Двигателям поменяли рацион

Биодизельное до недавнего времени было одним из самых загадочных видов топлива. Про него знали многие, но в общих чертах: мол, современные технологии позволяют делать топливо практически из любого сырья, содержащего в своей структуре углерод и водород. Словом, солярку можно гнать не только из нефти, но и из растительного сырья. Например, рапса. После соответствующего технологического процесса из этой культуры получают метилэфир. В принципе, его можно использовать как топливо в чистом виде, но чаще всего это вещество добавляют в классическую солярку. Имеется достаточно богатый европейский и американский опыт, из которого ясно: биодизель — тема актуальная. Если не сегодня, то на перспективу. Соответствующая программа по развитию производства биотоплива не первый год действует и в Беларуси. Однако до недавнего времени оставался открытым вопрос: как добавки рапсового метилэфира действуют на двигатель внутреннего сгорания? На этот вопрос ответили специалисты Минского моторного завода. По заданию Минпрома ММЗ провел ряд длительных стендовых испытаний, во время которых изучил особенности работы дизельных моторов на топливе с добавлением рапсового метилэфира.

Необходимость в испытаниях солярки с органическими добавками возникла относительно недавно. До конца прошлого года программа по развитию производства носила больше теоретический научный характер. Но подошло время активной производственной фазы реализации этого проекта. Ведь к концу пятилетки поставлена задача наладить выпуск, как минимум, 100 тысяч тонн биодизеля, или около 5 % от общих потребностей страны в этом виде топлива. И тут возникли практические вопросы. На проблему использования биомассы в качестве сырья для производства топлива существует, как минимум, два взгляда. Первое направление реализует концерн «Белнефтехим» на предприятии ОАО «Гродно Азот». В конце прошлого года там запустили в эксплуатацию установку, которая из рапсового масла производит метилэфир, который потом можно добавлять в дизельное топливо. При разработке национального стандарта был учтен европейский опыт, который предусматривает, что дизельное топливо может содержать до 5 % метилэфиров. Подобное правило действует и в странах ЕС, в которых законодательство даже не обязывает владельцев АЗС предупреждать потребителей о наличии в соляре такой доли биологического топлива.

Вторая концепция использования биомассы предполагает, что в соляру добавляют рапсовое масло. В Беларуси такое смесевое топливо производят в Новоельне. Его рецепт: 88—89 % минерального топлива плюс 7 % рапсового масла и 5 % растворителя-коагулятора. Присутствие последнего необходимо, так как растительное масло по своей консистенции более вязкое, чем нефтяной продукт. Большинство же серийных дизельных двигателей спроектировано исходя из вязкости классического минерального топлива.

Какое топливо лучше? По этому вопросу немало спорили специалисты. И каждый отстаивал свою точку зрения. На практике использовали дизельное топливо и с добавлением рапсового масла и метилэфиров. Однако это не вносило ясности в вопрос: как реагирует двигатель на изменения рациона? Окончательно расставить все точки над «i» поручили Минскому моторному заводу.

Испытания специалисты ММЗ проводили в строгом соответствии с принятым стандартом. Он предусматривает многие нюансы: и циклы работы двигателя (пуск, под нагрузкой, холостой ход, остановка), и необходимое оборудование. На предприятии имеются специальные стенды, которые позволяют не только измерять показания работы мотора, но и создавать для него определенные погодные условия. Например, в помещении-камере, в которой находится двигатель, создается зимняя температура воздуха. Согласно белорусским стандартам, автомобильный двигатель должен заводиться максимум с третьего раза при температуре -25 градусов, тракторный — -20. Словом, все строго регламентировано. Предусмотрено даже время, на которое остается включенным зажигание до пуска двигателя.

Сегодня на ММЗ уже имеются результаты периодических длительных испытаний на безотказность при работе на дизельном топливе с добавление метилэфиров двух серийных двигателей —четырехцилиндрового тракторного Д-245S2-БТ и шестицилиндрового автомобильного Д-260.5Е2-БТ. Первый, согласно стандарту на проведение такого «экзамена», отработал на новом топливе 800 моточасов, второй —1000.

Как отметил главный конструктор ММЗ Роман Каменецкий, топливо с 5-процентным содержанием метилэфира не вызвало никаких отклонений в работе двигателя от стандартов. Единственное, добавка не самым лучшим образом действует на резиновые уплотнители топливных насосов. Но сейчас на все серийные двигатели ММЗ устанавливается топливная система ярославского производителя с новыми видами уплотнителей, для которых эти добавки нестрашны. На топливо с 30-процентным содержанием рапсового метилэфира двигатели отреагировали более заметно. Мощность снизилась на 1,5 %, расход топлива увеличился на 4 %, зато упала максимальная дымность отработанных газов на 14 %, но содержание в них оксидов азота повысилась на 3 %.

— Пришлось заменять стандартные фильтры тонкой очистки топлива: они выходили из строя в среднем через 30 часов работы, — рассказывает заместитель главного конструктора предприятия Сергей Севиздрал. — Основа этих фильтров —бумажная, и для ее термофиксации используется специальный клей. Он растворяется под воздействием метилэфиров, образуя пленку, которая и приводит фильтр в негодность. Для фильтрующих элементов мы подобрали новый иглопробивной материал «Дифтопфил», который производят в Гродно. После этого замечаний по работе двигателей не было.

В принципе, широкое использование топлива с 30-процентным добавлением метил­эфира — дело не ближайшего будущего. Барьер не столько технический, сколько сырьевой. Ведь необходимо увеличить объемы производства рапса в десятки раз. Кстати, дефицит растительного сырья тормозит развитие биодизельных программ и в Европе. К 2010 году страны ЕС планируют закрывать 5,75 % своих потребностей в солярке биотопливом. Но пока удается достигнуть только 2 %. Не хватает посевных площадей. Наибольших успехов в использовании растений в качестве сырья для производства топлива для двигателей внутреннего сгорания достигла только Бразилия. Там широкое применение получил биоэтанол —заменитель бензина, который производят из спирта. Благо что в этой латиноамериканской стране практически неиссякаемые запасы сахарного тростника. Поэтому и себестоимость литра топливного спирта в 2,5—3 раза ниже, чем в Европе.

Сейчас на стендах ММЗ проводятся испытания топлива с добавлением рапсового масла и растворителя-коагулятора. Как отмечают на предприятии, результаты исследований будут готовы к июню этого года. Видимо, тогда можно будет говорить и о перспективах использования различных видов биодизельного топлива в Беларуси. В принципе, в мире существуют разные варианты. И главный вопрос: требуют ли серийные двигатели внутреннего сгорания специальной доработки или нет. Ведь от этого зависит и их моторесурс, и экономический эффект от использования биотоплива того или иного состава.

Полезные ссылки: