Наши книги можно приобрести по картам єПідтримка!

Содержание

Предисловие

Знакомство с технологией наддува

Уроки истории

Турбокомпрессоры: прошлое и настоящее

Закись азота: от истоков до наших дней

Наддув: теория и основные принципы

Что необходимо знать о турбокомпрессорах

Управление давлением наддува турбокомпрессора

Стратегия предотвращения турбоям в турбокомпрессорах

Что необходимо знать о турбокомпрессорах

Охлаждение впускного заряда

Впрыск воды и другие альтернативные решения

Топливо и топливные присадки

Система подачи топлива

Система впуска воздуха

Впрыск закиси азота

Система выпуска отработанных газов

Процесс горения и система зажигания

Система управления двигателем

Повышение износостойкости двигателя

Система смазки

Система охлаждения

Модификация заводского двигателя с наддувом

Проверка теории на практике

И еще несколько размышлений

Только оригинальные руководства
Доступно сразу после оплаты
Полное соответствие бумажным изданиям
100% защита ваших оплат
(9)

Химический состав топлива и другие стандарты

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
топливные присадки, расход топлива, стабилизатор топлива, сеточка бензонасоса, нитрометан, октановое число топлива

Химический состав топлива и другие стандарты

Антидетонационные характеристики углеводородных видов топлива связаны с их молекулярной структурой. Когда молекулы водорода и углерода плотно связаны, потребуется значительная тепловая энергия и давление, чтобы разорвать эти связи, таким образом обеспечивая полноценное горение. Тепловая энергия, необходимая для этого процесса, образуется из пламени горения. Поэтому, когда плотно связанные молекулы присутствуют в формуле топлива, тепловая энергия, которая могла бы использоваться для быстрого увеличения давления в цилиндре, частично используется для разрыва связей внутри соединения. Естественно, этот процесс замедляет скорость увеличения давления и скорость горения, позволяя сделать процесс контролируемым.

Другим фактором является испаряемость топлива, а также температура, при которой топливо начинает испаряться. Если во впускном канале или вцилиндре топливо вернется в жидкое состояние, оно не сгорит. С другой стороны, если топливо будет быстро испаряться, контролировать скорость горения будет невозможно, к тому же возникнут большие проблемы, связанные с его хранением. Поэтому перед химиками встала непростая задача по созданию топлива с соответствующим составом, чтобы обеспечить необходимые антидетонационные характеристики (октановое число) и испаряемость при определенной температуре.

Раньше большое значение имела упругость паров топлива по Рейду, однако применительно к техническим характеристикам топлива эти числа не будут иметь такого веса. На государственном уровне значение упругости паров топлива по методу Рейда регулируется, чтобы обеспечить безопасность в обращении с топливом (если оно будет легко и быстро достигать точки кипения, топливные баки и емкости будут вздуваться и в конце концов взрываться), понизить количество вредных выбросов во время перевозки топлива и избежать падения самолетов по причине закипания топлива и образования паровых пробок в топливных магистралях. Согласно европейскому стандарту EN228, значение упругости паров топлива по Рейду для автомобилей должно быть от 0,35 до 0,7 бар летом и от 0,55 до 0,99 бар зимой. Правилами гонок «Формулы-1» установлено значение упругости паров бензина по Рейду от 0,45 до 0,6 бар. Топливо Avgas должно обладать упругостью паров по Рейду от 0,38 до 0,48 бар, и большая часть видов топлива для гонок также попадает в этот диапазон.

Более глубокое понимание нам дает кривая температуры перегонки, так как она показывает, насколько быстро и при какой температуре топливо превращается в горючий пар. Объем, который испаряется до температуры 70°С, должен способствовать улучшению технических характеристик холодного пуска двигателя, но, если пропорция будет слишком большой, топливо закипит в топливопроводах. Объем топлива, который испаряется при температуре 100°С, определяет технические характеристики рабочего двигателя на этапе прогрева, а также технические характеристики ускорения и реакции дроссельной заслонки при нормальной рабочей температуре. Объем испарившегося топлива при температуре 140°С и 180°С должен быть достаточно большим, чтобы компенсировать разжижение смазочного масла, особенно до того, как двигатель достигнет нормальной рабочей температуры.

