Автомобильное топливо и его применение

Тема: «Автомобильное топливо и его применение»

Введение

Свойства топлива

Бензины

Дизельное топливо

Другие виды топлива

Принцип работы карбюраторного двигателя.

Принцип работы дизельного ДВС

Заключение

Литература

Топливо, не содержащее в своём составе окислитель, часто называют горючее. Понятие топлива более общее, нежели горючее или горючее ископаемое, потому как включает в себя древесину и различные топливные смеси. В широком смысле — один из видов потенциальной энергии, энергоноситель.

Химическая или ядерная энергия топлива переводится в различные виды энергии, и чаще всего через преобразование выделяемого при реакциях тепла тепловыми двигателями.

Основной показатель топлива — теплотворная способность (теплота сгорания). Для целей сравнения видов топлива введено понятие условного топлива (теплота сгорания одного килограмма «условного топлива» (у.т.) составляет 29,3 МДж или 7000 ккал — что соответствует низшей теплотворной способности чистого антрацита.

Бензи́н — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,75 г/см³. Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания ниже −60 °C.

Цель работы: изучить основные виды автомобильного топлива, его свойства, принцип сгорания топлива в основных видах двигателей

Тепловая энергия, совершающая полезную работу в двигателе внутреннего сгорания, получается в результате химических реакций между топливом и кислородом воздуха в процессе сгорания топлива в цилиндрах двигателя. В современных быстроходных двигателях процесс сгорания топлива протекает очень быстро - за десятые или сотые доли секунды. Соответственно столь же быстро должны проходить процессы подготовки смеси топлива с воздухом. Указанное обстоятельство предъявляет определенные требования к качеству топлив, применяемых в двигателях автомобилей.

В карбюраторных двигателях топливо, подаваемое вместе с воздухом, должно быстро испаряться и образовывать гомогенную (однородную) смесь с воздухом. В дизелях подаваемое топливо с целью его быстрейшего испарения и перемешивания с воздухом должно хорошо распылятся. Скорость сгорания должна быть оптимальной. Скорость распространение фронта пламени при нормальном процессе сгорания может меняться в пределах 15-50 м/с.

Предпочтительно применение топлив, обладающих большей теплотой сгорания (табл. 1.1)

Теплота сгорания различных топлив

Температура помутнения определяет начало выпадения из топлива в виде кристаллов высокоплавких углеводородов (парафинов, алканов), которых в дизельных топливах значительно больше, чем в бензинах. Возникает опасность забивки топливных фильтров кристаллами парафиновых углеводородов. В связи с этим t помутнения должна быть несколько ниже возможной t применения топлива.

Температура застывания топлива соответствует такой предельной t, при которой топлива теряет свою текучесть. Этот показатель служит приблизительно ориентиром при определении возможных предельных условий применения топлив и в большей мере по этому показателю судят о возможностях заправки, транспортирования, слива и налива топлива.

Коэффициент фильтруемости характеризует срок службы фильтров тонкой отчистки топлива. Этот показатель равен отношению времени фильтрования последней порции топлива ко времени фильтрования первой порции при пропускании через бумажный фильтр определенного объема топлива. Значение коэффициента зависит от содержания в топливе механических примесей. Износ деталей примерно пропорционален содержанию в топливе общей серы. В зависимости от этого показателя топлива делят на 2 вида первый с содержанием серы до 0,2%, второй- с содержанием серы до 0,5%.

Важным эксплуатационным свойством дизельного топлива является его склонность к образованию нагара и лакоотложений в двигателе. На образование отложений влияют фракционный состав, содержания сернистых соединений, непредельных и ароматических углеводородов, смолистых соединений, а также неорганических примесей. Более тяжелые топлива, с большим содержанием серы и её соединений дают большее количество нагара. С увеличением содержания ароматических и непредельных углеводородов склонность топлив к нагарообразованию возрастает. Количество непредельных углеводородов регламентируется введением в стандарт показателя - йодного числа. С увеличением количества непредельных углеводородов йодное число возрастает. Количество смолистых веществ в дизельных топливах оценивается, как и в бензинах, количеством фактических смол. Склонность дизельного топлива к нагарообразованию оценивается его зольностью и коксуемостью. Зольность

