Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
A bivalent engine is an engine that can use two different types of fuel. Examples are petroleum/CNG and petroleum/LPG engines, which are widely available in the European passenger vehicle aftermarket.
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.
Engines that can use either alcohol (often produced as a biofuel) or standard gasoline are variants of flex fuel vehicles. Such vehicles are in production and commonly available for sale in the United States and other countries.
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.
Compressed natural gas (CNG) is made by compressing methane to store it at high pressures. Liquefied natural gas (LNG) is made and stored cryogenically, much like liquid hydrogen. The physical properties of natural gas require the compression ratio of the engine to be higher than in normal internal combustion engines, and the higher compression makes for greater efficiency. Natural gas also has a higher octane rating, so it can be burned at a higher temperature, reducing engine knock, and the fuel can be produced without complicated refinement processes. Since little unburned carbon is produced in the combustion of natural gas, the engine and oil are kept much cleaner than would be the case if gasoline alone was being burned, and the engine's life is thus increased. Aftermarket kits are available to convert vehicles to run on LNG or CNG and gasoline. In the United States, natural gas is cheaper than gasoline, but CNG at typical pressures requires more frequent refueling because it contains only a quarter of the energy per unit volume of gasoline, whereas LNG contains only 80%. Although natural gas is a finite resource and its reserves can be depleted, it is unique among current fuels in having a net positive EROEI (energy returned on energy invested), while petroleum and other fuels are net energy sinks.
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.
Liquefied petroleum gas (LPG) is a mixture of several hydrocarbons, mainly propane, butane, and ethane. The gas mixes readily with air, allowing for more complete combustion. The fuel costs less than regular gasoline, but LPG has lower energy per unit volume, so its fuel economy and efficiency are lower. LPG gives a longer engine life due to its clean burning characteristics. The main difference between these vehicles and others is in their fuel storage systems. LPG is a gas at room temperature, but a liquid when pressurized (the required pressure varies according to the composition of the mixture). It is usually stored at around 10 bar. One drawback is that LPG fuel tanks are much heavier than conventional ones, hence two tanks would be needed, which would increase the vehicle's weight. Many automobile manufacturers make vehicles that run on LPG and gasoline. Some say that LPG is the least environmentally friendly alternative fuel because it is derived from fossil fuels so that greenhouse gases will inevitably be released into the atmosphere.
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.
Bivalent engines can also use hydrogen fuel, as demonstrated by the BMW Hydrogen 7 using a bivalent V12 H7 Series engine. The engine itself is similar to a regular gasoline combustion engine, except for the fuel injection system. When a BMW Hydrogen 7 is running in gasoline mode, the fuel is injected directly into the cylinders, but when the vehicle is running on hydrogen, the fuel is injected into the intake manifold. BMW claims the Hydrogen 7 is the "world's first production ready hydrogen vehicle", although only 100 total vehicles have been produced, and no more are planned to be produced.
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.
Reduction of greenhouse gas emissions and preservation of natural resources are becoming increasingly important to people around the world. Many countries have regulations on the fuel economy of newly manufactured vehicles, and many governments offer tax breaks for vehicle manufacturers that use clean burning fuels. Vehicle manufacturers are thus motivated to develop new internal combustion engine technologies. The bivalent engine allows for an easier transition from fossil fuels to alternative fuels. The technology is advancing and there is increasing demand for more efficient and cleaner burning engines.
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.
Hydrogen is being researched as a fuel for vehicles because it produces no carbon dioxide emissions. If hydrogen fuel becomes more popular, it has the potential to be less expensive than other fuels, if low cost production via electrolysis can be implemented. Hydrogen can be used and created in fuel cells to power electric motors or burnt directly in combustion engines. BMW has developed a bivalent internal combustion engine that can switch between petroleum and liquid hydrogen fuels. In gaseous form, hydrogen is difficult to store and has a low volumetric energy density. It can be produced in many different ways, but many of the methods produce carbon dioxide. The most promising method is electrolysis. Safety of the hydrogen storage tanks in the event of an accident has been investigated, and various tests show that they do not present any problems. When used as a fuel, hydrogen has a wide range of flammability and low ignition energy. These properties allow hydrogen to be burned using a wide range of air fuel mixtures, but problems arise with premature ignition. Crankcase ventilation is very important when burning hydrogen, because of the low ignition energy. Proper ventilation is needed to prevent ignition in the crankcase and the formation of water in the engine oil. Hydrogen and natural gas are very similar fuels, so the differences between the components needed to burn them are trivial, and interoperable systems are easily made.
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.
The volumetric energy density can be increased if hydrogen is stored as a cryogenic liquid. Liquid hydrogen provides almost a third as much energy per unit volume as gasoline. Liquid hydrogen fuel has some disadvantages. The technology is very new and the infrastructure for liquid hydrogen filling stations is currently very limited. Many of the processes commonly used in creating the fuel give off greenhouse gases, and the hydrogen produced is usually derived from finite resources. The storage of the liquid hydrogen is a major problem. Since the boiling point of liquid hydrogen is very low ( 252.88 °C), it is difficult to keep the fuel cold enough to maintain its liquid form. When it warms, it evaporates. The pressure in the fuel tank then increases, and some gas must be released. Release valves are installed in these vehicles so that the pressure in the tank does not get too high, but a small amount of fuel is lost.