Что такое метанол, и как его использовать для повседневного автомобиля!
С одной стороны мы можем «загнать» в цилиндр больше кислорода, но, с другой, вода испаряется, оставляя меньше места для кислорода. Получается, что оба фактора нейтрализуют друг друга! Если бы не одно «но» — вода, испаряясь, увеличивается в объеме, а значит, и увеличивается давление внутри цилиндра, а, значит, наблюдается и прирост мощности — около 10%
Нелишним будет напомнить, что ни одна система не может полноценно использоваться без соответствующей настройки двигателя — это или забеднение смеси, или увеличения давления, или более раннее зажигание.
А теперь про метанол. Законы физики никто не отменял, и спирт горит гораздо медленнее, нежели бензин, благодаря чему давление в цилиндрах нарастает более планомерно, и его пик возникает позже. Что происходит? Увеличивается момент, а, следовательно, и мощность, которая напрямую зависит от соотношения момента и числа оборотов. Вот и еще около 30 лошадок!
Но самое «вкусное» — правильно установленная и настроенная система абсолютно безопасна для двигателя! Даже более — как уже было сказано, вода препятствует отложению карбоновых соединений! Словом, когда сгниет все железо, мотор еще твоим внукам достанется.
теперь я покажу почему это поможет именно «вам» и почему это на мой взгляд нужно — качества бензина оставляет желать лучшего, потому возникает проблема на турбомоторах с давлением, на этом фото изображен график детонации моей машины из которого отлично видно что уровень детонации упал почти вдвое :
а этот график разницы температуры входящего воздуха в фаренгейтах при разной дозе метанола и воды (доза регулируется прямо из салона автомобиля специальным пультом ):
на следующих фото разница в мощности, причем что примечательно чем больше буст тем больше разница в мощности :
Даешь метанол и нитрометан в двигатель!))
доброе время суток, всем автолюбителям. Все, так или иначе в поиске различных присадок в топливо своих железных коней, или по автоспорту, или от старшего поколения слышали, сталкивались с разными присадками в двигатель, повышающими октановое число!
От старожилов, лично я, много раз слышал, как они в годы своей бурной молодости повышали октановое число, путем использования измельченных нафталиновых шариков в бензине.
Что из этого правда, а что нет, было не понятно. Да и как тут проверить, когда жалко такими экспериментами портить сердце своего железного любимца!
Во избежании нынешними и будущими автовладельцами приключений на свою голову и на свою машину, я постараюсь вкратце рассказать, что, есть что и чем можно пользоваться, а чем не желательно!
Лично на моей машине, стоит водометанольная система впрыска перед дроссельной заслонкой, при достижении наддува в 1 бар.
Начнем с самого обыденного и по возрастающей!
Бензин — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения, в зависимости от примесей от 33 до 205 °C. Плотность бензина около 0,71 г/см³. Теплота сгорания примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания −71 градус цельсия с применением присадок. Основной характеристикой бензинового топлива является его антидетонационная стойкость и в случае использования в ДВС, стехиометрическим соотношением. Стехиометрическое соотношение, это показатель количества частей воздуха, к частям топлива, при котором наблюдается наиболее оптимальное и эффективное горение топлива. У бензина этот показатель составляет 14.7 к 1 в массовых долях. 14.7 килограмм воздуха может сжечь 1 кг бензина.
Всем известное октановое число, характеризует способность топлива сопротивляться детонации; аномальному сгоранию топлива с образованием ударных волн высокой скорости, способных нанести значительный вред ДВС. Явление детонации образуется в следствии слишком высокой степени сжатия ДВС, для данного вида топлива, а так же ряда других причин, связанных с неправильной настройкой двигателя, либо возникновением определенного рода неисправностей.
Нерекомендуемые присадки в топливо на основе бензина
«+» Снижает дымность, шумность, повышает мощность. Способен подавить детонацию в двигателе и даже повысить детонационную стойкость керосина (из него иногда и делают бодяжный бензин).
«+» Добавление 500 г нафталина на 10 л бензина приводит к увеличению октанового числа бензина на 3—4 единицы — 92-й бензин «превращается» в 95-й.
«-» Попав в бензин, нафталин оставляет после себя существенное количество нагара, увеличивает число вредных выхлопных газов. Вдобавок он, кристаллизуясь, забивает систему подачи топлива: от бензонасоса и шлангов до форсунок.