Кроме того топливо должно: своевременно и полностью сгорать в цилиндрах двигателя и образовывать минимальное количество токсичных веществ в отработавших газах; сгорать с наименьшим количеством нагара в камере сгорания и не вызывать отложения во впускной системе двигателя; обладать противоизносными и антикоррозийными свойствами; обеспечивать быстрый и надежный пуск при различных температурах . Эффективность использования топлив в двигателях внутреннего сгорания в значительной мере определяется их эксплуатационными показателями, и в первую очередь такими, как испаряемость, воспламеняемость и горючесть. Испаряемость характеризуется в основном фракционным составом топлива (температурными пределами выкипания отдельных фракций топлива) и давлением насыщенных паров.

Воспламеняемость и горючесть определяются температурными и концентрационными пределами воспламенения, пределами устойчивого горения, температурой самовоспламенения, устойчивость против детонации.

Температурные и концентрационные пределы воспламенения характеризуют топливо с точки зрения их пожарной опасности при транспортировке и хранении. Пределы устойчивого горения - это пределы изменения состава топливовоздушной системы в двигателях, при которых обеспечивается устойчивое, полное и бездымное сгорание топлива в цилиндрах двигателя. Состав смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха, представляющим собой отношение массы воздуха, расходуемого двигателем к количеству воздуха, теоретически необходимому для сгорания подаваемого в двигатель количество топливо. Для карбюраторного двигателя предельные значения коэффициента избытка воздуха составляют 0,6- 1,2 и для дизельного 1,1- 1,5.

Температура самовоспламенения топлива - температура, при которой возникает быстрое нарастание скорости химической реакций, приводящие к воспламенению топлива без постороннего источника зажигания.

Детонационное (аномальное) сгорание топлива характерно главным образом для карбюраторных двигателей. В этом случае скорость сгорания примерно в 100 раз больше чем при нормальном сгорании.

К важным эксплуатационным свойствам относятся также прокачиваемость топлива, склонность к нагара - и лакоотложениям, коррозионная активность, физическая и химическая стабильность.

Прокачиваемость топлива определяется температурой его помутнения и застывания, вязкостью.

Склонность топлива к нагару и лакоотложениям зависит от содержания в топливе ароматических углеводородов, смолистых веществ, тетраэтилсвинца.

Коррозионная активность топлива и продуктов его сгорания определяется наличием в топливе коррозионно-активных веществ.

Физическая и химическая стабильность характеризуется потерями от испарения, склонностью к расслаиванию отдельных компонентов топлив, гигроскопичность, склонность к окислению в процессе хранения топлива.

К числу эксплуатационных свойств топлива отнесется и такие свойства, как пусковые, защитные, противоизносные и д.р.

Бензины

Основные эксплуатационными свойства. Наиболее важными для бензинов является требования к детонационной стойкости.

Детонационной стойкость - важнейший показатель качества бензина, оказывающий в первую очередь влияние на работу двигателя. Детонация вызывается самовоспламенением наиболее удаленной от запальной свечи части бензиновоздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер. Условия для детонации наиболее благоприятные в той части камеры сгорания, где выше температура и больше пребывания смеси. Возникновению детонации способствуют повышение степени сжатия, увеличение угла опережения зажигания, повышенная t окружающего воздуха и его пониженная влажность, особенности конструкции камеры сгорания. Вероятность детонационного сгорания топлива возрастает при наличии нагара в камере сгорания и по мере ухудшения технического состояния двигателя. В результате детонации снижается

экономические показатели двигателя. уменьшается его мощность, ухудшается токсические показатели отработавших газов.

Бездетонационная работа двигателя достигается применением бензина с высокой детонационной стойкостью. Наименьший детонационной стойкостью обладают нормальные парафиновые углеводороды, наибольшей - ароматические. Остальные углеводороды, входящие в состав бензинов, по детонационной стойкости занимают промежуточное положение. Варьируя углеводородным составом, получают бензины с различной детонационной стойкостью, которая характеризуется октановым числом. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателей является соответствие требований к детонационной стойкости двигателя октановому числу применяемых бензинов.

