Az alternatív üzemanyagok
Gáznemű tüzelőanyagok - az egyetlen típusú alternatív üzemanyagot, amelynek a műszaki és környezetvédelmi felhasználása problémákat megoldani Oroszországban. A fő nehézség az átmenet úton a gáz üzemanyag azért van szükség, hogy megfelelő infrastruktúra: gyárak, raktárak, benzinkutak. Meg kell figyelembe venni a pszichológia a fogyasztó előítélet kapcsolatos szokatlan gáznemű üzemanyag.
Sűrített földgáz. A kompozíció túlnyomórészt metán, lehet használni, mint a motor üzemanyag után viszonylag egyszerű adaptációk a motor és a jármű, amely telepíteni hengerek, célja, hogy egy nyomás körülbelül 20 MPa, és a módosításokat, hogy a tüzelőanyag-ellátó rendszer. Miatt magas oktánszámú, földgáz kiváló üzemanyag belső égésű motorokhoz Otto ciklust. Földgáz felhasználására dízelmotor miatt nehéz viszonylag magas öngyulladási hőmérséklet, és így alacsony cetánszámmal. E nehézség leküzdése, használja az úgynevezett kettős üzemanyagrendszer - kis mennyiségű dízel üzemanyagot fecskendezünk be az égéstérbe, mint a gyújtás töltés, majd a sűrített földgázzal.
Miatt alacsonyabb szén-dioxid-tartalma, mint a fűtőolaj (75% metán elleni 80- 90% benzin), a földgáz égetése esetén termel kevesebb CO2. például, míg a benzin - 1,22 alkalommal. Ugyanebből az okból, és is köszönhető, hogy a teljes hiánya a földgáz aromás szénhidrogének az égéstérben kevesebb korom rakódik.
A levegő-üzemanyag keverék elő földgázból, nem tartalmazza a folyékony fázis, és ezért, egyenletesebben oszlik, hogy a hengerek a motor és nem mosható le zsír felületükön. Ennek köszönhetően, ahogy azt a teljesítmény teszt, a élettartamát a motor és a gyújtógyertya idő megnövekszik 30-40%, és az élet az olaj - a 2-3 alkalommal.
Ellentétben folyékony tüzelőanyagok kellően teljes metán elégetése történik magas felesleges levegőt, ezáltal csökkentve a nitrogénoxid-kibocsátás és a tökéletlen égés termékeinek. Táblázat. 6. ábra összehasonlító értékelését fajlagos kibocsátási mérgező anyagok üzemelése közben keletkező az autó motorja össztömege 1,5 tonna különféle tüzelőanyagok.
Megjegyzés hiányosságok nyilvánul meg a gépjármű-üzemeltetés sűrített földgáz.
-Telepített autó gázpalackok tömeges növekedése annak tömegét és csökkenti kapacitását.
-Hajózás az egyik töltés viszonylag kicsi, mintegy 250-300 km.
-7-8% -kal emelkedett a bonyolultsága karbantartási és javítási a járművet. 20% -ra csökken a motorteljesítmény, aminek következtében csökken 5-6% a maximális sebességet 24-30% növeli időtartamát a gyorsulás, az autó rosszul legyőzi a meredek emelkedőket. - Meg kell jegyezni továbbá, hogy a nehéz a motor indítását.
Cseppfolyósított propán-bután gáz 90-95% keveréke propán és bután egy szennyező nehezebb szénhidrogének. Által biztosított számossága és környezeti teljesítményének motorok LPG közel sűrített földgáz. Hengerekből szerelt jármű cseppfolyósított földgáz (a nyomás körülbelül 1,6 MPa) keresztül gázt az elpárologtató adagolnak, a motor. A fő hátránya az ilyen típusú üzemanyag: párologtatás folyamat kissé rontja a kiindulási tulajdonságait motor működése alacsony levegő hőmérséklete telepítése szükséges speciális fűtőtestek vagy melegindítású és motoros gyártástechnológiával készült normál benzin.
Alkoholok nagy hagyománya van a használatra belső égésű motorok. Jelenleg ezeket elsősorban üzemanyagként használt versenyautók, mivel a motor teljesítménye növekedett, míg a hőmérséklet csökkentésére az égéstérbe. Az alacsonyabb hőmérséklet a kipufogógázok a hengerekből intenzív hőelvezetést és tökéletesebb égést, hatékony motor hatásfoka futó alkoholok, magasabb, mint a futó fűtőolaj. Ha alkoholokat csökkentett kibocsátását a tökéletlen égés termékeinek tüzelőanyagok, kormosodástól csökken, és ezáltal növeli a tisztaság a motoralkatrészek és üzemanyag-befecskendező berendezés. Azonban, miközben párhuzamosan növeltük kibocsátása aldehidek növelheti a nitrogén-oxidok kibocsátása.
