Кіріспе

Бивалентті қозғалтқыш - отынның екі түрлі түрін пайдалана алатын қозғалтқыш. Мысал ретінде Еуропадағы жолаушылар көлігінің зауыттық нарығында кеңінен таралған мұнай/СЖМ және мұнай/СЖМ қозғалтқыштарын қарастырып көрейік.

Алкоголь және мұнай

Алкогольді (көбінесе биоотын ретінде өндіріледі) немесе стандартты бензинді пайдалана алатын қозғалтқыштар флекстік отын көліктерінің нұсқалары болып табылады. Мұндай көліктер өндірілуде және АҚШ-та және басқа да елдерде сатылымға шығарылады.

Сығымдалған немесе сұйытылған табиғи газ және мұнай

Сығымдалған табиғи газ (ССГ) метанды қысылғанда жоғары қысымда сақтау үшін жасалады. Сұйытылған табиғи газ (СЖГ) сұйық сутегінен ұқсас криогендік жолмен жасалады және сақталады. Табиғи газдың физикалық қасиеттері қозғалтқыштың қысылу қатынасының қалыпты ішкі жанатын қозғалтқыштардан жоғары болуын талап етеді, ал жоғары қысылу тиімділікті арттырады. Табиғи газдың октаны жоғары, сондықтан оны жоғары температурада жағуға болады, бұл қозғалтқыштың соққысын азайтады, ал отынды күрделі тазарту процестерсіз өндіруге болады. Табиғи газды жанғанда аз мөлшерде көміртек түзіледі, сондықтан қозғалтқыш пен май бензинді ғана жанғаннан гөрі таза болады, осылайша қозғалтқыштың жұмыс уақыты ұзартылады. Көліктерді СЖҚ немесе СЖҚ және бензинмен жұмыс істеуге арналған қайта өңдеу жиынтықтары бар. АҚШ-та табиғи газ бензинге қарағанда арзан, бірақ CNG-де әдеттегі қысымда жиі жанармай құю қажет, өйткені онда бензиннің бірлік көлеміне энергияның төрттен бірі ғана бар, ал СЖҚ-да тек 80% бар. Табиғи газ шекті ресурс болса да, оның қоры таусылуы мүмкін, бірақ қазіргі отынның ішінде ол оң оң EROEI (инвестицияланған энергияға энергия қайтарылуы) бар, ал мұнай және басқа отын таза энергия тұндырғышы болып табылады.

Сұйытылған мұнай газы және мұнай

Сұйытылған мұнай газы (СЖГ) - бірнеше көмірсутектердің, негізінен пропан, бутан және этанның қоспасы. Газ ауамен тез араласып, толық жануға мүмкіндік береді. Отынның құны кәдімгі бензиннен арзан, бірақ сұйытылған газдың бірлік көлеміне энергиясы аз, сондықтан оның отын үнемдеуі мен тиімділігі төмен. СЖҚ таза күйіп отырудың арқасында қозғалтқыштың ұзақ өмір сүруіне мүмкіндік береді. Бұл көліктердің өзгелерден айырмашылығы отын сақтау жүйелерінде. СЖГ бөлме температурасында газ болып табылады, бірақ қысымда сұйық (қажетті қысым қоспаның құрамына байланысты өзгереді). Әдетте 10 бар шамасында сақталады. Бір кемшілігі - сутектік газ бензиндік резервуарлар әдеттегіге қарағанда әлдеқайда ауыр, сондықтан екі резервуар қажет, бұл көлік құралының салмағын арттырады. Көптеген автокөлік өндірушілер газ бензинімен жұмыс істейтін көліктер шығарады. Кейбіреулер ЖЖМ-ді қоршаған ортаға ең аз зиян келтіретін балама отын деп санайды, өйткені ол табиғи отыннан алынады, сондықтан атмосфераға парниктік газдар міндетті түрде шығарылады.

Сутегі және мұнай

Бивалентті қозғалтқыштар сутегі отын пайдалана алады, бұл BMW Hydrogen 7 еківалентті V12 H7 сериялы қозғалтқышын пайдалана отырып көрсетті. Қозғалтқыштың өзі, отын құю жүйесін қоспағанда, кәдімгі бензинді жану қозғалтқышына ұқсас. BMW Hydrogen 7 бензин режимінде жұмыс істегенде, отын тікелей цилиндрлерге салынады, ал көлікті сутегімен жұмыс істегенде, отын сорғышымен қосылады. BMW Hydrogen 7 "дүниедегі алғашқы өндіріске дайын сутегі көлік құралы" деп мәлімдейді, бірақ барлығы 100 көлік құралы ғана шығарылды және одан да көп өндіріс жоспарланбаған.