Степень сжатия наиболее распространенных отечественных автомобилей ВАЗ, АЗЛК- 2140, ГАЗ-24, лежит в приделах 8,2-8,8. Эти автомобили рассчитаны на эксплуатацию на бензине АИ-93 с О.Ч.И 93. Совершенствование рабочего процесса и конструкции двигателя ВАЗ-2108 позволило повысить его степень сжатия до 9,0, обеспечив тем самым лучшие экономические и мощностные показатели при использовании того же бензина АИ-93.

Эксплуатация автомобиля на бензине с более низким о.ч, чем предусмотрено тех. условиями, вызывает детонацию, что нарушает нормальную работу двигателя, снижает ресурс и надежность. При длительной работе детонацией повышается t и увеличивается износ деталей двигателей. Это приводит к разрушению перемычек между канавками поршневых колец, прогару прокладки головки цилиндра, оплавлению поверхности днища поршней. Поэтому работа двигателей должна осуществляться строго на бензине с о.ч , рекомендуемым заводом - изготовителем. При кратковременным использовании бензина с меньшим о.ч ,чем предусмотрено для данного автомобиля, следует установить более позднее зажигание. При езде на таком бензине нельзя перегружать двигатель, не допускается резкая, динамичная езда, пользоваться следует в основном низкими передачами. При необходимости постоянной эксплуатации двигателей автомобилей ВАЗ и АЗЛК на бензине А-76 степень сжатия должна быть уменьшена до 7,0-7,2. Наиболее простой и распространенный способ снижения степени сжатия- установка под головку цилиндров между двумя штатными прокладками головки блока дополнительной прокладки из мягкого алюминия А5М толщиной 1 мм для двигателей автомобилей Ваз и 1,5 мм - для двигателей автомобилей АЗЛК. Степень сжатия двигателей автомобилей АЗЛК можно снизить установкой поршней с уменьшенной выпуклостью днища. При этом никаких других переделок двигателя не требуется. Естественно, мощность двигателя при этом уменьшается на 5-7л.с. (4-5 кВт), что влечет за собой некоторое ухудшение динамических и экономических показателей автомобилей.

Для автолюбителей интерес вопрос о детонационной стойкости бензинов, полученных смешением двух марок с различными октановыми числами. Октановое число смеси ( по моторному методу ) подсчитывается по формуле:

О. Ч. М. = Н + х(В-Н),

где Н и В – октановые  числа ( по моторному методу) соответственно низко — и высокооктанового бензина; х- доля высокооктанового бензина в смеси, %.

Следует обратит внимание на то, что октановое число бензина АИ-93 по моторному методу составляет не менее 85, а бензина А - 75 по исследовательскому методу 80 -82. Основная масса бензинов в нашей стране выпускается с О. Ч. М. 76 - бензин А-76, который используется грузовыми автомобилями, старыми моделями легковых и частью легковых автомобилей, выпускаемых в настоящее время (АЗЛК- 2140, ЗАЗ, «Волга» -такси).

В парке частных автомобилей сейчас существует еще значительная часть моделей, предназначенных для работы на бензине А-72 и даже на А -66. Бензин А-66 в настоящее время не выпускается, а объёмы производства бензина А-72 из года в год снижается, и к 1995 г. его выпуск должен прекратится. При переводе автомобилей, предназначенных для работы на бензине А- 66, на бензин А -76, необходимо увеличить степень сжатия двигателя ( до 7,0- 7,5) путем шлифовки головки блока цилиндров. При переводе автомобиля с бензина А-76 на бензин А-76 изменение степени сжатия не обязательно. При работе на бензине А-76 зажигание устанавливается точно по метке. Корректировать угол опережения зажигания на легкую детонацию в дорожных в дорожных условиях не следует. Пользуясь октан- корректором прерывателя-распределителя, допустимо увеличить угол опережения зажигания на 2-3 деления.

Для достижения детонационной стойкости бензинов в их состав вводят антидетонаторы. Антидетонаторами называют такие вещества, которые при добавлении к бензину в относительно небольших количествах резко повышают его детонационную стойкость. К их числу относятся металл органические соединения, т.е. соединения, в состав которых входит металл, связанный с органическим веществом. Наиболее эффективным антидетонатором, широко применяющимся при производстве бензинов, является тетраэтилсвинец ( ТЭС).