Согласно европейскому стандарту, для смеси в летний период при температуре 70°С минимальный объем испарений должен составлять 15%. При температуре 100°С объем должен увеличиваться по крайней мере до 40%. При температуре 180°С должно испаряться 85% топлива, а при температуре 215°С все топливо должно испаряться. Для сравнения топливо, использующееся в гонках «Формула-1», при температуре 70°С должно испаряться на 20%, а при температуре 100°С должно превратиться в пар 46% топлива. При температуре 140°С минимальный объем испарившегося топлива составляет 75%, а при температуре 210°С все топливо должно испаряться, при этом допускается осадок 2%.

В США все совсем иначе. Сначала устанавливают, при какой температуре топливо начинает испаряться (это начальная точка кипения). Затем регистрируются температуры, при которых испаряется 10, 50 и 90% объема топлива. В завершение регистрируется точка полного испарения топлива. В таблице 12.3 для сравнения показаны характеристики четырех видов топлива для гонок. Обратите внимание на то, что топливу Trick Turbo нужна температура на 10°С больше, чем топливу Trick 108, чтобы 10% топлива превратилось в пар. Это указывает на то, что его технические характеристики не будут блестящими, пока двигатель не прогрелся. Однако реакция дроссельной заслонки будет хорошей, несмотря на высокое октановое число, так как 98% топлива превратится в пар при температуре 113°С. Для сравнения двум типам топлива VP вначале потребуется гораздо более высокая температура, однако полное испарение будет происходить при более низкой температуре.

Таблица 12.3. Технические характеристики различных типов топлива для гонок

  Trick 108 Trick Turbo VP C-16 VP C-23
Октановое число По исследовательскому методу 113 119    
По моторному методу 103 109 117 119
По насосному методу 108 114    
Удельный вес 0,73 0,73 0,735 0,71
Упругость паров по Рейду     1,85 4,54
Температура перегонки Начальная точка кипения 36°С 34°С    
Испарение 10% 58°С 68°С 99,7°С 77,9°С
Испарение 50% 94,5°С 96°С 100,6°С 97,6°С
Испарение 90% 117°С 113°С 102,1°С 99,7°С
Полное испарение 146°С 144°С 111,8°С 110,1°С

В состав бензина может входить до 100 различных компонентов в различных пропорциях. Если топливо в основном состоит из менее летучих антидетонационных углеводородов, двигатель будет заводиться с трудом, а реакция дроссельной заслонки при нормальной рабочей температуре двигателя будет неудовлетворительной. Если двигатель был холодным, некоторое количество топлива не будет сгорать, смывая масло с гильз цилиндра и разжижая масло в поддоне картера. С другой стороны, если основные компоненты топлива являются высоколетучими, топливо будет быстро закипать, а сопротивляемость детонации будет незначительной.

Химический состав топлива и другие стандарты

Компания Shell называет толуол метиловым бензином. Это ароматическое соединение с высокой устойчивостью к детонации.

Следовательно, состав топлива для гонок, авиационного топлива, а также топлива для использования в условиях городского движения будет разительно отличаться. Также состав топлива для обычных легковых автомобилей будет меняться в зависимости от сезона. Конечно же, существуют государственные нормы, указывающие значения скорости перегонки топлива летом и зимой (отсюда и термины «зимняя смесь» и«летняя смесь»), но на самом деле нефтеперерабатывающие компании меняют формулу практически каждый месяц. В авиации дроссельная заслонка большую часть времени неподвижна, ее положение меняется только во время взлета и посадки, поэтому реакция дроссельной заслонки не является определяющим фактором для создания смеси. А так как двигатель практически не работает непрогретым с нечастыми пусками, смыв смазки гильз цилиндров и разжижение масла не являются проблемами. В этом отношении топливо для гоночных автомобилей похоже на авиационное топливо, но в отличие от самолетов гоночные автомобили обладают отличной реакцией дроссельной заслонки, потому что состав смеси будет несколько другим, с прочно связанными фракциями с антидетонационными характеристиками и легковоспламеняющимися компонентами.

