Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Этанольное моторное топливо для автомобильных двигателей что это

Этанольное моторное топливо для автомобильных двигателей что это

4.8. Альтернативные виды
моторных топлив

К альтернативным видам топлив относят: смеси традиционных топлив с кислородсодержащими соединениями, сжатый природный газ (СПГ) и сжиженные нефтяные газы (СНГ), электричество и солнечную энергию. Что касается последних, то их широкое применение на автотранспорте требует значительных объемов производства дешевого водорода и станет, вероятно, возможным в дальнейшем.

Целый ряд проблем позволяет решать использование в качестве моторного топлива СПГ и СНГ, так как они состоят из легких углеводородов и в них отсутствуют соединения, активно участвующие в образования смога и озона. Испытания автомобилей, работающих на газе, показывают значительное снижение выбросов оксида углерода, оксидов азота и углеводородов (табл. 4.58).

Уменьшение выбросов при использовании альтернативного топлива по сравнению с бензином

Альтернативное топливоУменьшение выбросов, %
углеводородовмонооксида углеродаоксидов азота
М-85 (85% метанол +15% бензин)20-50
М-100 (чистый метанол)85-9530-90
Сжатый природный газ50-9050-90от -20 до +80

Применение СПГ в качестве моторного топлива на существующих моделях автомобилей может обеспечить уменьшение выбросов углеводородов на 50-90%. Выбросы оксида углерода также сокращаются на 30-90%. Однако выбросы оксидов азота не только уменьшаются, но могут возрасти. Применение природного газа имеет и другие недостатки, в том числе высокие затраты при модификации обычных моделей автомобилей и уменьшение мощности двигателя на 7-10%.

Основная трудноразрешимая проблема при широком применении СПГ и СНГ связана с условиями хранения газов. Так, при использовании СПГ необходимы топливные резервуары (баллоны), рассчитанные на давление свыше 21,0 МПа, а при СНГ — не менее 1,75 МПа. В обоих случаях необходимы специальные устройства заправки, а также соблюдение герметичности всех элементов топливной системы. Автомобили, работающие на газе, не полностью отвечают указанным выше требованиям. Поэтому особое внимание уделяется применению кислородсодержащих соединений в смеси и чистом виде.

Этанол традиционно используется в качестве компонента моторных топлив и составляет около 8% об. состава бензинового фонда США, что позволяет повысить октановый индекс на 0,1 пункта. Особый вклад в повышение октанового индекса делает применение так называемого газохола (смесь бензина с 10% этанола).

В табл. 4.59 представлены октановые числа спиртов — кислородсодержащих

Октановые числа спиртов — кислородсодержащих добавок в регулярном и премиальном бензинах

ДобавкаРегулярный бензинПремиальный бензин
Октановые числа
и. м.м. м.и. м.м. м.
Базовый бензин91,582,598,088,0
Метанол136,797,3120,589,0
Этанол129,5101,3121,695,0
Изопропанол119,197,7116,395,4
н-Пропанол117,991,3114,288,2
Изобутанол110,089,4108,084,0
н-Бутанол95,078,6
Изопентанол108,084,7108,688,2
Изогексанол96,081,7100,689,2
н-Гексанол55,046,0
н-Октанол22,424,3

добавок, применяемых в регулярном и премиальном бензинах США, не содержащих соединений свинца.

Наибольшее октановое число в регулярном бензине имеет метанол, но он обладает рядом существенных недостатков. Это, прежде всего, его способность впитывать в себя воду из воздуха, что приводит к коррозии и высокой испаряемости. Следующим по октановому числу идет этанол, который в качестве добавки широко применяется в США. Более тяжелые спирты также находят применение, однако по мере увеличения углеводородной группы октановое число спиртов падает. Большинство нефтяных компаний смешивают бензин с кислородсодержащими добавками, учитывая специфику районов, где они будут продавать свою продукцию. В районах с повышенным содержанием СО в воздухе количество кислорода в бензине должно составлять не менее 2,7%. В сельскохозяйственных штатах содержание кислорода в бензине должно быть не выше 2,0%, так как повышение концентрации кислорода в бензине обусловливает предельное количество озона в воздухе.