ТЭС - РЬ (С2Н50)4 -бесцветная прозрачная жидкость плотностью 1,65. В воде ГЭС не растворяется, но хорошо растворяется в бензине и других органических растворителях. ТЭС - сильно ядовитое вещество.

В чистом виде антидетонационные присадки к бензинам использовать не удаётся, т.к. продукты сгорания в виде нагара откладываются и накапливаются в камере сгорания и двигатель через короткое время может перестать работать. В связи с этим ТЭС добавляют в бензин в смеси с веществами - выносителями, образующими со свинцом и его оксидами при сгорании летучие вещества, которые удаляются из двигателя с отработавшими газами. Температура плавления этих соединений ниже температуры стенок камеры сгорания, поэтому они не конденсируются и не отлагаются в двигатели или отлагаются в незначительных количествах.

В качестве выносителей применяют вещества, содержащие бром и, в меньшей степени хлор. Смесь ТЭС и выносителя, которая применяется как антидетонатор, называется этиловой жидкостью. Автомобильные бензины, содержащие этиловую жидкость называются этилированными. 

Этиловая жидкость - высокотоксичное ядовитое соединение. В целях обеспечения безопасности в этиловую жидкость добавляют специальные красители. Этилированные бензины А- 76 окрашены в желтый цвет, АИ-93 в оранжево-красный, АИ- 98 в синий.

Этиловая жидкость бывает двух марок Р-9 и П-2. Жидкость Р-9 представляет собой смесь тетраэтилсвинца с этилбромидом и хлорнафталином, П-2 смесь тетраэтилсвинца с дибромпропаном и хлорнафталином. При работе на этилированном бензине разгон должен быть более плавным, исключающим появление детонации в двигателе.

Приемистостью двигателя называют его способность обеспечивать быстрый разгон автомобиля. Чем меньше время прогрева двигателя, тем ниже расход бензина, не производительные затраты времени, а так же меньше износ детали двигателя.

Износ двигателя его экономичность в значительной мере зависят от наличия в бензинах тяжелых фракций углеводородов. Их количество характеризуется температурами конца кипения и перегонки 90% бензина. Если эти температуры высокие, то тяжелые фракции не успевают испарятся во впускной системе и поступают в цилиндры, в жидком виде. В результате часть их не успевает сгорать и экономичность двигателя уменьшается. Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают масло с трущихся поверхностей и ухудшают условия смазки. Поэтому, чем меньше температура конца кипения бензина и перегонки его 90% , тем лучше бензин с точки зрения его влияния на износ двигателя и экономичность. Норма для летнего бензина- 180 и 195 градусов и для зимнего не выше 160 и 185.

Способность бензина противостоять химическим превращениям называют химической стабильностью. Химическая стабильность определяется содержанием в них не придельных углеводородов, которые в силу их химической структуры легко взаимодействуют с кислородом воздуха с образованием высокомолекулярных смолистых веществ.

Процесс окисления бензина происходит сначала медленно, затем резко ускоряется. Период до резкого ускорения окисления называется индукционным периодом.

Марки и виды бензинов.

В зависимости от октанового числа устанавливают следующие марки бензинов: А-72 - с октановым числом не менее 72 А-76- не менее 76, АИ-93 - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 93 АИ-98 - не менее 98

Автомобильные бензины за исключением АИ-98 подразделяются на виды: Летний - для применения во всех районах кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля до 1 октября, в южных районах в течении всего года. Зимний - для применения в течениях всех сезонов в северных районах и остальных районах с 1 октября до 1 апреля.

Физика - химические и эксплуатационные показатели бензина

Дизельное топливо

Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса на 25-30% экономичнее бензиновых двигателей.

Требования к дизельным топливам. Наиболее важными эксплуатационными свойствами является его испаряемость и воспламеняемость.