Как молекулярная структура влияет на устойчивость кдетонации

Насыщенные углеводороды, как обычный гептан и керосин, представляют собой длинные цепочки углерода и водорода, связанные слабыми молекулярными связями, которые разрываются под воздействием тепла. Изооктан относится к семейству изопарафинов. Они обладают структурой с разветвленной цепью, которая образует более прочные связи, повышая сопротивляемость детонации. Циклопарафины, или нефтеновые углеводороды, также обладают хорошими антидетонационными характеристиками, так как атомы водорода и углерода крепко соединены вкольцеобразные молекулы. Ароматизированные виды топлива, как толуол, также имеют кольцеобразную структуру с прочными связями и, следовательно, отличные антидетонационные характеристики.

Как уже указывалось ранее, химический состав определяет, насколько быстро и до какой степени будет сгорать топливо, а также будет ли оно обладать антидетонационными свойствами при высоких температуре и давлении в цилиндре. Топливо, обеспечивающее легкость запуска двигателя и отличную реакцию дроссельной заслонки, будет обладать слабыми молекулярными связями, которые будут разрываться ивоспламеняться спонтанно (то есть не воспламеняясь под воздействием горения в цилиндре после воспламенения свечи зажигания) при низких температуре и давлении, в отличие от типов топлива с более прочными молекулярными связями. Некоторые топливные присадки, как соединения ароматического ряда, обладают отличными антидетонационными характеристиками, так как они горят медленно, не окисляются и не сгорают полностью, пока температура и давление в камере сгорания не будут очень высокими. Подобные компоненты, следовательно, замедляют процесс горения. Поэтому топливо с высоким октановым числом только увеличит мощность двигателя, нуждающегося в топливе, которое будет обладать стабильным химическим составом при высоких температуре и давлении. В действительности, если степень сжатия, давление наддува и угол опережения зажигания не настолько велики, топливо с высоким октановым числом не будет сгорать полностью в начальной фазе такта рабочего хода, что приведет к снижению чувствительности дроссельной заслонки, а также, возможно, к потере мощности.

Это еще одна причина, по которой меня увлекает двухтопливная концепция, о которой мы говорили в предыдущей главе. С обычным и относительно недорогим топливом для движения в городских условиях в основном баке вы получаете легкий запуск двигателя, отличную реакцию дроссельной заслонки, минимальный смыв масла со стенок цилиндра и разжижение масла. При использовании либо смеси толуола и топлива Avgas, либо чистого топлива Avgas из второго бака вы получите высокую сопротивляемость детонации с недорогим и доступным топливом. Так как эти типы топлива с прочными молекулярными связями впрыскиваются только при высоком давлении наддува, горение будет быстрым иполным, обеспечивая отличную мощность на выходе и отличные антидетонационные характеристики.

Топливо для гоночных автомобилей на основе Avgas

В прошлом большая часть видов топлива для гоночных автомобилей на самом деле представляла собой, по сути, топливо Avgas. Менялась только этикетка. Поэтому топливо 115/145 продавалось как топливо для гоночных автомобилей 115, хотя, если быть точным, некоторые виды топлива 115 действительно содержали 20% масла. Недостаточно, чтобы увеличить устойчивость к детонации, но этого хватало, чтобы сократить расход топлива иоблегчить смешивание топлива и масла в двухтактных двигателях. Этого топлива уже давно нет на витринах (его сейчас используют только военные и операторы старых боевых самолетов). В большинстве случаев этилированное топливо Racing 100 на самом деле является топливом Avgas 100/130. Более ранняя разновидность зеленого цвета содержала больше свинца (примерно 1,2–1,6 г/л), затем появилось топливо синего цвета с более низким содержанием свинца (0,5–0,7 г/л). По исследовательскому методу октановое число составило 108–110, по моторному методу октановое число составило как минимум 100, повышаясь до 102. В обоих случаях высокое октановое число достигалось посредством высокого содержания алкилатов и свинца. Топливо синего цвета также содержит соединения ароматического ряда (обычно толуол), чтобы компенсировать низкое содержание свинца.

Топливо Avgas 112/160 раньше можно было приобрести в некоторых регионах США, а в наше время его продают под маркой Leaded Racing 108, при этом числовой код указывает на октановое число топлива по насосному методу. Октановое число по исследовательскому методу составило 112–114, а по моторному – от 102 до 104. Как и старое топливо Racing 115 MB (компания Shell называла толуол метиловым бензином), оно отличается высоким содержанием соединений ароматического ряда, которые увеличивают его удельный вес с 0,69 (стандартное значение для авиационного топлива) до 0,73. Это означает, что энергии в каждом полном баке будет больше, поэтому смесь необходимо обеднить, чтобы поддержать необходимое соотношение воздуха/топлива, но это также позволяет увеличить пробег до пустого бака примерно на 5–6%. А это является важным преимуществом в гонках на выносливость.