Az alkoholok előnyös alkalmazását üzemanyagként kapott metanol és az etanol. Magasabb alkoholok szolgálhatnak stabilizáló adalékok. Metanol és etanol majdnem kétszerese az alsó fűtőértéke képest a kőolaj üzemanyagok, ami azt jelenti, kétszer a fogyasztást, hogy ugyanazt a motort. Továbbá, az alkoholok higroszkóposak, és gyenge kenési tulajdonságokkal, korrózió-agresszív (oxidációval a megfelelő sav), rosszul illeszkednek egymáshoz szerkezeti anyagok. Közvetlen azok használatáról igényel némi változás a design a motort. Általában kis szénatomszámú alkoholokat is adalékként felhasznált bázis üzemanyag mennyiségét annak érdekében, hogy részben helyettesíthetik. Azonban, a megengedett mennyisége hozzáadott alkoholok kicsi. Így, GOST R.51866 és a World Üzemanyag Charter beadott következő mennyiségi korlátozásokat hozzáadásával alkoholok benzinek: metanol - 3% (térf.), Etanol - 5, egyéb alkoholok - 7-10%. Bevezetés Az alkoholok benzin javítja annak oktánszáma. Cetánszámokkal alkoholok, másrészt, nagyon alacsony, és ez komoly nehézségeket az alkohol dízelmotorok. Mindazonáltal a probléma az alkohol, mint a dízel motorok számára is nagy az érdeklődés.
Metanol - nagyon hatékony üzemanyag szikragyújtású motorok, mert a magas oktánszámú. Metanolt lehet használni, mint egy független üzemanyag és adalékként a benzinhez. Minden esetben annak használata csökkenti a motor károsanyag-kibocsátást. Az alábbiakban adatok mérgező kibocsátást (g / ciklus), amelyet a „Mercedes-Benz” teszt autó fut a benzin és a metanol európai ciklus:
Szénhidrogének nitrogén-oxidok CO
Benzin 140 6,0 8,0
Metanol 32 5.5 0.7
Használata 100% metanolt korlátozott, mert a magas toxicitása és agresszivitás irányába építőanyagok. Amint azt a vizsgálatok keverékek metanol és szénhidrogén-üzemanyagok, a benzin beadhatjuk legfeljebb 5 tömeg% a vízmentes metanolt, és az elegyet benzometanolnaya (BMS) homogén marad, ha hiányzik a nedvességet. A benzometanolnoy keveréket képes oldani nem több, mint 0,1% (tömeg.) Vizet, magas koncentrációban van rétegzett keveréke, a hangerő vodnometanolnoy fázis meghaladja a viz mennyisége. Lehűtéskor az elegy benzometanolnaya kezdetben zavaros, majd rétegzett. Ezért van egy minimum hőmérséklet, amelyen az elegy lehet használni, mint az üzemanyag. Annak megakadályozása érdekében delaminálódás a benzometanolnye keverék bekerül a magasabb alkoholok, mint stabilizátorokat, például izobutil-, amely azonban lehetővé teszi a kis.
Egyik jellemzője metanol, korlátozza annak alkalmazása, az a képesség, hogy könnyen diffundál keresztül néhány polimerek, amely szükségessé teszi, speciális anyagok kiválasztása a tüzelőanyag.
Két csoport módszerek, amelyek részleges és teljes cseréje fűtőolaj. A részleges helyettesítése metanolt elegyítünk a tüzelőanyag mennyisége 10-40%. kész tüzelőanyag emulziót metanol vagy metanol a gőz formában lehet használni, táplálunk a bemeneti vezeték. Az utóbbi esetben azonban a kibocsátás CO és szénhidrogén növekszik. De az is az előnye, - ki van zárva a metanol stabilitási problémája, amely akkor jelentkezik, ha metanol-üzemanyag-keverékek. Azonban, mivel az alacsony gyúlékonysága metanol gőz szükséges bevezetni legfeljebb 20% az alkil-nitrátok vagy felszerelni a motor gyújtógyertya. Mint adalékok, a cetánszám javító metanol, alkalmazhatók, mint a dimetil- és dietil-észterek.