Кроме спиртов в качестве кислородсодержащих добавок применяются эфиры. Ниже приведены октановые числа эфиров, вводимых в регулярные бензины США: и. м./м. м./(и. м. + м. м.)/2:

Базовый бензин91,5/82,5/87
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ)118/100/109
Этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ)118/102/110
Метил-трет-амиловый эфир (МТАЭ)111/98/104,5
Диизопропиловый эфир110/99/104,5
Метилфениловый эфир112/108/110
Метил-трет-гексиловый эфир (МТГЭ)3/85/89
Изопропил-трет-бутиловый эфир (ИТБЭ)105/96/100,5

Наибольшим октановым числом обладают первые два эфира, однако метил-трет-бутиловый эфир имеет наибольшее применение как добавка к бензину вследствие большей дешевизны и более легкого способа получения.

Показатель летучести этанола ниже, чем у метанола, но фотохимическая активность первого несколько выше. У спиртов в целом низкая атмосферная активность, но из-за наличия у них азеотропных свойств (значительное увеличение давления паров в смеси с углеводородами) в последнее время приоритет отдается применению топлив на основе спиртов или их смеси с незначительными количествами традиционно используемых моторных топлив. Так, для чистого метанола показатель летучести составляет

0,32 кг/см 2 , а в смеси с бензинами в 14 и более раз выше. Поэтому рассматриваются варианты использования в автотранспорте чистых спиртов (марки М-100, Е-100) и их смесей с бензинами в количестве, не превышающем 15% (М-85, Е-85). Но массовое производство и применение указанных топлив в ближайшей перспективе сопряжено с целым рядом проблем, связанных с необходимостью разработки и внедрения новых технологий, которые бы позволили получать этанол по конкурентной с обычными топлива-ми цене. Поэтому следует ожидать применения данных альтернативных видов топлива только в отдельных, наиболее неблагополучных по экологическим характеристикам районах.

Интерес к кислородсодержащим продуктам вызван, во-первых, возможностью получения жидких топлив не нефтяного происхождения (этанол можно получать брожением зерна, сахарного тростника, древесины, части городских отходов). Однако при брожении расходуется в два раза больше энергии, чем содержится в получаемом этаноле, поэтому такой путь решает не проблему энергии вообще, а проблему нехватки бензина. Для некоторых стран (Бразилия, Филиппины) такое направление считается перспективным. Программа «зеленого бензина» поддерживается также правительством США.

Наиболее универсальным способом получения искусственного жидкого топлива является превращение углеводородного газа и твердых углеводородных материалов (уголь, сланец, древесины, городские отходы) в синтез-газ и затем в спирты.

Более отработана технология получения метанола, но при необходимости можно получать и остальные спирты. Некоторые технические трудности при использовании спиртов в чистом виде или в смеси с бензинами вполне преодолимы.

Разработаны также методы превращения метанола в обычный бензин (процесс мобил) на сверхвысококремнеземных цеолитах. Следует все же отметить, что в процессе мобил метанол с ОЧ 110 и. м. превращается в бензин с ОЧ 93 и. м., причем со значительными дополнительными затратами. Производство компонентов синтетических моторных топлив схематически приведено на рис. 4.7.

Использование альтернативных видов топлив требует решения многих технических проблем. Так, при применении спиртов и эфиров необходимо повышение степени сжатия в двигателе. Кроме того, имеются также трудности в обеспечении безопасности перевозок альтернативных топлив. Но главной проблемой широкого применения последних на автотранспорте является отсутствие достаточно надежных данных об экологических последствиях их массового потребления.