Высокотехнологичные виды топлива

Со временем нефтеперерабатывающие компании признали коммерческие преимущества создания специальных видов топлива для гоночных автомобилей, которые обеспечивали не только отличные антидетонационные характеристики, как при использовании топлива Avgas, но также улучшенную реакцию дроссельной заслонки и ощутимое Химический состав топлива и другие стандарты: обычно 4–5% в верхнем диапазоне кривой мощности и даже больше на среднем диапазоне частоты вращения (что также способствует расширению диапазона мощности) по результатам испытаний на динамометрическом стенде. Топливо MR#3 компании VP является представителем этого класса. Это этилированное топливо, которое содержит 2,5% кислорода, имеет октановое число около 103 по моторному методу и стоит примерно $7 за литр.

Высокотехнологичные виды топлива

Топливо Motosport 103 является незапрещенным неэтилированным реформулированным топливом свысоким октановым числом (103 по насосному методу) и удельным весом 0,728.

В то же время органы власти все больше ограничивали использование этилированного топлива в наиболее известных классах гонок (исключением стали гонки NASCAR). Переход был не совсем плавным, особенно для некоторых гонщиков. Это стало причиной некоторой неразберихи, так как неэтилированное топливо для гоночных автомобилей с октановым числом 100, которое в Европе вычислялось по исследовательскому методу, путали со старым этилированным топливом для гоночных автомобилей с октановым числом 100, но по моторному методу. Конечно же, переход на неэтилированное топливо 100 без соответствующих модификаций двигателя, а затем возврат к этилированному топливу могли стать причиной повреждения двигателя вследствие детонации. В США в свободной продаже имеется несколько видов неэтилированного топлива для гоночных автомобилей. Топливо Motorsport 103 компании VP приобрело большую популярность (октановое число по исследовательскому методу – 107, а по моторному – 99), но максимальную мощность в этом классе обеспечивает реформулированное топливо Power-Mist. Оно содержит 6% кислорода, и, согласно исследованиям, октановое число по исследовательскому методу составляет 112, а по моторному – 104.

На данный момент большая часть средств в этой области вкладывается в развитие новых видов топлива для гонок «Формула-1». В данном случае необходимо использовать неэтилированное топливо с максимальным октановым числом 102 по исследовательскому методу и удельным весом не более 0,775. Максимально допустимое содержание кислорода на данный момент составляет 2,7%, а допустимое содержание бензола сократилось до 1%. Даже по окончании эпохи турбированных двигателей содержание соединений ароматического ряда достигало 50%, но теперь оно ограничено до 35%. Основными компонентами в порядке убывания являются следующие соединения: толуол, ксилол, изопентан, изооктан, гексен-1, n-бутан, 2-метилпентан.

Присадки для увеличения октанового числа топлива

Как вы видите, толуол и ксилол являются основными антидетонационными веществами в топливе для гонок «Формула-1». К сожалению, чистый ксилол достаточно сложно получить (растворители краски могут содержать значительную часть ксилола и/или тоуола, но также и другие соединения, использовать которые крайне опасно), и, так как это не касается толуола, возникает вопрос, стоит ли использовать его в качестве присадки, увеличивающей октановое число в неэтилированном топливе с высоким октановым числом. В прошлом надежным методом увеличения октанового числа топлива считалось добавление в смесь 33% толуола (большее содержание не рекомендовалось, так как при низкой температуре окружающей среды могли появиться проблемы с запуском двигателя). Это могло увеличить октановое число этилированного топлива (0,2 г/л) примерно на 6 единиц по исследовательскому методу и на 2,5 единицы по моторному методу. Однако, так как уровень содержания свинца значительно снизился, при условии, что законом это не запрещено, нефтеперерабатывающие заводы заменили высокооктановые углеводороды, чтобы увеличить октановое число, так как их добавление не обеспечивало стабильного увеличения октанового числа. Чтобы проверить наличие втопливе толуола, триптана, бензола, ксилола и т.д., достаточно узнать удельный вес топлива. Если удельный вес высокий, а законом не ограничено использование этих соединений до 5% (так как их считают канцерогенными), топливо, скорее всего, содержит до 20% подобных соединений.

