси и источник водорода. При этом источник водорода выполнен в виде электролизера, электроды которого установлены в камере сгорания с возможностью подачи на них электрического тока и свободного прохода в прямом и обратном направлении топливовоздушной смеси и продуктов рабочего процесса. В топливовоздушной смеси естественным путем присутствует вода или специально введенный электролит (раствор электролита) (патент РФ на изобретение 
2299340, МПК: F02B 47/04, F02B 51/04).
Недостатками известного двигателя являются сложная конструкция из-за установки дополнительных элементов в камеру сгорания, что приводит к усложнению головки цилиндра и блока цилиндра. Кроме того, элементы электролизера подвергаются температурным нагрузкам и воздействию продуктов сгорания, что ведет к снижению производительности и ресурса работы электролизера. Дополнительный ввод электролита оказывает негативное воздействие на элементы цилиндропоршневой группы.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение экономической и экологической эффективности работы двигателя при минимальных конструктивных изменениях его элементов за счет использования электролизера с повышенной производительностью и ресурсом работы, установленного во впускном трубопроводе двигателя.
Поставленная задача решается тем, что в битопливном двигателе внутреннего сгорания содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, образующие блок цилиндра, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной и выпускной трубопроводы, связанные с камерой сгорания посредством впускного и выпускного клапанов, свечу зажигания, установленную в головке цилиндра, систему подачи топлива в камеру сгорания и источник водорода, выполненный в виде электролизера с электродами, согласно предлагаемому техническому решению, электроды выполнены в виде, по крайней мере, двух соосно расположенных цилиндров, разделенных между собой полимерной протонпроводящей мембраной и установлены во впускном трубопроводе с возможностью свободного прохода воздуха через электролизер.
Битопливный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.
Воздух, поступающий во впускной трубопровод 8, проходит через электролизер 11. На электроды 13, 14 электролизера 11 включением зажигания, например, от бортового аккумулятора 17, подают напряжение 1-2 В. При этом на аноде электролизера 11 происходит электроокисление воды, естественным путем присутствующей в воздухе, с выделением кислорода и образованием ионов водорода (в воздух можно специально вводить пары воды, например, путем установки испарителя). Положительные ионы водорода, пройдя через твердую протонпроводящую мембрану, попадают на катод, где они восстанавливаются с выделением газообразного водорода. Водород смешивается с поданной при помощи форсунки 10 либо во впускной трубопровод 8, либо в зону впускного клапана 5 цилиндра топливовоздушной смесью, состоящей из воздуха и бензина. На первом такте работы двигателя при закрытом выпускном клапане 6 поршень 2, перемещаясь к нижней мертвой точке, через впускной клапан засасывает цикловую порцию обедненной топливовоздушной смеси, состоящую из бензина и смеси воздуха с водородом. На втором такте обогащенная водородом рабочая смесь сжимается перемещением поршня 2 к верхней мертвой точке. В конце такта свеча зажигания 9 электрической искрой воспламеняет обогащенную водородом рабочую смесь в камере сгорания 4. На третьем такте за счет расширения продуктов сгорания происходит рабочий ход поршня 2 (впускной 5 и выпускной 6 клапаны закрыты). На четвертом такте выпускной клапан 6 открывается и поршень 2, перемещаясь к верхней мертвой точке, выталкивает отработавшие продукты в окружающую среду, затем циклы повторяются. При этом цилиндр 1 и головка цилиндра 3 охлаждаются циркулирующей жидкостью в рубашке охлаждения цилиндра.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить расход топлива и увеличить экологическую безопасность эксплуатации двигателя при минимальных конструктивных изменениях его элементов.
1. Битопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, образующие блок цилиндра, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной и выпускной трубопроводы, связанные с камерой сгорания посредством впускного и выпускного клапанов, свечу зажигания, установленную в головке цилиндра, систему подачи топлива в камеру сгорания и источник водорода, выполненный в виде электролизера с электродами, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде, по крайней мере, двух соосно расположенных цилиндров, разделенных между собой полимерной протонпроводящей мембраной и установлены во впускном трубопроводе с возможностью свободного прохода воздуха через электролизер.
2. Битопливный двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что электролизер снабжен внутренним и внешним цилиндрическими армирующими элементами с отверстиями, выполненными из изолирующего материала и контактирующими с поверхностью электродов.