Применение альтернативных топлив способствует снижению выбросов, на которые имеются ограничения, но при этом могут возрасти выбросы других вредных веществ, например, формальдегида, в случае применения метанола. В этой связи, как и в случае снижения выбросов оксида углерода, у специалистов возникают противоречивые мнения относительно установления нижнего предела на содержание кислорода в топливах. Одним из аргументов в пользу этого могут служить данные по испытанию заменителей топлив, когда выбросы оксидов азота возрастают на 8-15%, легких углеводородов — почти на 50% по сравнению с базовыми видами топлив. По оценкам специалистов, такие замены могут привести к увеличению озонообразования на 6%, хотя при этом выбросы оксида углерода снижаются на 25%. Эти обстоятельства, наряду с условиями производства этанола, ограничивают масштабы применения этанольных топлив в районах с повышенной загрязненностью оксидом углерода и развитым сельским хозяйством. Помимо территориального фактора для новых и альтернативных топлив немаловажное значение должен иметь фактор сезонности. Так, General Motors считает приемлемым для США уровень показателя летучести летних сортов бензина не более 630 г/см 2 , для южных районов страны аналогичный показатель должен быть ниже. При использовании метанола в холодное время могут возникнуть трудности с запуском и в системе смазки двигателей. Поэтому к 2000 г. в США доля автомобилей, рассчитанных для работы на метанольных топливах, планировалась в объеме 25%, на СПГ и СНГ — 1-5% от общего производства. Это означает, что применение альтернативных топлив будет ограничено и должно быть жестко специализировано по территориям и сферам применения — внутригородские перевозки и т.п. Таким образом, основная часть моторных топлив в будущем, по-прежнему, может быть представлена традиционными и реформулированными нефтяными топливами.

  • Почему возникла проблема создания альтернативных топлив?
  • В чем заключается преимущество использования в качестве моторных топлив спиртов и эфиров?
  • Какие проблемы использования сжатого природного газа и сжиженных нефтяных газов существуют?
  • Назовите основные источники альтернативных моторных топлив?
  • В чем заключаются экологические последствия применения альтернативных топлив?
Читать еще:  Двигатель газ 3110 троит на газу

Что такое нитрометан и как его используют в автомобильной промышленности

Больше скорости, без необходимости изменять мощность двигателя. Кто бы не хотел такого преображения, которое произошло под капотом автомобиля? Поклонники фильмов Fast & Furious («Форсаж») могут очень точно указать одно из решений, благодаря которому достигается результат, о котором все еще мечтает большинство из них: NOS.

Однако системы на основе оксида азота трудно реализовать в реальной жизни, и приведенная выше аббревиатура обозначает только одну торговую марку, а не название вещества, с помощью которого достигается столь желаемая реакция. Другой способ, гораздо более реальный в реальной жизни, с помощью которого можно получить больше мощности от каждого взрыва во время рабочего цикла двигателя, — это увеличить октановое число топлива. В этом случае в нашем распоряжении есть нитрометан.

Что такое нитрометан?

Если бы мы задали этот вопрос химику, его ответом была бы формула CH3NO2, и он дополнительно сказал бы нам, что нитрометан является органическим соединением из категории органических нитропроизводных.

Более простой вариант этого ответа: нитрометан представляет собой жидкость, подобную растворителю, например ацетон, эфир, бензол, толуол или даже бензин, которая растворяется в химических веществах, с которыми он вступает в контакт. В этом случае для нас очень ясно, что нитрометан будет сочетаться с топливом, используемым в транспортном средстве. Он также имеет другие применения, например, в качестве агента, используемого в добывающей промышленности, в качестве реакционной среды в химии или в очистке. Растворитель, в различных технологических процессах.

Как нитрометан используется в двигателях

Очевидно, что не существует сценария, когда мы идем на заправку и останавливаемся рядом с нитрометановым насосом, чтобы превратить наш трехцилиндровый хэтчбек с трехцилиндровым двигателем в раллийный автомобиль. Органическое соединение предназначено для высокопроизводительных транспортных средств, таких как раллийные автомобили, автомобили, предназначенные для кольцевых гонок, или даже драгстеры или тягачи. Бесцветный, с маслянистой текстурой и чрезвычайно сильным запахом, нитрометан обладает рядом свойств, совместимых с эксплуатационными характеристиками и даже незаменимых для него. Благодаря высокому содержанию кислорода нитрометан не требует большого количества кислорода, поступающего из системы впуска двигателя.

Если для сжигания эквивалента одного килограмма бензина требуется 14,7 кг воздуха, то на 1 килограмм нитрометана нужно всего 1,7 кг воздуха. Таким образом, мощность нитрометана в 2,3 раза превосходит бензин, если он смешан с нужным количеством кислорода. Еще одно применение нитрометана, которое на первый взгляд трудно понять, — это топливо для дистанционно управляемых автомобилей, самолетов или вертолетов с тепловым двигателем. В этом случае смесь можно купить уже готовой, и чаще всего в ее состав входит 15% синтетического масла. Это помогает смазывать двигатель, ускоряя сгорание в цилиндрах.