Однако, если законом ограничено использование подобных соединений до 5%, тогда все, за исключением бензола и триптана, обеспечат отличное увеличение наддува примерно на 1единицу по моторному методу на каждые дополнительные 10% примерно до 25%. К тому же в гонках на ограниченное расстояние эти соединения из-за высокого удельного веса значительно снижают расход топлива и, следовательно, количество пит-стопов.

Ситуация будет примерно такой же с другой достаточно эффективной присадкой для увеличения октанового числа – ММТ (метилциклопентадиенил марганца трикарбонил), которая является базовым составляющим соединением в самых популярных присадках для увеличения октанового числа. В неэтилированном топливе с октановым числом 91 по исследовательскому методу использование этой присадки увеличит октановое число на 5 единиц. Однако при добавлении этой присадки в неэтилированное топливо с октановым числом 95 по исследовательскому методу результат будет варьироваться между 2 и 3,5 единицами. А при добавлении присадки ММТ в неэтилированное топливо с октановым числом 98 значение увеличится на 1,5–3 единицы.

На самом деле возможности концентрированных присадок для увеличения октанового числа варьируются. Иногда вы даже можете не заметить изменения после добавления присадки. Если даже все заявления производителя правдивы, скорее всего, результаты были получены при добавлении в топливо с октановым числом 83–86 по исследовательскому методу, так как именно это топливо распространено в некоторых регионах. Также внимательно относитесь к изменениям, которые произошли с продуктом, который вы раньше использовали и считали эффективным. Новая упаковка, надпись «Реформулированный» должны стать для вас первыми тревожными звоночками. Скорее всего, это означает, что состав присадки был изменен в соответствии с местным законодательством или резким скачком стоимости основных ингредиентов, и, следовательно, данная присадка может уже и не быть такой же эффективной, как раньше. Например, присадки 140+ и 104+ Super. Первая присадка была, наверно, наиболее эффективной на рынке в свое время. В 1999 году ее изменили (появился логотип с орлом в задней части упаковки), и качество резко упало, хорошая присадка превратилась в обычную, увеличивающую октановое число лишь в незначительной мере.

Присадки для увеличения октанового числа топлива

Эффективность концентрированных присадок для увеличения октанового числа топлива может варьироваться, поэтому их стоит использовать крайне осторожно. Самая дорогая присадка линии FN Race Formula при использовании неэтилированного топлива с октановым числом 98 по исследовательскому методу дает увеличение на 1,5–3 единицы.

При использовании концентрированных присадок необходимо помнить о двух вещах. Во-первых, обратите внимание на единицы измерения (американская или метрическая система). Во-вторых, внимательно отнеситесь к технике смешивания. Не стоит просто выливать содержимое банки с присадкой в топливный бак и ожидать, что консистенция смеси будет равномерной. Лучше смешать концентрат с несколькими литрами топлива, затем хорошенько взболтнуть емкость и добавить смесь в топливо.

Проверка, покупка и хранение топлива на заправочных станциях

Каждый раз, когда вы заправляетесь на заправочной станции, вы находитесь во власти нефтеперерабатывающих компаний, поэтому то, что работало при использовании одной марки топлива, может не сработать при переходе на другую марку топлива. Помимо сертифицированных видов топлива для гоночных автомобилей единственное топливо, качество которого строго регулируется, – это Avgas. Следовательно, я советую не увлекаться смешиванием различных видов топлива: это может стоить вам очень дорого, так как приведет к повреждению двигателя. Если в серии соревнований выбор топлива ограничен неэтилированным топливом с октановым числом 98 по исследовательскому методу, протестируйте различные марки топлива, чтобы определить, какая из них обеспечивает оптимальные технические характеристики. Лучше сделать это летом, когда оборот топлива достаточно высок и используется «летняя смесь». Когда вы подберете оптимальный вариант, закупите необходимое количество на весь сезон гонок. Обязательно храните топливо в герметичном контейнере подальше от прямых солнечных лучей, чтобы важные компоненты не испарились и не разрушились под их воздействием (высокооктановое топливо более склонно к подобным процессам). Также запомните, что топливные компании часто используют общие трубопроводы для поставки топлива на заправочные станции, поэтому, как только подберете подходящий вариант, поторопитесь приобрести топливо, прежде чем поступит новая порция.