Испаряемость топлива определяется фракционным составом. В отличии от бензинов фракционный состав дизельных топлив регламентируется лишь t

выкипания 50 и 96% топлива. Это объясняется тем, что между t выкипания 10% дизельного топлива и работой дизелей однозначной связи не установлено. При повышении t выкипания 10% топлива, т.е. утяжелении топлива, увеличивается его расход и дымность отработавших газов. Поэтому пусковые свойства дизелей в некоторой степени определяет t выкипания 50% топлив. Температура выкипания 96 % топлив регламентируется содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличении которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность.

Воспламеняемость топлива характеризуется его способность к сомовоспломенения в дизеле. Это свойство в значительное мере определяет подготовительную фазу процесса сгорания - период задержки воспламенения, который в свою очередь складывается из времени, затрачиваемого на распад топливной струи на капли, частичная их испарение и смешение паров топлива с воздухом, и времени необходимого для завершения пред пламенных реакций и формирования очагов самовоспламенение. Длительность периода задержки воспламенения существенно влияет на последующие течении всего процесса сгорания.

К основным требованиям по качеству дизеля относится прокачиваемость его по топливной системе, обеспечивающая подачу топлива в цилиндры в необходимом для заданного режима количестве. Прокачиваемость оценивается следующими показателями: вязкостью, t помутнения и застывания, содержанием механических примесей и воды, коэффициентом фильтруемости, предельной t фильтруемости.

Вязкость топлива влияет непосредственно на процесс образования смеси. От нее зависит надежность и ресурс топливной аппаратуры дизелей. Требования к вязкости топлива неоднозначны. С одной стороны, при повышенной вязкости не удается обеспечить удовлетворительную тонкость распыливания топлива форсункой , что ухудшает процесс смесеобразования и приводит к снижению экономичности , повышению дымности. С другой стороны вязкость должна быть такой, чтобы исключить подтекания топлива в зазорах плунжерных пар насоса и обеспечить их смазку. Для летний эксплуатации вязкость топлива должна быть в пределах 3,0 - 6,0 , для зимней 1,8- 6,0 , для арктических условий - в пределах 1,5- 4,0 мм/с.

топлива характеризует содержание в топливе несгораемых неорганических соединений, которые повышают абразивные свойства топлива. Коксуемостью называют свойство топлива образовывать углистый остаток при нагреве без доступа воздуха. Коксуемость дизельных топлив зависит от их фракционного состава, содержания в топливах смол и непредельных углеводоров.

Зольность и коксуемость топлив регламентируется в стандарте соответствующими показателями- зольность и коксуемость 10% остатка.

Марки и виды дизельных топлив

Дизельные топлива для быстроходных дизельных двигателей автомобилей вырабатываются в соответствии с действующим в настоящее время ГОСТ 305 - 82 «Топливо дизельное. Технические условия».

Требования к дизельным топливам

В зависимости от условий применения установлены три марки дизельного топлива: Л (летнее) - для эксплуатации при температуре окружающей среды воздуха О С и выше;

3 (зимнее) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 20С и выше ( температура застывания топлива не выше минус 35 С) и минус 30 с и выше (температура застывания топлива не выше минус 45С); А (арктическое) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 5ОС и выше.

По физико-химическим показателям топливо должно соответствовать требованиям и нормам.

Другие виды топлива

В последние годы в связи с ограниченностью запасов нефти все более широкое применение находят альтернативные топлива - природный газ. нефтяной углеводородный газ, спирты , синтетическое топливо, водород и др.

Природный газ как топливо для автомобилей имеет ряд преимуществ перед бензином- высокое октановое число, меньшее влияние на износ двигателя , меньшая токсичность отработавших газов. В то же время он имеет меньшую энергоемкость по сравнения с бензиновым, в связи с чем для обеспечения приемлемо запаса хода автомобиля его используют в сжатом или сжиженным виде.

Нефтяной углеводородный газ (пропан бутановый) уже применяют на автомобилях типа ЗИЛ и ГАЗ. Развернуты работы по применению на легковых автомобилях. Объемы его потребления автомобилем пока не значительны.

Ведутся исследования по использованию в качестве топлива метилового спирта (метанола). До 2000 г метанол, который в настоящие время производится для нужд химической промышленности и спрос на который из года неуклонно растет, в качестве моторного топлива будет применятся в небольших объемах.