Как это устроено

Пока что у нас есть образ топливной присадки с феноменальным потенциалом и специфическим применением. Нитрометан ускоряет сгорание бензина в камере цилиндра. Это увеличивает давление в камере сгорания и создает больше механической силы при толкании цилиндра. Важность точной смеси нитрометана и топлива по отношению к характеристикам двигателя имеет решающее значение для нормальной работы автомобиля. Если оптимальная концентрация нитрометана в бензине не рекомендуется, детонация будет происходить нерегулярно, и шатуны могут получить необратимые повреждения. Двигатели, работающие на смеси нитрометана и бензина, характеризуются значительным износом, требующим частого технического вмешательства.

Приведенная выше информация проясняет разницу между знаменитым NOS и нитрометаном. Если первый является коммерческим продуктом на основе оксида азота, то второй является добавкой к топливу для моделей с высокими характеристиками.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на жидкие моторные топлива, содержащие 5 % — 10 % (по объему) этанола (далее — бензанолы), предназначенные для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием, кроме двигателей для военной и специальной техники, а также двухтактных двигателей, и устанавливает показатели качества, подлежащие включению во все виды документации, по которой изготавливаются бензанолы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.018-93 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования

ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

ГОСТ 511-82 Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа

ГОСТ 2177-99 (ИСО 3405-88) Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава

ГОСТ 5066-91 (ИСО 3013-74*) Топлива моторные. Методы определения температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации

* В части метода А.

ГОСТ 8226-82 Топливо для двигателей. Исследовательский метод определения октанового числа

ГОСТ 19121-73 Нефтепродукты. Метод определения содержания серы сжиганием в лампе

ГОСТ 19199-73 Масла смазочные. Метод определения антикоррозионных свойств

ГОСТ 28828-90 Бензины. Метод определения свинца

ГОСТ 29040-91 Бензины. Метод определения бензола и суммарного содержания ароматических углеводородов

ГОСТ Р 51859-2002 Нефтепродукты. Определение серы ламповым методом

ГОСТ Р 51930-2002 Бензины автомобильные и авиационные. Определение бензола методом инфракрасной спектроскопии

ГОСТ Р 51941-2002 Бензины. Газохроматографический метод определения ароматических углеводородов

ГОСТ Р 51942-2002 Бензины. Определение свинца методом атомно-абсорбционной спектрометрии

ГОСТ Р 51947-2002 Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлюоресцентной спектрометрии

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Классификация

3.1 Марки бензанолов устанавливаются в зависимости от октанового числа, определяемого по исследовательскому методу: БИ 80, БИ 92, БИ 95, БИ 98.

В зависимости от температуры помутнения бензанолы подразделяют на два вида:

летний — для применения в период с 1 апреля по 1 октября;

зимний — для применения в период с 1 октября по 1 апреля.

4 Технические требования

4.1 Показатели качества бензанолов приведены в таблице 1 . Нормы по указанным показателям устанавливаются в документации на бензанолы конкретных марок в пределах значений, предусмотренных настоящим стандартом.

Перечень зарубежных стандартов на методы испытаний, которые могут быть использованы для контроля качества бензанолов, приведен в приложении А .

Таблица 1 — Показатели качества бензанолов

1 Октановое число (детонационная стойкость), не менее:

по исследовательскому методу

по моторному методу

2 Концентрация свинца, мг/дм 3 , не более

3 Объемная доля этанола, %

4 Массовая доля кислорода, %, не более

5 Давление насыщенных паров, кПа

6 Фракционный состав:

объемная доля испарившегося бензанола, %, при температуре:

150 ° С, не менее

конец кипения бензанола, ° С, не более

остаток в колбе, % (по объему), не более

7 Концентрация серы, мг/кг, не более

8 Объемная доля бензола, %, не более

9 Степень коррозии стального стержня, баллы, не более

Читать еще:  Great wall hover m4 двигатель gw4g15 какое масло

По ГОСТ 19199 или [ 2 ]

10 Фазовая стабильность (температура помутнения) бензанола, °С, не выше:

на месте производства:

для летнего вида

для зимнего вида

на месте применения:

для летнего вида

для зимнего вида

Примечание — Испытания по показателю 9 проводят при температуре 38 °С в течение 4 ч. в присутствии дистиллированной воды. В качестве материала металлического стержня используют сталь марки Ст. 3.