Почему метанол увеличивает мощность

Сейчас вы должны понимать, что октановое число топлива не является истинным показателем мощностного потенциала. Октановое число, сопротивляемость детонации важны, но это далеко не все. При исследовании такого спиртового топлива, как метанол, это становится еще более очевидным. Посмотрев на таблицу 12.4, мы увидим, что метанол обладает скромным октановым числом, примерно 89– 91 по моторному методу, авысокие значения по исследовательскому методу возможны только при использовании чрезмерно обогащенной смеси. Вопрос в том, почему при этом давление наддува может быть выше, чем при использовании бензина, а мощность может возрасти на 20%.

Таблица 12.4. Технические характеристики топлива

Топливо Удельный вес Исследовательский метод Моторный метод Коэффициент топливовоздушной смеси (фунт/фунт) Тепловая энергия (BTU/фунт) Скрытая теплота парообразования Вес (фунт/гал)
Ацетон 0,79     1:10,5 12500 225 8
Avgas 100/130 Зеленый 0,69 105–110 100–102 1:12,9     7
Синий 0,71 105–110 100–102 1:12,9     7
Бензол 0,88 105–100 95–100 1:11,5 17300 169 8,7
Этанол 0,79 108–115 90–92 1:6,5 12500 410 8
Эфир (диэтил) 0,71       15000 153 7
Метанол 0,79 105–115 89–91 1:4,5 9800 472 8
Нитрометан 1,13     1:2 5000 258 11,3
Нитропропан 1,05       6700   10,5
Бензин «Премиум» неэтилированный 0,74 96* 85*–86 1:12     7,4
«Премиум» этилированный 0,73 96 86 1:12,5 19000 135 7,3
Гоночный этилированный (США) 0,73 112–114 102–104 1:12,7 19000 135 7,3
Гоночный неэтилированный (США) 0,75 104–106 94–96 1:13,2     7,5
Гоночный неэтилированный 100 0,75 100 90–92 1:13,0     7,5
Окись пропилена 0,83       14000 220 8,2
Толуол (метиловый бензин) 0,87 120–124 110–112 1:9,8     8,7
Триптан 0,69 110–112 100–102       6,9
Ксилол 0,86 117–118 115–116       8,5

*Неэтилированное топливо «Премиум» в некоторых регионах имеет более высокое октановое число (часто 98 по исследовательскому методу и 87 по моторному методу).

Метанол имеет очень высокую скрытую теплоту испарения, то есть требуется большое количество тепловой энергии, чтобы преобразовать жидкость в пар. Скрытая теплота испарения бензина – 135 BTU/фунт, а метанола – 472 BTU/фунт (BTU – британская тепловая единица – это количество энергии, необходимое для того, чтобы поднять температуру 1 фунта воды на 1°F). Это тепло, необходимое для соответствующего распыления, образуется во впускном канале, на днище поршня, в камере сгорания и впускных и выпускных клапанах. Двигатель с более низкой рабочей температурой не будет повышать настолько температуру впускного заряда, в результате плотность топливовоздушной смеси увеличится, амощность возрастет. Также более низкая первоначальная температура означает более медленное горение, поэтому двигатель может работать при большем угле опережения зажигания и более высоком давлении наддува. Это также приведет к увеличению мощности и оптимизации реакции дроссельной заслонки.

Это только одна сторона вопроса. Вторая – количество энергии в сгорающем топливе. При использовании бензина пропорция топливовоздушной смеси, обеспечивающая оптимальную мощность в двигателе с наддувом, будет составлять примерно 12,3:1–13,1:1. При использовании метанола пропорция топливовоздушной смеси составит от 4,5:1 до 5,5:1. Один фунт бензина обладает энергетическим потенциалом, эквивалентным 19000BTU. По сравнению с ним метанол обладает 9800BTU, что указывает на то, что он производит на 52% меньше тепловой энергии, чем 1фунт бензина. Однако, так как на каждый фунт воздуха приходится больший объем метанола, сжигая его, мы на самом деле производим больше тепловой энергии.

Почему метанол увеличивает мощность

В составе топлива для гоночных автомобилей компании Shell 96% метанола и 3% ацетона.