«+» При добавлении 5—20% спирта в бензин октановое число растет на 3—8 единиц (из А-95 делают А-98), при этом улучшается процесс сгорания, возрастают мощность и КПД двигателя.
«-» Оказывает серьезное разъедающее действие на прокладки в двигателе. При передозировке компоненты топлива не смешиваются в цилиндре и октановое число падает: возникает детонация, стук клапанов.
Ацетон (метилбутиловый эфир)
«+» В небольших количествах допустим для повышения октанового числа.
«-» Его часто добавляют прямо на заводах. Если добавить еще «флакончик» в бак, получается многократное превышение допустимых норм — образуются вредные вещества. Также быстро понижается октановое число.
«+» Увеличивает октановое число на 3—6 единиц.
«-» Выводит из строя нейтрализаторы и свечи: падает мощность, из выхлопной трубы идет сизый дым.
«+» Повышает октановое число на 4—5 единиц.
«-» При использовании ферроцена на свечах и в цилиндрах образуется красный нагар: срок службы двигателя сильно снижается.
«+» Повышает октановое число на 10%.
«-» Является сильным растворителем, который уничтожает практически все эластичные детали мотора и приводит к активной коррозии.
ВНИМАНИЕ! Некачественный бензин с добавленными присадками, в отличие от заводского, может проводить электричество. Топливный насос в баке и явление электропроводности топлива, вещи несовместимые!
УСЛОВНО РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПРИСАДКИ
Метилтретбутиловый эфир (МТБЭ)
«+» Благодаря высокому собственному октановому числу (выше 110 единиц) полезен для двигателя: содержащийся в нем кислород обеспечивает полноту сгорания и тем самым снижает выбросы СО и СН.
«-» Повышенное содержание МТБЭ (больше 15%) ведет к падению мощности и росту выбросов окислов азота (NOx). Кроме того, бензин с повышенной концентрацией МТБЭ агрессивен к уплотнениям топливной системы и ускоряет процесс коррозии.
«+» В малой концентрации (до 1,3%) безвреден для мотора, снижает детонацию.
«-» При превышении содержания в двигателе образовывается нагар, что может привести даже к «зависанию» клапанов. К тому же ММА относится к категории ядов: при вдыхании паров человеку грозит серьезное отравление.
Как видно, список рекомендуемых присадок значительно меньше, чем чем вредящий тем или иным образом здоровью двигателя или людей. Связано это прежде всего с тем, что полезные присадки помимо своей прямой функции (увеличивать мощность и октановое число) должны соблюдать условия по безопасной эксплуатации техники и не вредить экологии. Вредные же присадки могут соответствовать лишь одной функции, повышению мощности не смотря ни на что. Так что если вы задумали повысить мощность, отнеситесь со всей серьезностью к качеству присадки которую будите использовать, ведь от нее зависит не только здоровье мотора но и ваше то-же.
Помимо присадок есть еще некоторое количество видов топлива которые применяются в промышленности и автоспорте.
Метиловый спирт, метанол CH3OH
Метанол является очень ядовитым веществом но все таки используется в ряде спортивных автомобилей, в случае если регламентом разрешено использование этого вида топлива. Мощность двигателя при использовании метанола будет выше на 7-9 %. без каких либо переделок кроме добавления топлива, до достижения стехиометрического состояния смеси. Стехиометрическая смесь метанола с воздухом составляет 6.4 к 1 что более чем в два раза меньше чем при использовании бензина 14.7 к 1.
Нитрометан CH3NO2 — температура горения 4000 С. Так как в его составе имеется кислород, то при использовании его в двигателе внутреннего сгорания требуется гораздо меньше поступающего кислорода из воздуха, чтоб получить ту же самую мощность чем от бензина. На практике это выглядит так: Чтоб сжечь килограмм бензина нужно 14.7 килограмм воздуха, чтоб сжечь килограмм нитрометана нужно всего лишь 1.7 килограмма воздуха. То есть нирометана в цилиндре одного и того-же объема можно сжечь в 8.7 раза больше чем бензина. Но нитрометан имеет меньшую плотность энергии 11,3 МДж/кг вместо 42–44 МДж/кг у бензина. В итоге всех этих расчетов получается, что не нитрометане двигатель будет иметь мощность в 2.3 раза выше чем на бензине.
