緑の筋肉を曲げることを考えるとき、インクレディブルハルクが最初に頭に浮かぶかもしれません。しかし、フレックス燃料エンジンはもう1つの強力なグリーンマシンであり、ハルクとは異なり、漫画や映画の外に存在します。
フレックスエンジン は、世界中の国々で販売および運用されているフレックス燃料車(FFV)に搭載されています。つまり、フレックス燃料車 は、エタノールなどのストレートガソリン以外の燃料、または同じタンク内で組み合わされたエタノールとガスのほぼすべての比率で実行できる燃料です。
消費者は1995年以来、米国でFFVを購入するオプションを持っています。しかし、ブラジルは実際には世界最大のフレックス燃料車市場です。その国で今日販売されている車両の90%以上が、フレックスエンジンを搭載しています[出典:Sugarcane.org]。
米国では、最も注目を集めているフレックス燃料はE85です。季節調整に応じて、E85は最大85%のエタノールのブレンドであり、残りはガソリンで構成されています。この記事の執筆時点で、約2,300の米国の燃料ステーションがE85を提供しています。
E85を標準的なガソリン車のタンクに送り込むには、チャギング、荒いパフォーマンス、エンジンの損傷などの厄介な副作用があります。代わりに、エタノールの化学的腐食性と高オクタン価で機能するように特別に設計されたFFVが必要です。
奇妙なことに、多くの消費者はFFVを所有しており、それを知らないのです。たとえば、ネブラスカ州には約120,000台のFFVがあり、所有者の60%近くがボンネットの下にフレックスエンジンを搭載していることに気づいていません[出典:ネブラスカコーンボード]。最も明白な手がかり?あなたの車が2008年以降に製造され、黄色のガスタンクキャップが付いている場合、それはFFVです。オーナーズマニュアルには、モーターの種類についても説明されています。
FFVについてあまり知らない人でも、石油消費がホットな話題であることを理解しています。そこでFFVが頻繁に会話に参加します。トウモロコシやサトウキビなどの再生可能な資源からエタノールを生産できるため、FFVはストレートガソリン車よりも環境に優しいとよく言われます。
ただし、FFVの想定される環境への配慮は、製造、政治、科学のさまざまな派閥間の激しい論争のポイントです(詳細は後で説明します)。
次のページでは、フレックスエンジンがガソリンエンジンとどのように異なるかについて説明します。これらの2つの可燃性エンジンのいとこは、想像以上に似ていることがわかります。
フレックスエンジンはガソリンエンジンと大きく異なるわけではなく、宇宙時代の技術でもありません。たとえば、フォードモデルTの車は、ガスまたはエタノールのいずれかを燃焼させるフレックスエンジンでした。
FFVは、構築するのにそれ以上の費用がかからず、ステッカーの価格の点でもより高価ではありません。本当に欲しければ、ガソリンモーターをE85を楽しく飲めるものに変えることができる変換キットを購入することもできます。
化学的観点から、エタノールは2つの主要な点でガスとは異なります。それはより腐食性で導電性です。また、より高温で燃焼するため、オクタン価が高くなります。これらの技術的な課題を処理するには、フレックスエンジンを構築する必要があります。
手始めに、あなたの車はあなたが汲み上げている燃料の種類を知っている必要があります。搭載されたコンピューターが燃料組成を分析して、エンジンの点火を最適化し、排出ガス基準を順守し、燃焼を調整します。エタノールとガスの比率がどれほど変動しても、フレックス燃料車はその場で調整できます。
フレックス燃料車では、燃料タンクとタンク内コンポーネントはエタノールの腐食性に耐えるように作られています。同様に、燃料ライン、ガスケット、シール、ゴム製燃料ホースもすべて、燃料噴射装置と同様に耐食性でなければなりません。
同じことが内燃機関のコンポーネントにも当てはまります。バルブシート、ピストンリング、バルブなどの部品はすべて腐食しにくい素材で作られています。これらの部品は、エタノールが分解してエンジンの潤滑油を一掃する傾向があるために損傷が発生する可能性を減らすためにも作られています。