Чтобы определить количество выделяющейся тепловой энергии, необходимо разделить 12,7 на 5,1, что составит 2,49. Затем умножим 9800 на 2,49 и получим 24402. Этот результат говорит нам о том, что теоретически метанол будет вырабатывать на 28% больше энергии, чем бензин:

Почему метанол увеличивает мощность

Теперь мы видим, что, если двигатель будет работать на спирту, он будет сжигать в два раза больше топлива, чем при использовании бензина. Поэтому вся система питания будет нуждаться в значительных модификациях, чтобы пропускать необходимое количество топлива. Более подробно мы поговорим об этом в следующей главе, а на данном этапе просто учтите, что технические характеристики топливных насосов, топливопроводов и форсунок должны быть практически в два раза выше при использовании спиртового топлива.

Проблемы и опасности при использовании метанола

Существует большое количество проблем, связанных с использованием спирта в качестве топлива, некоторые из которых могут сказаться непосредственно на вас, а некоторые – на вашем автомобиле. Так как ваша жизнь и здоровье более важны, поговорим об этом в первую очередь.

Метанол чрезвычайно токсичен, он может накапливаться и окисляться, образуя опасные формальдегиды, которые могут стать причиной слепоты идаже необратимых повреждений мозга. Он может проникать сквозь кожу и в легкие, поэтому вдыхание выхлопных газов также опасно, так как вотработанных газах будет присутствовать метанол, особенно при использовании обогащенной топливовоздушной смеси.

Что касается автомобиля, вы должны иметь в виду, что метанол является достаточно эффективным растворителем краски и может разъедать некоторые типы стекловолокна. Метанол также обладает очищающим эффектом, поэтому топливный бак итопливопроводы необходимо погрузить в метанол, а затем слить его, чтобы отложения не попали в топливные форсунки, когда вы решите снова перейти на бензин.

Метанол будет абсорбировать большое количество воды, поэтому его необходимо хранить в герметичном контейнере. При использовании обедненной смеси иногда добавляют до 10% воды к топливу, используя ее в качестве антидетонационного агента. После каждой гонки топливо необходимо сливать, а всю систему питания нужно промывать при помощи бензина. Также двигатель должен быть запущен, чтобы избежать образования коррозии и продуктов окисления из-за наличия воды. Это может стать причиной повреждения деталей, содержащих цинк иалюминий, а также привести к засорению форсунок. Вообще такие детали, как топливные рампы, должны быть изготовлены из нержавеющей стали.

Необходимо быть предельно осторожным с компонентами системы впрыска. Бензин обладает смазочными свойствами, поэтому плоские ивыпуклые дроссельные заслонки очень редко заклинивают. Метанол не обладает смазочными свойствами, к этому также добавляются проблемы коррозии и возможного образования льда, что может привести к заклиниванию дроссельной заслонки, возможно, в полностью открытом положении. Поэтому рекомендуется использовать стандартные дроссельные заслонки.

Проблемы и опасности при использовании метанола

Так как спиртосодержащее топливо абсорбирует влагу, очень важно использовать топливную рампу из нержавеющей стали или анодированного алюминия, а также специальные форсунки.

В регионах с более холодными климатическими условиями могут возникнуть трудности при запуске двигателя при использовании чистого спирта в качестве топлива. Некоторые применяют более летучие виды топлива, которые смешивают с метанолом, чтобы избежать подобной проблемы (обычно добавляют 5% ацетона или 3% эфира, но не больше). Эфир более опасен, так как существует риск повреждения двигателя вследствие детонации, поэтому я не рекомендую использовать его. То же самое касается и эфирных аэрозолей, так как содержание эфира в них высокое. Лично я считаю, что оптимальным вариантом будет впрыск топлива во впускной коллектор, если это не слишком сложно осуществить. Не пытайтесь сделать это, проворачивая двигатель стартером: в случае обратного зажигания вы можете получить серьезные ожоги. Лучше перед установкой прогревающих свечей распылить примерно 305 см3 топлива в отверстие под каждую свечу.

Многие проблемы с запуском двигателя связаны с несоответствующими настройками системы зажигания или электрической системы. Конечно же, система должна быть достаточно мощной, чтобы быстро раскрутить двигатель. Также система зажигания должна быть способна воспламенять «мокрые» и залитые свечи зажигания. Рекомендуется использовать двигатель, в котором угол опережения зажигания будет смещен на 15–25% при использовании спиртового топлива.