В связи с этим, нитрометан применяют лишь в соревнованиях самых мощных драгстеров, Top Fuel Dragster, где время работы двигателя на максимуме ограничивается 5 секундами. Также данный вид топлива используют в моделизме, как присадка, для микродвигателей использующих калильное зажигание.
Веселящий газ, нитрос, Для полного сжигания топлива в цилиндрах двигателя важен лишь чистый кислород, которого в воздухе не так уж и много, всего 21 %. Добавление к топливовоздушной смеси закиси азота, позволяет значительно увеличить его концентрацию. Концентрация связанного кислорода в газообразной закиси азота 36% плюс плотность ее в парообразном состоянии выше в 1.5 раза. Таким образом появляется возможность наполнить цилиндры в 2.5 раза большим количеством кислорода, что в свою очередь аналогично подымет максимальную мощность, если добавить и топливо.
Закись азота до недавнего времени являлась основным средством наркоза. Вызывая позывы смеха, приобрела шуточное название «веселящий газ» В автоспорте применяют ее для краткосрочного поднятия мощности в драгрейсинге или в уличных светофорных гонках, что по сути тоже является любительским драгрейсингом. Закись запирают в баллоне с давлением около 50 атмосфер и при необходимости подают в двигатель. системы значительно поднимающие мощность довольно сложны, так как являясь по сути дополнительной системой питания, снабжены собственным контроллером, отслеживающим все процессы в двигателе и осуществляющим подачу закиси с дополнительным количеством топлива.
Жёлтая летучая жидкость с фруктовым запахом, tкип 99 °C, плотность 872 кг/м3; плохо растворима в воде, хорошо — в органических растворителях; медленно разлагается при хранении на свету. Используется в авиамоделизме как 3 % присадка к топливу компрессионных авиамодельных двигателей (основные компоненты топлива: керосин, диэтиловый эфир и касторовое масло примерно в равных частях). Повышает мощность двигателя на 10-20% с соответствующим уменьшением ресурса двигателя.
Альтернативные виды горючего для двигателей внутреннего сгорания — Метанол и Нитрометан
Метиловый спирт, метанол CH3OH
Метанол является очень ядовитым веществом, но все-таки используется в ряде спортивных автомобилей, в случае если регламентом разрешено использование этого вида топлива. Мощность двигателя при использовании метанола будет выше на 7-9 % без каких-либо переделок, кроме добавления топлива до достижения стехиометрического состояния смеси. Стехиометрическая смесь метанола с воздухом составляет 6,4 к 1, что более чем в два раза меньше, чем при использовании бензина – 14,7 к 1.
Октановое число метанола – 111 по исследовательскому методу! Метиловый спирт обладает большим, чем любой из бензинов, октановым числом, что позволяет уверенно использовать степени сжатия, превышающие 15:1, в то время как средний бензиновый мотор имеет степень сжатия около 11.5:1. Индикаторный КПД за счет уменьшенных тепловых потерь выше на несколько процентов. Учитывая возможность повышенной степени сжатия и улучшенный КПД, суммарная мощность двигателя может быть выше на 20-30 % по сравнению с бензиновым двигателем.
Стоимость литра метанола около 20 руб, только купить его не так-то просто и продается в основном цистернами.
Нитрометан CH3NO2
Нитрометан CH3NO2 — температура горения 4000 º С. Так как в его составе имеется кислород, то при исп ользовании его в двигателе внутреннего сгорания требуется гораздо меньше поступающего кислорода из воздуха, чтоб получить ту же самую мощность, чем от бензина. На практике это выглядит так: Чтоб сжечь килограмм бензина, нужно 14, 7 килограмм воздуха, чтоб сжечь килограмм нитрометана, нужно всего лишь 1, 7 килограмма воздуха. То есть нитрометана в цилиндре одного и того же объема можно сжечь в 8, 7 раза больше, чем бензина. Но нитрометан имеет меньшую плотность энергии – 11,3 МДж/кг вместо 42–44 МДж/кг у бензина. В итоге всех этих расчетов получается, что н а нитрометане двигатель будет иметь мощность в 2, 3 раза выше, чем на бензине.