Широко ведутся работы по созданию и отработки технологии получения синтетических топлив из каменного угля. По показателям качества это топливо будет соответствовать традиционному топливу. Начало массового производства этого топлива намечается после 1995г.

Практического применения водорода в виде топлива ожидается после 2000г. К этому времени должны быть решены вопросы хранения этого горючего в борту автомобиля.

Двигатель это энергосиловая машина предназначенная для преобразования какой либо энергии в механическую работу. На автомобилях устанавливаются поршневые двигатели внутреннего сгорание .двигатели различаются по  смесеоброзованию и по виду топлива (карбюраторные и дизельные).

Основные виды топлива это бензин ,дизельное топливо, сжиженый газ (метан ,пропан).

Бензин и сжиженый газ предназначен для карбюраторных двигателей.

Принцип работы карбюраторного двигателя.

Топлива поступает в карбюратор смешивается с воздухом и попадает в цилиндре  где и происходит рабочий цикл.

ПРИНЦИП РАБОТЫ КАРБЮРАТОРНОГО ДВС

В карбюраторном ДВС четыре такта это:

1)впуск

2)сжатие

3)рабочий ход

4)выпуск.

1) Впуск - поршень перемещается вниз, впускной клапан открыт, а выпускной закрыт, в следствии разрежение внутри цилиндра через  впускной канал поступает горючая смесь.

2) Сжатие – поршень  движется вверх, оба клапана закрыты объём над поршнем уменьшается  и горючая смесь сжимается.

3) Рабочий ход – оба  клапана закрыты, в конце такта сжатие горючая смесь воспламеняется от искры свечи и поршень под давлением идет вниз.

4) Выпуск – выпускной  клапан открыт,  впускной закрыт  и через поршень движется вверх и отработанные газы выходят через выпускной канал.

Ярким представителем отечественных карбюраторных двигателей стал ЗМЗ-402.

Разрабатывая этот двигатель главным для разработчиков, чтобы двигатель получил три основных качеств это простота, мощность и надежность. С задачей они справились и даже перевыполнили, двигатель получит ещё и характер. Более полу века двигатель служит верой и правдой советскому и российскому народу.

Принцип работы дизельного ДВС

Также как и у карбюраторных двигателей у дизельного ДВС также четыре такта:

1) впуск

2) сжатие

3) рабочий ход

4) выпуск.

1) Впуск – поршень  движется вниз впускной клапан открыт в результате чего происходит разрежение и воздух заходит в цилиндр.

2) Сжатие - оба клапана. Объем воздуха уменьшается, давление повышается, температура повышается до 500-700 градусов. В это время насосом высокого давление через форсунку в камеру сгорания  впрыскивается  мелкораспыленное топливо. Перемешиваясь с горячим воздухом, топливо воспламеняется.

3) Рабочий ход - поршень перемещается вниз. В конце процесса горение рабочей смеси температура газов повышается до 1600-2000 градусов, и давление в цилиндре достигает 60-90кгс/см2.

4) Выпуск – выпускной  лапан открыт,  впускной закрыт  и через поршень движется вверх и отработанные газы выходят через выпускной канал.                                                  

Самым ярким представителей дизельных двигателей стал двигатель ЯМЗ-740.

В основном двигатель ЯМЗ-740 устанавливаются на грузовые автомобилях семейства КамАЗ и автобусах НЕФАЗ. Двигатель имеет не посредственный впрыск топлива. С жидкостным охлаждением и с углом положением цилиндров с углом  развала 90 градусов.

Двигатель  имеет большую мощность, малую тепловую напряженность, высокую экономичность, хорошую ремонтопригодность, надежность топливной аппаратуры высокую жесткость и компактность конструкции.

Заключение

Развитие мирового научно-технического прогресса, рост численности населения и улучшение его благосостояния привели к резкому увеличению энергопотребления, обратной стороной которого является истощение углеводородных сырьевых ресурсов. Многими зарубежными специалистами начало XXI в. оценивается как переходный период в развитии мировой энергетической системы. Характерными чертами этого периода является окончание эры дешевой нефти и резкое сокращение ее запасов. По мнению одного из ведущих западных экспертов в области энергетики Рея Леонарда, к 2010 г. добыча нефтяного топлива начнет быстро сокращаться, что вступит в противоречие с постоянно растущим спросом на нефть и приведет к глобальному нефтяному кризису1.