7 вопросов о самой экономичной LADA Vesta
Зеленый логотип на крышке багажника первым получил седан LADA Vesta. И самый перспективный на сегодня автомобиль АВТОВАЗа стал таким образом еще привлекательнее.
Ну и, конечно, изменилось багажное отделение, где под специальным пластиковым кожухом и спрятался 90-литровый баллон с метаном. Конечно, это сократило объем отсека. Но, во-первых, у LADA Vesta он довольно внушительный (480 литров) и все равно остался объемным. Во-вторых, изначально планировалось, что две емкости с метаном по 46 литров разместятся в нише для запасного колеса, но в итоге инженеры АВТОВАЗа предпочли сохранить полноценную «запаску» с пластиковым боксом для мелочей.
Хотя не менее двух процентов российского автопарка использует в качестве топлива газ, за редким исключением имеется в виду пропан-бутановая смесь. АВТОВАЗ предпочел стать «первооткрывателем» метана, который, как выясняется, и безопаснее, и экологичнее, и экономичнее.
Между тем, проиграв секунды, можно выиграть годы: двигатель, работающий на метане, прослужит дольше обычного, уверяют специалисты. Газ в отличие от бензина не смывает масляную пленку, которая остается на стенках цилиндров, и не образует нагара в камере сгорания. Снижается нагрузка на элементы цилиндропоршневой группы. Чище и выхлопная система, что неудивительно: сажа отсутствует, а угарного и углекислого газов и несгоревших углеводородов образуется примерно на четверть меньше. В целом с точки зрения загрязнения окружающей среды двигатель, работающий на метане, уступает только электрическим и водородным.
Перспективы битопливных автомобилей зависят в первую очередь от доступности заправочной инфраструктуры и наличия государственных субсидий, которые покрывают часть затрат на оборудование в таких машинах. Неудивительно, что первые итоги продаж LADA Vesta CNG оказались довольно оптимистичными. Продажи растут с каждым месяцем, и с августа по середину ноября они составили в общей сложности более 330 единиц.
Логично предположить, что при развитии заправочной инфраструктуры и при наличии поддержки со стороны государства продажи 2018 года легко превысят рубеж в 1000 автомобилей. АВТОВАЗ со своей стороны уже готов расширить модельный ряд автомобилей CNG фургоном и 5-местной пассажирской версией LADA Lаrgus.
Что такое битопливный двигатель и как он влияет на экологию. Разбираемся
За последние несколько лет тема перевода транспорта на альтернативное топливо стремительно развивается — это экологично и экономически выгодно. Ну и не будем лукавить, модно. Массовый выход электрических и водородных автомобилей задерживается на 10-20 лет. Поэтому самым популярным вариантом сейчас является газомоторное топливо. Запасов его много, а углеродный след меньше, чем при сжигании дизельного топлива или бензина. Мы поговорили с экспертом компании Innovadia — дистрибьютором голландского производителя Vialle — Андреем Акишиным и задали много вопросов по поводу битопливных автомобилей.
Как работает битопливный двигатель?
Все очень просто. Битопливный автомобиль подразумевает возможность использования двух видов топлива: традиционного (бензин) и альтернативного (газ). Можно здорово сэкономить на заправке (до 50%) и существенно сократить вредные выбросы (до 30%), не отказываясь личного транспорта. При этом машина остается одновременно и бензиновой, и газовой. То есть появляется возможность использовать любое доступное топливо, а запас хода увеличивается в два раза.
Важно, что бензиновый двигатель не требует доработки, так как в современном оборудовании пятого поколения от компании Innovadia газ, а если точнее — пропан-бутановая смесь, впрыскивается в жидкой фазе, как и бензин. Стратегия впрыска топлива абсолютно та же, под которую изначально спроектирован мотор. Битопливный двигатель с оборудованием пятого поколения имеет несколько преимуществ:
Увеличение мощности. Газ горит эффективнее и имеет более высокое октановое число. При испарении газ резко охлаждает топливо-воздушную смесь, тем самым увеличивая ее плотность.
Экономичность. В пятом поколении доступна высокая точность и стабильность подачи топлива.
Безопасность. Все оборудование 5-ого поколения производится в Голландии, отвечает высоким европейским требованиям по качеству и безопасности.
Отсутствие запаха газа. Высококачественные композитные топливопроводы, исключают негерметичность и диффузию.