Egy hidegindítás magas tartalma metanol a tüzelőanyag-keverék, vagy alacsony hőfokon elektromos fűtés vagy a tüzelőanyag-levegő keverék részleges visszavezetésével forró kipufogógázok, a tüzelőanyag-adalék illékony és egyéb intézkedések.
metanol benzin adalék általában hozzájárulnak a jármű teljesítményét toxikus. Például, a végzett tanulmányok egy csoportja 14 tulajdonában 5-120 ezer. Km, az adalékanyag 10% metanolt megváltozott szénhidrogének kibocsátását mind felfelé 41%, és csökkenti a 26% -os átlagos volt 1% -os növekedés . A kibocsátás CO és NOx az ugyanazon átlagos csökkentett rendre 38 és 8% a teljes csoport a járművek.
Összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy a metanol tekinthető ígéretes energiaforrása üzemanyagcellák, amelyek egy „nulla kibocsátás” használatáért autóikat. Úgy véljük, hogy a tömegtermelés üzemanyagcellák villamos energia ára az általuk termelt elfogadható lesz a fogyasztók számára.
-etanolt egy üzemanyagokhoz adalékként, hatékonyabb, mint a metanol, mivel ez jobban oldható szénhidrogének és kevésbé higroszkópos. Széles körben ismert, hogy használni gasoholt (keveréke benzin 10% etanolt, 20) az USA-ban, valamint a Brazíliában, van nagy erőforrás előállított alkoholt cukornád. Általában az etanol különösen érdekesek, mint üzemanyag-adalék országok gazdag növényi források, például Ukrajnában. Az orosz Kutató Intézet NP közösen AvtoVAZ lefolytatott vizsgálatok a benzin AI-95, 5-10% etanolt. Az eredmények azt mutatják, hogy az 5 tömeg% etanolt a benzin nem rontja a teljesítményt a motor, és nem igényel előzetes beállítása a karburátor. Erre való tekintettel a környezetbarát üzemanyag, akkor van egy jelentős csökkenése kibocsátás CO és a kis - szénhidrogének, aldehidek és NOx kibocsátás-növekedés kissé. Növelése az etanol koncentrációja a benzin és körülbelül 10%, ami a kimerülése benzovozdushnoy keveréket lerontja a teljesítményt a jármű jellemzőit gyakorlatilag valamennyi működési üzemmódjainak. Fázis-stabilitás etanolotoplivnyh keverékei magasabb, mint a metanol tüzelőanyag, de még mindig szükség a stabilizálódás. A leghatékonyabb stabilizátorok alifás alkoholok, C4-C5, Kozma- olajok, etoxilezett felületaktív anyagok.
Éterek, mint tüzelőanyagok az az előnye alkoholok, melyek jobban oldódik a tüzelőanyagok, kevésbé higroszkópos és kevésbé korrozív. Az éterek hagyományosan adunk motorbenzin. Az utóbbi években, érdeklődés a körülhatárolt dimetoxi, dimetil- és dietil-éter komponenseként dízel üzemanyag. Ez főként annak köszönhető, hogy a jó éghetőségi a motorban, így nagy cetánszámokkal.
A dimetil-éter lehet közvetlenül a motorba befecskendezett égési kamrába vagy használják adalékanyagként folyékony gáz, metanol vagy a standard dízel üzemanyag. A befecskendezési művelet dimetil-éter, amely egy normál körülmények között gázok, az üzemanyag-rendszer megköveteli külön, mivel az észter gyenge kenési tulajdonságokkal, nagyon alacsony viszkozitású, és mint minden gázok könnyen préselhető. Ha dimetil-éter adalékanyagként a bázis üzemanyag befecskendező problémája egyszerűsödik, és ugyanabban az időben más problémákat oldják. Így például, dimetil-éter javítja a cetánszámot metanol. A vizsgálatok azt mutatták, hogy amikor a motor dimetil-éter gyakorlatilag nincs kormosodástól. Azonban a megnövekedett nitrogén-oxidok kibocsátásának, amely előírja, hogy a motor tartozék katalizátoros.
Dietil-éter még kényelmes használni, és hatékony, mivel ez egy folyékony (bár alacsony forráspontú) és annak a cetánszám nagyobb, mint 125 (Egyes jelentések szerint akár 160). Hozzáadunk 10% dietil-étert tartalmazó dízel üzemanyag cetánszáma növeli azt átlagosan 4 egység. kiküszöbölve a mérgező és robbanásveszélyes alkil-nitrátok.