Болашақ

Дүние жүзіндегі адамдар үшін парниктік газдар шығарындыларын азайту және табиғи ресурстарды сақтау маңызды болып келеді. Көптеген елдерде жаңа өндірілген көліктердің жанармай шығынын азайтуға қатысты ережелер бар, ал көптеген үкіметтер таза жанар-жағар майды пайдаланатын көлік өндірушілеріне салықтан жеңілдіктер ұсынады. Осылайша көлік құралын өндірушілер жаңа ішкі жанатын қозғалтқыш технологиясын әзірлеуге ынталанды. Екі қуатты қозғалтқыш табиғи отыннан баламалы отынға оңай көшуге мүмкіндік береді. Технология дамып келеді, сондықтан тиімді және таза жанатын қозғалтқыштарға сұраныс артуда.

Газды сутегі

Сутегін көліктерге отын ретінде зерттеу жүргізілуде, өйткені ол көмірқышқыл газын шығармайды. Егер сутегі отыны кеңінен танымал болса, егер электролиз арқылы арзан өндіріс жүзеге асырылса, ол басқа отынға қарағанда арзан болуы мүмкін. Сутегін отын элементтерінде электр қозғалтқыштарына қуат беру үшін пайдалануға және жасауға немесе тікелей жану қозғалтқыштарында жағуға болады. BMW компаниясы мұнай мен сұйық сутек отынын ауыстыра алатын екі қуатты ішкі жанатын қозғалтқыш әзірледі. Газ түрінде сутегін сақтау қиын және оның көлемдік энергия тығыздығы төмен. Оны алуан түрлі жолдармен өндіруге болады, бірақ көптеген әдістер көмірқышқыл газын шығарады. Ең тиімді әдіс - электролиз. Авария жағдайында сутегін сақтау резервуарларының қауіпсіздігі тексерілді және әртүрлі сынақтар олар ешқандай проблема тудырмайды. Отын ретінде пайдаланылғанда сутектің жану мүмкіндігі кең және тұтану энергиясы төмен болады. Бұл қасиеттер сутегін кең ауқымды ауа-отын қоспаларын пайдалана отырып жағуға мүмкіндік береді, бірақ ерте тұтану кезінде проблемалар туындайды. Сутегін жағу кезінде кернеу корпусының желдетуі өте маңызды, себебі тұтану энергиясы төмен. Кранкаста тұтанбау үшін және мотор майына су түспеу үшін дұрыс желдету қажет. Сутек пен табиғи газ өте ұқсас отын, сондықтан оларды жағу үшін қажетті компоненттер арасындағы айырмашылықтар маңызды емес, ал өзара әрекеттесетін жүйелер оңай жасалады.

Сұйық сутегі

Егер сутегін криогенді сұйықтық ретінде сақтаса, көлемдік энергия тығыздығын арттыруға болады. Сұйық сутек бірлік көлемге бензинге қарағанда шамамен үштен бір энергия береді. Сұйық сутегі отынның кейбір кемшіліктері бар. Технология өте жаңа, ал сұйық сутегін толтыру станцияларына арналған инфрақұрылым қазіргі уақытта өте шектеулі. Отынды жасау кезінде жиі қолданылатын көптеген процестер парниктік газдар шығарады, ал өндірілетін сутек әдетте шекті ресурстардан алынады. Сұйық сутегінің сақталуы үлкен проблема болып табылады. Сұйық сутегінің қайнау температурасы өте төмен (252,88 °C), сондықтан оның сұйық түрін сақтау үшін отынды жеткілікті суық ұстау қиын. Ыстық болған кезде ол буланып кетеді. Одан кейін отын резервуардағы қысым артады, сонда газдың біраз бөлігі босатылуы керек. Бұл көліктерде суды босату клапандары орнатылған, сондықтан танкідегі қысым тым жоғары емес, бірақ аз мөлшерде отын жоғалады.