Современные системы подачи газа. Существует условное деление всех газовых систем на шесть поколений. В первых четырех пропан подается в паровой фазе — в виде газа, с помощью редуктора, а в пятом и шестом — в жидком, это и есть фишка новых поколений. При использовании паровой фазы получить прибавку в мощности, сэкономить и продлить жизнь двигателю не получится.
Битопливные двигатели с оборудованием нового поколения работают абсолютно так же, как и бензиновые — газ в жидкой фазе впрыскивается во впускной коллектор, смешивается с воздухом и сгорает в камере сгорания. Для рядового автолюбителя использование битопливного автомобиля ничем не отличается от бензинового, только заправка обходится существенно дешевле, а вредных выбросов — меньше.
Газ — это экологично?
Весь мир на пороге новой, углеродной экономики. Ежегодно появляются новые законы, направленные на контроль за вредными выбросами. В скором времени многие предприятия будут облагаться «налогом за парниковые газы». В каком виде и когда эти выплаты дойдут до обычных автомобилей — вопрос времени.
При использовании газомоторного топлива количество вредных выбросов сокращается в среднем до 30% по сравнению с работой на бензине.
Где заправить битопливный автомобиль в России?
В бензиновый двигатель с установленным газовым оборудованием можно заливать и бензин, и газ. Пропановых газовых заправок в России много, они есть в каждом регионе и доступны во всех приложениях и навигаторах. Существуют и другие битопливные двигатели, например, метановые и газодизельные, но их ставят на грузовики, тягачи, фуры и большие автобусы.
Если это так экологично и удобно, почему битопливные двигатели все еще не заменили обычные?
Если брать общемировую практику, то битопливные легковые автомобили эксплуатируются практически во всех странах, а самое большое их количество в газодобывающих странах. Более того, многие автопроизводители выпускают автомобили, работающие исключительно на жидком пропане, даже без бензобака.
Например, сейчас любой интересующийся может зайти на корейские сайты KIA/Hyundai и найти там семь таких моделей. Аналогичные битопливные или исключительно газовые автомобили выпускает Ford в Австралии, VW в Китае, Индии и Северной Африке. Причем в рамках конвейеров устанавливается тоже самое оборудование, которое Innovadia выводит на рынок России и страны Таможенного Союза.
В России география битопливных автомобилей сильно неоднородна: весь юг, Урал и Сибирь ездят на газе, а вот в центральной части «культура потребления газа» менее распространена. Но появление нового газового оборудования ОЕМ-качества (original equipment manufacturer; в переводе — «оригинальный производитель оборудования». — Прим. SRSLY), а также существенный рост количества газовых заправок постепенно исправляют эту ситуацию.
Может ли битопливный двигатель в будущем стать полноценной альтернативной обычному?
Битопливный автомобиль дороже бензинового ровно на стоимость установленного газового оборудования. Но тут стоит понимать, что при выпуске конвейерного битопливного автомобиля эта разница в цене будет составлять гораздо меньше, чем при установке ГБО (газобалонное оборудование. — Прим. SRSLY) на подержанный автомобиль.
Битопливный двигатель с жидким впрыском газа уже сейчас является полноценной альтернативой обычному. Владелец такого автомобиля не теряет ни в мощности, ни в комфорте, ни в динамике, по сравнению с обычным бензиновым, при этом практически в два раза экономит на топливе и улучшает экологию.
Как скоро мы полностью перейдем к такому вида топливу?
Этот переход уже случился несколько лет назад. Сейчас ежегодно в России порядка 200 000 автомобилей переводится на использование газомоторного топлива. Экономическая ситуация, сокращение реальных доходов, введение углеродного налога, движение в сторону сокращения вредных выбросов здорово способствуют популярности использования на транспорте альтернативных видов топлива. Задержка с широким распространением электро- и водородо- автомобилей очевидна.
Надеемся, что в ближайшие пять лет в нашей стране появится несколько популярных конвейерных битопливных автомобилей. Они станут действительно популярными, а использования альтернативного — газомоторного топлива будет модным.
Моя дипломная работа на журфаке МГУ была посвящена блогам и тому, приравняют ли их когда-то к СМИ и вообще насколько этично это делать. Тема появилась совершенно случайно. Изначально я собиралась писать про творчество Василия Шукшина. Но как-то среди ночи моя подруга, с которой мы прожили четыре года в одной комнате в общежитии и, естественно, не могли не выбрать одну кафедру, проснулась и сказала, что мы безумные и не осилим диплом по литературе, поэтому надо срочно менять тему. Над нами сжалился один преподаватель, который хорошо нас знал. Я уже даже не помню, кто придумал и предложил тему блогов. Но нам показалось, что она гораздо легче творчества Шукшина.