5 Требования безопасности

5.1 Бензанолы являются малоопасными продуктами и по степени воздействия на организм относятся к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007.

5.2 Бензанолы обладают наркотическим действием, раздражают верхние дыхательные пути, слизистую оболочку глаз и кожу человека. Постоянный контакт с бензанолом может вызвать острые воспаления и хронические экземы.

5.3 Предельно допустимая концентрация паров углеводородов бензанолов в воздухе производственных помещений — 100 мг/м 3 в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

Содержание углеводородов в воздухе рабочей зоны определяют газохроматографическим методом. Не допускается наличие бензанолов в питьевой воде. Присутствие бензанолов определяют визуально по наличию маслянистой пленки на поверхности воды.

5.4 В соответствии с ГОСТ 12.1.044 бензанол представляет собой легковоспламеняющуюся жидкость с температурой самовоспламенения 255 °С — 370 °С. Температурные пределы воспламенения: нижний — минус 27 °С — минус 39 °С; верхний — минус 8 °С — минус 27 °С.

Концентрационные пределы распространения пламени: нижний — 1,0 %, верхний — 6 % (по объему).

5.5 При загорании бензанола применяют следующие средства пожаротушения: распыленную воду, пену; при объемном тушении — углекислый газ, составы СЖБ и 3,5, пар.

5.6 В помещениях для хранения и использования бензанолов запрещается обращение с открытым огнем; электрооборудование, электрические сети и искусственное освещение должны быть взрывобезопасного исполнения. При работе с бензанолом не допускается использовать инструменты, дающие при ударе искру.

5.7 Емкости и трубопроводы, предназначенные для хранения и транспортирования бензанола, должны быть защищены от статического электричества в соответствии с ГОСТ 12.1.018.

5.8 С целью исключения попадания бензанола в системы бытовой, промышленной и ливневой канализации, а также в открытые водоемы и почву, а его паров — в воздушную среду, оборудование и аппараты процессов слива и налива бензанолов должны быть герметизированы

5.9 При разливе бензанола необходимо собрать его в отдельную тару; место разлива протереть сухой тряпкой; при разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением и обезвреживанием.

5.10 Помещения для работ с бензанолами должны быть оборудованы общеобменной вентиляцией, места интенсивного выделения паров бензанолов должны быть снабжены местными отсосами.

5.11 При работе с бензанолом применяют индивидуальные средства защиты в соответствии с ГОСТ 12.4.011.

Работу в зоне высокой концентрации паров бензанола необходимо проводить с применением средств защиты органов дыхания; кратковременно — фильтрующих противогазов марки А, долговременно — шланговых противогазов.

5.12 При работе с бензанолом необходимо соблюдать правила личной гигиены.

При попадании бензанола на открытые участки тела необходимо его удалить и обильно промыть кожу теплой мыльной водой; при попадании на слизистую оболочку глаз обильно промыть глаза теплой водой.

5.13 Все работающие с бензанолами должны периодически проходить медицинские осмотры в установленном порядке.

Приложение А

Перечень зарубежных стандартов на методы испытаний, которые могут быть использованы для контроля качества бензанолов

[1] ASTM D 86 Метод определения фракционного состава нефтепродуктов

[ 2] ASTM D 665 Метод определения антикоррозионных свойств ингибированного масла в присутствии воды

[ 3] ASTM D 2622 Определение серы методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии с дисперсией длины волны

[ 4] ASTM D 2699 Метод определения октанового числа для двигателей с искровым зажиганием по исследовательскому методу

[ 5] ASTM D 2700 Метод определения октанового числа для двигателей с искровым зажиганием по моторному методу спектрометрией

[ 6] ASTM D 3606 Газохроматографический метод определения бензола и толуола в товарном автомобильном и авиационном бензинах с помощью инфракрасной спектроскопии

[ 7] ASTM D 4815 Метод определения МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ, ДИПЭ, третичного амилового спирта и спиртов C 1 — C 4 в бензине с помощью газовой хроматографии

[ 8] ASTM D 4953 Метод определения давления паров бензина и смесей бензина с оксигенатами (сухой метод)

[ 9] ASTM D 5845 Метод определения МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ, ДИПЭ, метанола, этанола и третичного бутанола в бензине с помощью инфракрасной спектрометрии.

