マルチ燃料エンジン

マルチ燃料は、運転中に複数の種類の燃料を燃焼させるように設計された、任意のタイプのエンジン、ボイラ、またはヒータまたは他の燃料燃焼装置である。 多種燃料技術の一般的な用途の1つは軍用施設であり、通常使用されるディーゼルまたはガスタービン燃料は、車両または加熱ユニットの戦闘操作中に利用できない可能性がある。 多種燃料エンジンとボイラーは長い歴史を持っていますが、輸送、暖房などのために石油以外の燃料源を確立する必要性が高まっているため、非軍用の多種燃料技術の開発が増え、多くのフレキシブル燃料ここ数十年の間に

多種燃料エンジンは、その圧縮比が様々な容認された代替燃料の最も低いオクタン価燃料を燃焼させるように構成されている。 これらのより高い要求を満たすためには、エンジンの強化が必要である。 複数の燃料エンジンには、異なるオクタンまたは種類の燃料を手動で取るように設定されたスイッチ設定があることがあります。

歴史
すでに1903年にドイツのエンジニア、ジョセフ・ヴォルマー(Joseph Vollmer)は、マルチ燃料エンジンを搭載したAEGの自動車部門であるNAGの最初のトラックを発表しました。 50馬力のガソリンエンジンはマグネトー点火とガソリンとアルコールの両方のために設計されたキャブレターで動作しました。

自動車の歴史の初期に特殊燃料を得ることは困難であったため、比較的多くのメーカーがマルチ燃料エンジンを使用していました。 ガソリンスタンドネットワークが拡張されたので、これらの設計は重要性を失った。 現在、多種燃料エンジンは、特定の燃料タイプからの可能な最大限の可能性がしばしば求められる軍事部門において特に人気があります。

働く原則
混合エンジンは、燃焼がスパークプラグからの点火またはスパークによって開始される、オットープロセスに従って作動する。 可燃性混合物の形成は、燃焼室の外側で行われる。 気化器内で、または吸気マニホールド内への燃料噴射によって行われる。

燃料と空気との混合物が燃焼室の外側に形成される。 通常の条件下では、空気は80%の窒素(N 2)および20%の酸素(O 2)を含む。 酸素が存在するため、この混合物は可燃性である。 混合気は吸気行程中に発生した負圧によって燃焼室に吸入される。 吸入行程の後、圧縮行程が続き、混合物が圧縮される。 圧縮の後、スパークが混合物を発火させる。 これは、圧力上昇を引き起こし、その結果、体積が増加する。 この増加は、作業ストロークに変換されます。この戦闘作業は、例えば車両やポンプなどの環境で行われます。 古典的混合エンジンの設計において、カルノープロセスが求められている。

混合エンジンという用語は、ディーゼルエンジンと区別する必要性から生まれました。 ディーゼルエンジンの場合、燃料は圧縮の終わりに空気と混合されるだけである。

燃料
混合気エンジンの燃料は、通常はガソリンではなく、ガソリンである。 結果として、誤って使用されたガソリンエンジンは、オットモーターまたは混合エンジンのための同義語として使用される。

天然ガス
ガソリン
E85またはバイオエタノール
灯油
LPG
ニトロメタン
メタノール

モーター変種
多種燃料エンジンは、一般に自己点火する往復動エンジンであり、ディーゼル原理で作動する。 さらに、一部のエンジンバージョンでは、すべての燃料が適切に点火されるわけではないため、火花点火が行われます。 ガソリン、石油、灯油、植物油燃料、エタノール、木材ガスまたは重油などの様々な燃料は、例えばセタン価、オクタン価および粘度などの特性に応じて異なる構造になる(内燃機関および射出技術の概要)。

マルチ燃料エンジンは通常、ディーゼルの原理で作動するが、ディーゼル燃料用にのみ設計された純粋なディーゼルエンジンの構造が異なる。 一方では、使用される全ての燃料が許容される着火遅れ内で自発的に点火するように、混合物の温度を上昇させるための技術的解決策を提供しなければならない。 これは、吸入空気の圧縮または予熱を増加させることによって行うことができる。 次に、インタークーラ、排気ガス再循環、または吸気管内の電気加熱なしで充填することによって、吸気予熱を達成することができる。 また、燃焼室に使用されるグロープラグであるスパークプラグが支持されている。

一方、使用される燃料の中には潤滑効果がないものがあるため、噴射ポンプを潤滑油回路に接続する必要があります。 Lohmannエンジンはインジェクタなしで、気化器なしで動作します。

すべてのシールを設計するときには、それらが異なる燃料によって攻撃されないことにも留意すべきである。

よく知られているマルチ燃料エンジンには、

中型球形モーター
Elsbettエンジン
ローマンエンジン
グロープラグモーター(Lanz Bulldog)
ガスエンジン
燃料の概要
化石燃料と再生可能燃料の両方を使用することができます:

オートガス(LPG =液化石油/プロパンガス、さらには低圧ガス)としても知られているLPG
天然ガス(CNG =圧縮天然ガスまたはLNG =液化天然ガス)
ガソリンやアルコールなどのガソリン燃料
軽油、例えばディーゼル燃料やバイオディーゼル
重油
炭塵

長所と短所
短所
混合気エンジンの欠点は、ノッキングのリスクがあるため、達成可能な最大圧縮比の制限です。 ガソリンの場合、最大(安全)圧縮比は約15:1です。現在の高性能スーパースポーツの中には、工場で圧縮比が14:1になっているものがあります。デトネーションの限界。 ディーゼルエンジンは、圧縮比が40:1に上昇することができるため、著しく高い熱効率を実現します。その結果、混合気エンジンの燃費が向上します。

第2の欠点は、燃料が非常に可燃性であり、したがって低温で既に蒸発することである。 外気温10℃では、すでにLPGエンジンで爆発の危険性があります。 混合気エンジンの燃料タンクは大型です。

利点
混合エンジンの重要な利点は、軽量版であり、コストのメリットがあります。

エンジンは主に軍によって使用されます。 燃料の供給が停滞すると、利用可能な別の燃料に比較的容易に切り替えることができるため、車両はまだ運転することができます。

アプリケーション
マルチ燃料エンジンの使用は、今日、軍用車両、特にタンクに限られています。 一例は、連邦軍の主要戦闘砲Leopard 2です。

公共および私的使用には、複数燃料zがあります。 コージェネレーション工場の遠隔地の農場に電力を供給する場合、電気エネルギーと熱を供給します。

マルチ燃料グローヘッドエンジンは、古くからのトラクターや船舶用ディーゼルエンジンに使用されています。 重油2ストロークディーゼルエンジンでよく使用されるものは、重油を主体とする経済的理由(低燃料費)ですでに制限されていても、多種燃料エンジンの技術的な変形品と考えることができます。

軍用多給油エンジン
この技術の一般的な用途の1つは軍用車両であり、ガソリンやジェット燃料のような幅広い代替燃料を使用する可能性があります。 これは、敵の行動やユニットの分離が利用可能な燃料供給を制限し、逆に敵の燃料源や民間の供給源が利用可能になる可能性があるため、軍事環境で望ましいと考えられます。

軍用の多種燃料エンジンの1つの大きな用途は、1963年から1970年までの間に建設された米国M35 2 1/2トンおよびM54 5トントラックで使用されたLDシリーズでした.MAN技術を使用した軍事標準設計では、準備なしで異なる燃料。 その主な燃料はディーゼル#1、#2、またはAPでしたが、他の燃料の70〜90%はディーゼルと混合することができました。 モーターオイル、ジェット燃料ジェットA、B、JP-4,5,7,8を使用することができれば低オクタン商業用および航空ガソリンを使用することができ、緊急燃料油#1および#2を使用することができる。 実際には、彼らはディーゼル燃料だけを使用していました。その戦術的利点は決して必要ではなく、時には商用ディーゼルエンジンに取って代わられました。

現在、ロシアの多種多様な車両は、T-72タンク(マルチ燃料ディーゼル)やT-80(マルチ燃料ガスタービン)などの多種燃料エンジンを採用しています。

非軍事用法
他の多くのタイプのエンジンおよび他の発熱機械は、複数のタイプの燃料を燃焼させるように設計されている。 例えば、家庭用に設計されたヒーターやボイラーの中には、木材、ペレット、その他の燃料源を燃やすものがあります。 これらは燃料の柔軟性と安全性を提供しますが、標準の単一燃料エンジンより高価です。 ポータブルストーブは、外出中に見つかった燃料を燃やすために、時にはマルチ燃料機能を備えて設計されています。

ガソリンのみで走行する自動車の代替手段を確立しようとする動きは、一般に二燃料自動車またはフレキシブル燃料自動車と呼ばれる、多種燃料エンジンを使用する利用可能な自動車の数を大幅に増加させている。

業績不振の問題
多種燃料エンジンは必ずしも低出力であるとは言えませんが、実際には、同じエンジンで複数種類の燃料を燃やすために必要な設計上の妥協のために、一部のエンジンでは動力に問題があります。 多分、軍事的な視点から見た最も有名な例は、英国のチーフフインのメインバトルタンクで使用されていたL60エンジンです。その結果、非常に遅い結果となりました – 実際、Mark I Chieftain(トレーニングや同様の活動にのみ使用されます)タンクトランスポータを取り付けることができない人もいました。 同様に深刻な問題は、ある燃料から別の燃料へと変化することはしばしば数時間の準備を必要とすることであった。

米国LDシリーズは、当時の商用ディーゼルに匹敵する出力を有していた。 それは5トンのトラックには不足していましたが、それはエンジンのサイズそのものでした。交換用ディーゼルははるかに大きく、より強力でした。 LDエンジンは軽くディーゼル燃料を燃やしてしまい、非常に煤煙でした。最終的なLDT-465モデルは、主に排気を浄化するターボチャージャーを持っていました。