Тут нужно отметить, что это был – страшно представить! – 2008 год. И мы тогда еще были очень аналоговыми. Рефераты сдавали на дискетах (помню преподавателя, которому мы все по навету старшекурсников сдавали пустые дискеты, и пару моих однокурсников, попавшихся на этом), кино смотрели на дисках, которые брали в прокат в находившемся практически в подвале журфака киноклубе (помню, как тяжело мне давался Тарковский, Бергман и как я заснула при первом просмотре «Жизни как чуда» Кустурицы, которую потом нежно полюбила; но как меня поразили «Маргаритки»!), книги читали в Ленинке и радовались, если по читательскому билету попадали в тот самый ретро-зал с зелеными лампами. Тогда только-только появились «Одноклассники», а ЖЖ был самой прогрессивной площадкой. Мы – о, Боги! – ходили в интернет-кафе, которое тогда существовало у главного здания МГУ. Там у нас и разгорались нешуточные баталии в ЖЖ. Мы писали посты на волнующие темы и спорили с пеной у рта в комментариях. И делали это с таким азартом, будто играли на миллионы в казино.
Когда я получила свою твердую четверку за диплом, выдохнула и тут же забыла про него, то и предположить не могла, что тема блогов вернется в мою жизнь. «Зачем мы это делаем? Ну что за бред?» – долго не отпускала меня моя беспощадная рефлексия, когда затевали SRSLY. Ведь мы же сами морщимся от этих слов – «блогеры», «трендсеттеры», «инфлюенсеры», бла-бла-бла. Какая-то пошлятина выходит, когда начинаешь рассказывать, о чем мы. И как-то даже стыдно и неловко за себя становится. Но давайте не будем отрицать: блогеры дали нам новый контент, от которого наконец-то не душно. Звезды инстаграма вытеснили глянец, ютуба – затоптали телик. Блогеры начали тянуть теплое одеяло рекламных бюджетов на себя. Трендсеттеры и инфлюенсеры новой формации стали желанными гостями в светской тусовке. Теперь они «как скажут, так и будет».
Дудь нагнул Ютуб, Ивлеева из маникюрши превратилась в телезвезду с ТЭФИ, Горбачёва стала главной актрисой поколения, Монеточка зазвучала из всех утюгов. Это, безусловно, герои нашего времени. Они уже изменили реальность и продолжают это делать. У них влияние в интернете и не только. И не поддаться ему уже не получается. Конечно, можно дальше продолжать болеть нигилизмом и отрицать новый мир. Но это нечестно. Прежде всего по отношению к себе. А мы за честность, за открытые вопросы и ждем таких же ответов от героев. И у нас нет «не наших героев», нет предубеждений, и мы против клише.
Мы намеренно отказались от артемов быстровых и не будем прятаться за псевдонимами. У каждой публикации есть автор, которому вы сможете посмотреть в лицо и туда же высказать все, что думаете о его материале (естественно, аргументированно). Быть абсолютно несогласными с нами не возбраняется. Мы сами в редакции часто спорим друг с другом. Но последнее слово всегда остается за ответственным за раздел. У нас все со своим бэкграундом, позицией, принципами в профессии и взглядами на жизнь.
Когда в редакции предложили каждому написать свой манифест, я прониклась этой идеей. Сразу вспомнились Белинский, Добролюбов, Чернышевский, Белый, Блок, Иванов, Гумилев… Всплыло слово «публицистика». И повеяло той самой нашей наивной аналоговостью, которой теперь уже просто нет. На журфаке мы изучали кодекс профессиональной этики журналиста. Сейчас это понятие кажется атавизмом. Но пусть наши манифесты станут этическим кодексом 2.0.
На втором курсе я прочитала «Поколение П» Пелевина и отчаянно не хотела верить в то, что в журналистике все друг у друга крадут идеи. У меня с тех пор аллергия на «Давайте сделаем как у…» А мы-то тогда зачем, если они уже есть? Поэтому SRSLY – это про дерзкие идеи, честные тексты и – куда ж без них – красивые картинки.