[ 10] ASTM D 6277 Определение бензола в топливах для двигателей с искровым зажиганием методом средней инфракрасной спектрометрии

[ 11] EN 237 Жидкие нефтепродукты. Определение малых концентраций свинца в бензине методом атомно-адсорбционной спектрометрии

[ 12] EN 238 Жидкие нефтепродукты. Определение содержания бензола методом инфракрасной спектрометрии

[ 13] EN 1601 Жидкие нефтепродукты. Бензин неэтилированный. Определение кислородсодержащих соединений и общего содержания связанного кислорода методом газовой хроматографии с использованием переключающихся колонок

[ 14] EN ISO 3405 Нефтепродукты. Метод определения фракционного состава при атмосферном давлении

[ 15] EN ISO 8754 Нефтепродукты. Определение содержания серы энергодисперсионным рентгенофлуоресцентным методом

[ 16] EN 12177 Жидкие нефтепродукты. Бензин. Определения содержания бензола газохроматографическим методом

[ 17] EN 13016-1 Жидкие нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров. Часть 1: Определение давления насыщенных воздухом паров

[ 18] EN 13132 Жидкие нефтепродукты. Бензин неэтилированный. Определение содержания органических оксигенантных соединений и общего содержания органически связанного кислорода методом газовой хроматографии с использованием переключения колонки

[ 19] EN ISO 14596 Нефтепродукты. Определение содержания серы дисперсионным длинноволновым рентгено-флуоресцентным методом

[ 20] EN 24260 Нефтепродукты и углеводороды. Определение содержания серы методом сжигания по Викбольду

[ 21] EN 25163 Моторные и авиационные топлива. Определение антидетонационных характеристик. Моторный метод

[ 22] EN 25164 Моторные топлива. Определение антидетонационных характеристик. Исследовательский метод

Ключевые слова: бензанолы, этанол, октановое число, топливо моторное

16 видов топлива, на котором могут передвигаться автомобили

16 различных видов топлива, на котором может ездить ваш автомобиль

А что картошка? Ты думаешь, картошка – это так вот просто, сварил и съел? Да? Не тут-то было! Из картошки знаешь, сколько можно блюд приготовить?

Тося из фильма «Девчата»

Примерно в таком же ключе, как это сделала героиня фильма «Девчата», защищая картошку от нападок лесозаготовителей Урала, можно возразить тем людям, которые в ответ на вопрос «На чем могут ездить автомобили?» утверждают, что всего на нескольких видах топлива, вроде того, что только на бензине, дизеле да газе. На самом деле ассортимент гораздо шире. И как минимум на данный момент можно выделить 16 крупных групп и подгрупп альтернативных видов энергии для приведения автомобиля в движение, которые имеют все шансы в будущем заменить привычные варианты топлива.

Давайте рассмотрим, какие варианты доступны уже сейчас для заправки вашего автомобиля, а какие будут доступны в будущем, помимо бензина и дизельного топлива.

Мы много слышим об альтернативных видах топлива для автомобилей, но какие есть варианты? Пробежимся по ним и отметим отличительные особенности каждого из них.

Сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Сжиженный нефтяной газ уже пытались использовать в качестве топлива для автомобилей. К примеру, в конце 1990-х годов Opel, Volvo, а также ряд других производителей предлагали его в качестве выбора для своих двухтопливных моделей. Такие автомобили запускались на бензине, а затем, после прогрева, переходили на сжиженный нефтяной газ.

В континентальной Европе и в других частях мира «СНГ», или «автогаз», как его часто называют, остается третьим по популярности видом топлива после бензина и дизельного топлива. Он производит меньше вредных выхлопных газов, и он в два раза дешевле, чем бензин. Однако нужно учитывать его больший расход – ровно в два раза по сравнению с обычным жидким бензином.

