Альтернативные виды топлива

Существуют два способа  применения спирта в качестве горючего для автомобильных моторов - при  частичной (до 20%) и при полной замене бензина и дизельного топлива. Высокие  антидетонационные качества определяют преимущественное использование спирта в двигателях внутреннего сгорания с принудительным (искровым) зажиганием.

Дизель и спирт

Адаптировать дизельный  мотор для сжигания в его цилиндрах  спирта гораздо сложнее. Исследования показали, что дизель работает на этаноле  практически бездымно. По сравнению  с работой на дизельном топливе  выброс NOx снижается, что является результатом уменьшения температуры вследствие повышенной теплоты испарения этанола. Выброс СО такой же, как у бензинового ДВС, выброс СН относительно высок, однако может быть радикально снижен при применении простейшего окислительного нейтрализатора. При переходе на дизельное горючее дымность и расход топлива у переоборудованного дизеля значительно выше, чем первоначально. Объемный расход у этанола почти в 2 раза больше, чем у дизельного топлива, что является следствием его более низкой теплоты сгорания, а удельный приведенный расход лишь немногим выше.

После переоборудования двигатели  могут работать на метаноле, этаноле, сжатом и сжиженном природном  газах.

Этанол (С2Н5ОН) - винный, или  питьевой спирт, являющийся важнейшим  представителем одноатомных спиртов. Эта бесцветная жидкость, которая  смешивается в любых соотношениях с водой, спиртами, эфирами, глицерином, бензином и другими органическими  растворителями, горит бесцветным пламенем. Этанол, обладая высоким октановым  числом и энергетической ценностью, является отличным моторным топливом. Для получения бензина АИ-95 требуется  добавить в бензин АИ-92 около 10% этанола.

Метанол

Теплота сгорания метанола в 2,24 раза меньше, чем у бензина. Метанол  имеет более высокую скрытую  теплоту испарения, низкую упругость  паров, низкую температуру кипения, повышенную гигроскопичность и повышенную склонность к образованию с некоторыми составляющими бензина азеотропных  смесей, а также повышенную склонность к калильному сжиганию.

Помимо этого, метанол  обладает повышенной коррозийной агрессивностью к металлам и некоторым пластмассам. Пары метанола токсичнее паров бензина  и вызывают сильные отравления при  попадании в организм человека, слепоту  и даже летальный исход.

В качестве положительных  свойств метанола можно указать  его высокую детонационную стойкость  и более высокие скорости сгорания топливовоздушных смесей. При этом низкая теплота сгорания не снижает  мощностных показателей двигателя, так как их определяющим фактором является не теплота сгорания топлива, а теплота сгорания единицы массы топливообразующей смеси, которая у метаноловоздушных смесей на 3-5% выше, чем у бензинов. Стоит сказать, что при этом и метанола требуется в 2,3 раза больше.

Высокая скрытая теплота  испарения метанола (в 3,66 раза выше, чем у бензина) оказывает качественное влияние на процесс смесеобразования. В первую очередь, этот факт является причиной худших пусковых качеств холодного  двигателя при низких температурах. С другой стороны, это свойство метанола ведет к уменьшению теплонапряженности деталей двигателя и увеличению весового наполнения цилиндров свежим зарядом, что способствует увеличению мощности двигателя.

Кроме всего прочего, при  использовании метанола существенно  ниже загрязнение атмосферы, ниже нагарообразование  на рабочих поверхностях камеры сгорания и меньшее закоксование деталей цилиндропоршневой группы.

Диметоксиметан (метилаль)

Вполне вероятно, это вещество станет перспективным топливом, получаемым на базе метанола. Это бесцветная прозрачная жидкость с высоким содержанием  кислорода (42%). Уже не раз проводились  испытания этого продукта, которые  показали хорошие результаты в отношении  технических характеристик двигателей и низкой эмиссии дыма. Диметоксиметан улучшает смазывающую способность дизельного топлива и полностью смешивается с этим топливом при всех температурах.

Он изготавливается путем  метоксилирования формальдегида метанолом. Являясь превосходным окислителем дизельного топлива, его использование может стать одним из вариантов уменьшения образования дыма от сжигания дизельного топлива.

В заключение уделим несколько  слов будущему альтернативных топлив. Их применение, за исключением углеводородных газов, уже использующихся на практике, - пока еще далекая перспектива. В  данный момент на очереди спирты и  диметиловый эфир. Не стоит забывать, что темпы внедрения экологических технологий на транспорте во многом обуславливаются политикой государства и являются показателем высокой технической и экологической культуры нации.

В завершение хотелось бы указать, что в наше время горюче-смазочные  материалы используются практически  во всех отраслях народного хозяйства, предприятиями всех форм собственности.