В связи с этим нитрометан применяют лишь в соревнованиях самых мощных драгстеров, Top Fuel Dragster, где время работы двигателя на максимуме ограничивается 5 секундами. Также данный вид топлива используют в моделизме, как присадку для микродвигателей, использующих калильное зажигание. Стоимость нитрометана от 500 до 2500 руб за литр.
Автор: Филип И.ЛЬЮИСИ, профессор Хьюстонского университета, автор бестселлера »Цвет нефти» Майкл ЭКОНОМИДЕС, почетный профессор Университета Корнелл (США)
Синтез метанола из природного газа является одним из наиболее эффективных и экологически безопасных существующих технологических процессов. Современные заводы по превращению природного газа в метанол могут работать с тепловым КПД, превышающим 71%, и почти самодостаточны. Они настолько чисты, что один из поставщиков процесса заявляет, что большая часть выбросов в атмосферу производится бензиновыми и дизельными транспортными грузовиками и автофургонами, обслуживающими завод, нежели самим заводом.
Кроме того, правильно сконфигурированные метаноловые заводы могут принести реальную пользу, потребляя углекислый газ из других источников, которые должны обоснованно повысить их приемлемость для сторонников защиты окружающей среды.
Метанол является вторым наиболее важным химическим промежуточным веществом после этана/этилена. Его значение в последние годы возросло в связи с изменением конфигурации НПЗ, поскольку сырая нефть во всем мире постепенно, но неизбежно становится тяжелее. Метанол очень важен как химическое сырье, но его применение в качестве моторного топлива является более перспективным.
В этой статье мы рассеем два мифа о метаноле как моторном топливе: 1) что метанол обладает более высокой токсичностью, чем другие виды моторного топлива и 2) что меньшая удельная энергия метанола представляет собой серьезную проблему.
Некоторые эксперты выделяют метанол как нейротоксин, хотя этанол также является известным нейротоксином, как и некоторые из веществ, обычно присутствующие в бензине. Многие будут удивлены, узнав о том, что и этанол, и бензин обычно смертельны при более низких дозах, чем метанол. Кроме того, метанол, как правило, превосходит по всем другим аспектам здоровья, безопасности и защиты окружающей среды. В грунтовых водах он имеет период полураспада 1-7 дней, что в 10-100 раз меньше, чем у некоторых веществ, содержащихся в бензине.
Транспортные средства на метаноловом топливе с более низкой температурой сгорания выделяют немного меньше углекислого газа, значительно меньше углеводородов и гораздо меньше соединений NOx по сравнению с их бензиновыми аналогами. Это особенно привлекает, так как NOx являются самыми жесткими критериями сокращения загрязнений. Метанольное топливо могло бы исключить громоздкие, потребляющие мочевину системы селективного каталитического восстановления, в настоящее время устанавливаемые на большинстве дизельных двигателей.
Удельная энергия
Другой распространенной выдумкой является то, что более низкая удельная энергия метанола предопределяет ему более низкий статус среди потенциальных моторных топлив. При правильной оптимизации систем некоторые виды топлива, в частности метанольного, могут быть преобразованы в механическую энергию с гораздо более высокой эффективностью, чем другие.
Даже те транспортные средства, которые разработаны как бензиновые или многотопливные автомобили, должны отчасти уметь пользоваться преимуществами высокого октанового числа метанола и достигать повышения пробега в большей степени, чем это предполагалось только от энергоемкости. Один гражданин преобразовал свой автомобиль на 100-процентное метаноловое топливо путем корректировки программного обеспечения управления двигателем и замены на 41-центовое топливное уплотнение. Мощность этого автомобиля возросла на 10%, а экономия топлива в долларах на одну милю повысилась на 40% по сравнению с бензином. Соответствующие целевому назначению транспортные средства (то есть не многотопливные или работающие на преобразованном традиционном топливе) должны показать гораздо лучшие результаты.
Некоторые дальнобойщики модернизируют свои транспортные средства метаноло-водяными системами впрыска в немодифицированных иным образом дизельных двигателях, получая значительный рост экономии от 20 до 30% по сравнению с дизельным топливом! Это значительная сумма для автомобилей, которые потребляют примерно 20000 галлонов топлива в год. Измеренная мощность увеличивается до 75%, а крутящий момент на 65%: поистине сногсшибательные цифры.