Закономерно, что с уменьшением запасов нефти наблюдается тенденция удорожания нефтяных топлив. За период с 1980 по 1990 гг. ее себестоимость в России возросла втрое и продолжает увеличиваться в настоящее время. Сокращение поставок нефтепродуктов на внутренний рынок в 2004-2005 гг. привело к небывалому в истории России росту цен — на 235%2. Это обусловлено как увеличением затрат на нефтепереработку, так и удорожанием добычи нефти.

Одной из причин, влияющих на развитие кризисной ситуации с нефтяным моторным топливом,является увеличение общего числа транспортных средств в России, что, безусловно, ведет к увеличению использования энергии на транспорте. Предполагается, что в РФ к 2010 г. только количество личных автомобилей возрастет в 2-2.5 раза и составит 14-16 единиц на 100 человек населения. Общее же количество автомобильного транспорта возрастет до 46 млн. единиц. Существенно изменится и структура перевозок. Пассажирские перевозки железнодорожным транспортом снизятся с 30% до 20%, а автомобильные — увеличатся с 40% до 55%. Грузоперевозки железнодорожным транспортом уменьшатся с 65% до 50%, автомобильным транспортом — возрастут с 8% до 16%. Эти тенденции в изменении структуры грузоперевозок ложатся дополнительным бременем на существующий топливно-энергетический баланс страны.

Необходимость перевода автомобильного транспорта на альтернативные виды моторного топлива все сильнее обусловливается ужесточением экологических требований к отработанным газам двигателей автомобилей, поскольку проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности страны. Значимость и острота этой проблемы растут с каждым годом из-за ежегодного увеличения выбросов автотранспортными средствами загрязняющих веществ в атмосферу (в среднем на 3-5%). Величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса России составляет более 3.5 млрд. долл. и продолжает расти. Автомобильный парк России в 2000 г. составлял 27.06 млн. шт., в том числе 20.12 млн. легковых автомобилей, 4.57 млн. грузовиков, 650 тыс. автобусов и 1.72 млн. прицепов и полуприцепов. Средний возраст автотранспортных средств остается значительным и составляет 10 лет, в том числе 10% парка эксплуатируется свыше 13 лет, оказываясь полностью изношенным.

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17.5 тыс. т формальдегида, 1.5 т бензапирена и 5 тыс. т свинца. В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т.

Введение на территории России с 1 января 2001 г. норм «Евро-2» пока является чисто декларативным актом, так как нерациональная структура отечественной нефтепереработки определяет низкое качество производимых бензинов и дизельного топлива, не соответствующих современным требованиям. С другой стороны, качество отечественных автомобильных двигателей оставляет желать лучшего. Российские двигатели в большинстве уступают зарубежным по таким показателям, как удельная мощность, экономичность, шумность, эксплуатационная технологичность, экологичность и ремонтопригодность. Выпуск отечественных автомобильных двигателей, отвечающих современным требованиям по сохранению окружающей среды, следует ожидать не ранее 2010 г. Поэтому в настоящее время единственным путем повышения экологичности автотранспорта является его перевод на альтернативные топлива, что обеспечит сокращение вредных выбросов в окружающую среду до уровня, отвечающего жестким европейским нормам.

Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России. Во многих странах мира приняты жесткие требования по экологизации автотранспорта. В результате с 1993 по 1999 г. количество вредных веществ в отработанных газах автомобилей за рубежом снизилось примерно в 2 раза. Всего же за последние 40 лет содержание токсичных компонентов уменьшилось на 70%. В настоящее время многие зарубежные моторостроительные фирмы взяли курс на решение задачи достижения нулевой токсичности отработанных газов. Их многолетний опыт показывает, что добиться этого можно только в случае использования альтернативных (не нефтяных) видов моторного топлива.

Литература

«Химики автолюбителям», 1990г

«Устройство автомобиля», 2001г

http://ru.wikipedia.org

http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=94239