Специально модифицированные дизельные двигатели могут работать на альтернативных видах топлива. В качестве топлива, помимо солярки, могут быть использованы бензин, керосин, нефть, спирты (метанол и этанол) и метиловые эфиры жирных кислов (FAME). Однако, при переходе от одного топлива к другому, требуется проведение немалого объема подготовительных работ, которые позволяют компинсировать значительные различия в характеристиках видов топлива. Основные характеристики, которые важны при использовании в качестве моторного топлива, это – вязкость, плотность и температура кипения. Эти характеристики связаны между собой. Поясним на примере, как влияют те или иные характеристики топлива на процесс нагнетания и впрыска. Если толпиво имеет более низкую температуру кипения, то оно должно прокачиваться в полость всасывания более интенсивно и под повышенным давлением, чтобы исключть закипание и образование газовых пробок. Решить эту проблему можно путем установки в систему впрыска подкачивающего насоса.
Если топливо имеет меньшую плотность (бензин), то необходимо увеличивать цикловую подачу, что делается с помощью специальной регулируемой тяги управления.
Если топливо имеет малую вязкость, то возрастают утечки, с которыми борятся установкой плунжерных пар с двумя кольцевыми канавками на втулке. Верхняя канавка связана с полостью подачи ТНВД и просочившееся в нее топливо возвращается на сторону подачи для повторного нагнетания. В нижнюю канавку через специальное отверстие подводится запирающее масло. Масло в системе смазки двигателя в обычных условиях эксплуатации находится под более высоким давлением, чем топливо на стороне подачи ТНВД, благодаря чему происходит надежное уплотнение плунжерной пары. Также имеется обратный клапан, который препятствует попаданию топлива в систему смазки двигателя, когда на холостом ходу давление масла оказывается ниже определенного значения.
После специальной подготовки и регулировки возможна эксплуатация ТНВД на метаноле и этаноле. Подготовка состоит из:
- установки специальных уплотнений, т.к. стандартные оказываются в этом случае негерметичными;
- защитная антикоррозионная обработка деталей, находящихся в контакте со спиртами, т.к. последние оказывают более высокое коррозионное воздействие;
- замена стандартных пружин на неокисляемые стальные по той же причине;
- замена стандартных смазочных материалов на особые, которые сохраняют свои смазывающие свойства в более агрессивной среде, которой являются спирты.
Так как спирты обладают более низкой теплотворной способностью и более высокой теплоемкостью их цикловая подача должна быть больше цикловой подачи дизтоплива: для метанола – в 2,3 раза, для этанола – в 1,7 раза.
Также, при работе на спиртах, более интенсивно изнашиваются игла распылителя и седла нагнетательного клапана.
Также допускается эксплуатация дизельных двигателей на биотопливе – метиловых эфирах жирных кислот. Подготовка ТНВД к работе на FAME аналогична подготовке для работы на спиртах. В подавляющем большинстве случаев для производства этих эфиров используются жирные кислоты из рапсового масла. Нормы, принятые в 2000 году, ограничивают максимальное количество таких эфиров в дизтопливе величиной в 5%. Если эфиров добавить больше – это может пагубно отразиться на системе впрыска (отложения в ТНВД, повышенный износ).
В настоящее время разрабатываются стандарты, в которых будут четко регламентированы физико-химические характеристики метиловых эфиров других кислот (а не только тех, которые содержатся в рапсовом масле). После разрабокти и утверждения этих стандартов появится возможность использовать эти эфиры в качестве топлива как в чистом виде, так и в качестве добавок с дизельному топливу, обеспечивая при этом надежную работу двигателя в целом и системы впрыска в частности.