Метанол по сравнению со сжиженным природным газом (СПГ)
Метанол по сравнению с этанолом
Этанол сравним с метанолом по своим потребительским транспортным рабочим характеристикам, но нет никакого проверенного процесса превращения газа в этанол, сопоставимого по эффективности с превращением газа в метанол. И общественный энтузиазм, и государственные субсидии на производство этанола на базе кукурузы иссякают.
Компания Celanese объявила о технологии, которая обещает эффективность превращения газа в этанол, сравнимую с существующими технологиями превращения газа в метанол. Но она остается непроверенной в коммерческих масштабах, являясь запатентованной технологией. Между тем высокоэффективная технология превращения газа в метанол доступна у нескольких поставщиков и прошла многолетнюю проверку в коммерческих масштабах.
Метанол по сравнению с традиционными видами моторного топлива
Проводились тщательное обслуживание и записи как по транспортным средствам на базе метанола, так и по контрольной группе бензиновых автомобилей. Пробег на метаноле оказался ниже, но характеристики выбросов у транспортных средств на метаноле были на том же уровне или даже лучше.
Метаноловые выбросы оказались менее благоприятны в отношении образования озона. Ускорение транспортных средств на базе метанола от 0 до 100 км/ч происходило почти на одну секунду быстрее, чем у бензиновых транспортных средств, что было значительным улучшением.
Хотя данная статья сфокусирована на легковых автомобилях, где метанол явно превалирует над альтернативами, и, по крайней мере, способен конкурировать с традиционными видами топлива, отметим предложения по замене тяжелых дизельных двигателей метаноловыми двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Исключительно высокое октановое число метанола могло бы двигатели эквивалентного выхода при половине рабочего объема сегодняшних дизельных «бегемотов» привести к экономии в весе и повышению эффективности на дорогах от 4 до 9%.
США и Китай
США в данный момент наращивают производство метанола. Со времени резкого роста цен на природный газ в 2000-х годах американская промышленность метанола когда-то мирового класса в настоящее время импортирует около 80% внутреннего спроса. Но теперь, при самых низких ценах на природный газ за пределами Ближнего Востока, США вновь станут основным производителем метанола. Два завода были запущены вновь, один переместился из Чили, и один крупный потребитель метанола объявил о строительстве нового завода.
К 2015 году США приблизятся к возможности обеспечивать свой собственный спрос. Другие заявления о новых заводах, скорее всего, будут сделаны в ближайшие месяцы, что может привести к тому, что США вновь смогут производить метанол на экспорт.
Другие преимущества. Будущее
Широко известно, что самой большой проблемой автомобилей на базе топливных элементов является очень сложный и трудный переход к инфраструктуре водородной заправки. Но метанол является прекрасным носителем энергии для топливных элементов, и инфраструктуру для заправки им намного легче организовать. Будущее топливных элементов, возможно, не так далеко, но получение метанола из природного газа сегодня уже существует.
Источник: Houston Business Journal
Метанол как альтернативное топливо
Автомобили FFV производились в основном для снижения зависимости США от сырой нефти, а также благодаря возможности понижения выбросов окиси углерода и озонообразующих выбросов.
Хотя для производства метанола можно использовать разнообразное сырье, сегодняшняя экономика предпочитает получать его на базе природного газа. Метанол, таким образом, производят путем парового риформинга природного газа с образованием синтез-газа, который впоследствии подается в реактор в присутствии катализатора. В данном процессе получается метанол и водяной пар.
При использовании его в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания метанол обладает химическими и физическими характеристиками, аналогичными этанолу.
Метанол также может использоваться для производства метил-трет-бутилового эфира, кислородсодержащего соединения, которое при смешивании с бензином повышает его октановое число и дает в результате чище сгорающее топливо.
Физические и химические характеристики метанола предлагают некоторые преимущества при использовании его в качестве альтернативного топлива, такие как относительно низкие производственные затраты и более низкий риск воспламенения по сравнению с бензином.
С другой стороны, из метанола можно получать водород, и исследователи в настоящее время находятся в поиске способов преодоления препятствий для использования метанола в качестве источника водородного топлива для будущих транспортных средств, работающих на топливных элементах.
Ведущие технологические компании мира, такие как, Casio, Panasonic, Toshiba и Sony уже приступили к производству топливных элементов и аккумуляторов для сотовых телефонов, ноутбуков, работающих на метаноле.