Водород

Водород – топливо, которому уже много десятилетий пророчат большое будущее, которое никак не хочет наступать. С одной стороны, известно, что из выхлопной трубы заправленного водородом автомобиля будет вылетать только водяной конденсат, но, с другой, также хорошо изучено, что выделение (производство) водорода крайне дорого (дороже бензина и уж тем более газа), к тому же его хранение взрывоопасно, по крайней мере, в баллонах под давлением, а в специальных ячейках безопасно, но дорого.

Читать еще:  Что такое маркировка у двигателя tdi

Топливный элемент автомобиля работает путем объединения водорода из бака с кислородом для производства электроэнергии, на которой работает двигатель. Фактически автомобиль имеет свой собственный бортовой генератор, а не держит электроэнергию в батарее.

Биоэтанол

Биоэтанол получается в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Полученный этанол затем смешивается с бензином или дизельным топливом для получения нового типа топлива, которое может быть использовано в большинстве автомобилей с ДВС как с небольшими конструкционными изменениями, так и без.

Количество биоэтанола, смешанного с ископаемым топливом, колеблется от 10% (Е10) до 15% (Е85). С экологической точки зрения использование биоэтанола имеет смысл, поскольку углекислый газ, который он производит при сжигании в двигателе, компенсируется газами, поглощенными им во время его производства. Недостаток – повышенный расход.

Сжиженный природный газ (СПГ)

В мире насчитывается около 20 миллионов транспортных средств, использующих СПГ (сжатый под большим давлением до жидкого состояния природный газ). Многие из них – автобусы и грузовики, которые работают в городских условиях, что позволяет им свести к минимуму негативное воздействие на окружающую среду. СПГ на 75% уменьшает выбросы твердых частиц в атмосферу по сравнению с дизельным топливом, а также создает меньше углекислого газа, чем бензин, и до 90% меньше оксида азота.

Биодизель

Плюсом биодизельного топлива можно считать то, что его получают из восстанавливаемых органических элементов. В зависимости от поколения биодизеля (всего их три) топливо могут получать из рапса и других сельхозкультур, из жиросодержащих отходов и из липидов микроводорослей.

Промышленное производство биодизеля обходится дороже, чем получение дизельного топлива из нефти, поэтому этот вид горючего прижился слабо. Плюс к этому биодизель сложно назвать нейтральным веществом – растворяющие свойства у него получше будут, чем у обычного дизеля, поэтому фильтры нужно менять чаще, чтоб они не пришли в негодность.

Пропан

Важно отличать пропан от сжиженного газа. Пропан можно назвать СПГ, но не весь СПГ состоит из пропана. Немногие автомобили работают исключительно на пропане, и большинство из них используют его как биотопливо, где они работают сперва на бензине, а затем переключаются на пропан, чтобы уменьшить выбросы.

Поскольку пропан – это газ, ему нужен больший резервуар для хранения достаточного его количества. Двигатель будет сжигать на 27% больше пропана, чтобы достичь той же мощности, что и бензин. Стоит также отметить, что пропан работает наилучшим образом в холодных климатических условиях.

Если бы это было возможно – просто залить воду в бак и поехать… это был бы прорыв в технологии передвижения. Увы, пока такого чуда техники в реальности не придумали. Не верьте всяким врунам на YouTube.

Принцип работы заключается в использовании электролиза для разделения воды на кислород и водород. Этот процесс требует электричества, очень много электричества, которое будет вырабатываться полученным водородом. Однако при сжигании водорода будут тепловые потери, что делает всю установку неэффективной.

Но не все потеряно. Необходимая для электролиза воды электроэнергия может быть собрана солнечными панелями, установленными на корпусе автомобиля, и тогда все заработает. В теории… На практике сделать это на данном этапе развития невозможно, по крайней мере, чтоб автомобили получились экономически выгодными.

Воздух

Задумка, над которой работают несколько компаний, а именно: Jaguar Land Rover Tata и Citroën.

Более вероятное использование сжатого воздуха из двух компаний предложил Citroën в модели Cactus Airflow 2L в 2014 году. Он использовал обычный бензиновый двигатель, но с дополнительными двумя воздушными цилиндрами, которые заряжаются при помощи регенеративной энергии. Бензиновый двигатель совмещен с системой «Hybrid Air», использующей энергию сжатого воздуха, накапливающегося в специальных резервуарах, для вращения ведущих колес, что снизит нагрузку на ДВС и уменьшит расход дорогого топлива.