導電率は別の懸念事項です。配線を含む燃料システムのすべての電気部品は、エタノールのより高い導電率に対して絶縁されている必要があります。さらに、燃料フィラー部品には火花防止機能があり、漂遊火花や静電気が危険なフレアアップを引き起こす可能性を低減します。
電気的な心配はさておき、エタノールはガソリンよりもエネルギー密度が低いため、エンジンは高性能を達成するためにより多くの燃料を必要とします。したがって、燃料噴射装置は、より高い燃料流量を達成するために作成されます。そうしないと、エンジン全体の出力が大幅に低下します。
エンジン構造に関して、これらはFFVモーターの最も顕著な違いです。次のページでは、フレックスエンジンのパフォーマンスと、切り替えが論理的かどうかについて詳しく説明します。
複数の理由から、FFVの環境への配慮には疑問があります。コスト削減も疑わしいです。そして、結局のところ、FFVの急増を推進しているのは、必ずしも消費者の需要や持続可能性の懸念ではありません。
基本から始めましょう。エタノールを使用しても車両性能に変化はありません。加速や馬力の違いに気付くことはありません。
主な違いは、エネルギー密度とCO2(二酸化炭素)排出量です。エネルギー密度が低いということは、エタノール1ガロンのエネルギーが通常のガソリンよりも少ないことを意味します。したがって、ガスの場合と同じ距離を移動するには、より多くのエネルギーを燃焼する必要があります。
つまり、移動するにはより多くの燃料を燃焼する必要があり、実際には、車両はガスよりも多くのCO2を排出します。ただし、そのCO2は石油ではなく植物源に由来するため、(理論的には)単に大気中に放出し、植物が自然に腐敗したために大気中に放出されます。それでも、FFVの環境への配慮はせいぜい不明確です。
燃費はまったく別のものです。走行距離に関連するすべてのものと同様に、ここには多くの変動性がありますが、エタノールに切り替えると、タンクあたりの走行距離は15%から30%の間で低下します。また、エタノール燃料は一般にガスとほぼ同じ価格であるため、エタノールだけで回避するには、実際にはかなり多くのお金(おそらく年間数百ドル)を費やす可能性があります。
これらの事実を考慮すると、なぜ誰かがFFVを製造または購入するのか不思議に思うかもしれません。米国では、連邦企業平均燃費(CAFÉ)基準により、自動車メーカーは最低燃費が27.5 mpg(小型トラックの場合は22.2)の車両を提供する必要があると定められています。そうでなければ、彼らは厳しい罰金に直面します。
ただし、抜け穴があります。これらの企業がエタノールを燃焼する車両を製造する場合、罰金はほとんど発生しません。基本的に、これはより多くのエタノールの使用を奨励する政府の戦略であり、これはアメリカの作物農家に効果的に助成金を支給し、アメリカの外国石油への依存を減らす可能性があります。
フレックスエンジン自体に関しては、まあ、それらは消費者の側でゼロのスキルや適応を必要としない成熟した技術です。あなたがする必要があるのはE85燃料を提供する何千ものガソリンスタンドの1つを見つけることです、そしてあなたのフレックスエンジンはあなたが行きたいところまであなたを連れて行きます-あなたがガスで満たされている場合ほどではありません。
FFVとE85はますます一般的になっているので、エタノールビジネスモデルの賛否両論は誰もが目撃するために現実の世界で演じられています。トウモロコシ生産者はFFVが大好きです。なぜなら、FFVは、製品に対する需要(および価格)が高くなるからです。そして、一部の環境ロビイストは、E85をよりクリーンな燃料源への足がかりと見なしています。しかし、エタノールが私たちの外国の石油への依存に深刻で長期的な打撃を与えることができるかどうかはまだ分からない。
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