Не смейтесь: пар был серьезным конкурентом двигателю внутреннего сгорания в первые годы после появления автомобилей с ДВС. Один автомобиль на заре автомобильной эры (в 1906 году) даже установил мировой рекорд скорости на суше – 200 км/ч. Сейчас такие машины делают только энтузиасты.

Кинетическая энергия

Также еще один из альтернативных источников энергии, который широко используется автопроизводителями и чаще называется рекуперативным торможением. Идея проста: по мере того, как автомобиль замедляется, его энергия движения возвращается для зарядки аккумулятора, а не теряется с теплом и скрежетом при торможении.

Как и во всех формах передачи энергии, превращение кинетической энергии в накопленную никогда не бывает на 100% эффективным, поэтому вы не можете управлять автомобилем исключительно путем накопления энергии и последующего ее высвобождения при необходимости. Кроме того, для достижения разумных расстояний вам нужна большая батарея для хранения электричества, а это лишний вес. Чем тяжелее автомобиль, тем больше кинетической энергии он должен преобразовать в накопленную энергию посредством рекуперативного торможения.

Солнечная энергия

Идея автомобиля, который никогда не нуждается в подзарядке или заправке топливом, приближается к реальности при помощи солнечной энергии. Этот источник энергии был опробован уже множество раз в различных направлениях деятельности человека. Но была одна загвоздка – из него было трудно извлечь достаточно энергии при малой площади.

Голландская фирма «Lightyear» утверждает, что она решила эти проблемы с помощью своей технологии, которая должна появиться в продаже в 2020 году.

Азот – самый распространенный газ в атмосфере, составляет около 78% воздуха. Мы им дышим. Использование его для питания автомобилей имеет смысл, поскольку у него будет очень мало вредных выбросов при использовании в качестве топлива. Помещенный в резервуар в жидком виде, он работает подобно «воздушным» двигателям.

Когда азот впрыскивают из резервуара, он расширяется при резком переходе из жидкого в газообразное состояние, и эту почти мгновенную реакцию расширения можно использовать для того, чтобы привести в действие турбину. Турбина будет вращать генератор для выработки электричества, которое будет использоваться для приведения в движение автомобиля. Недостатками является то, что жидкий азот является очень опасной жидкостью, а также то, что пока нет никакой инфраструктуры для его заправки.

Аммиак

Аммиак использовался для питания двигателей внутреннего сгорания еще в 1943 году. С тех пор он не оказал большего влияния, потому что обладал низкой плотностью энергии – где-то в два раза ниже, чем у бензина.

Однако аммиак можно производить дешево и в больших количествах, его можно использовать в качестве топлива для поршневых двигателей или в топливных элементах для выработки электроэнергии. В аммиаке нет углерода, поэтому он производит нулевые вредные выбросы углекислого газа. То, что удерживает его от использования в качестве топлива в настоящее время, касается его безопасности при хранении на автозаправочных станциях и на борту автомобилей.

Древесный газ

Древесный газ был известен с 1870-х годов и достиг наибольшей популярности во время Второй мировой войны, когда топливо было дефицитным. Он генерируется путем газификации древесины или древесного угля, который затем приводит в действие двигатель внутреннего сгорания. Правда, о высокой мощности и экологичности (нужная древесина) можно забыть. Автомобиль ехать будет, но не быстро.

Алкоголь

Выражение «залью себе пол-литра» может заиграть новыми красками, если алкоголь станет автомобильным топливом. На самом деле «алкогольные» автомобили использовались и раньше, в основном в спорте. Например, в дрэг-рейсинге, где заливается метанол. Плюс – это высокое октановое число метанола и других спиртовых видов топлива, таких как бутанол и этанол, и все они могут использоваться с двигателями внутреннего сгорания.

Метанол имеет меньшую плотность энергии, чем бензин, поэтому для получения такой же мощности от двигателя необходимо использовать большее его количество. Однако есть доказательства, что при производстве спиртового топлива используется больше парниковых газов, чем при его сжигании в двигателе, поэтому с точки зрения матушки-природы алкоголь использовать в виде топлива для машин очень даже выгодно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector