4.4. Диметиловий ефір

Останнім часом великий інтерес став викликати диметиловий ефір (ДМЕ) - CH3OCH3 , одержуваний з метанолу або природного газу.

Завдяки своїм фізико-хімічним характеристикам він може застосовуватися в дизельних ДВЗ за допомогою штатної системи паливоподачі без використання запальний дози дизельного палива (таблиця 4.6).

За своєю природою ДМЕ є найпростішим ефіром. ДМЕ має досить високим цетановим числом (ЦЧ = 55 ... 60), що перевищує аналогічний показник для дизельного палива, і низькою температурою кипіння. Завдяки цим властивостям прискорюються процеси сумішоутворення і згоряння, скорочується період затримки займання і забезпечує хороший пуск дизельних двигунів при будь-яких температурах навколишнього середовища.

Таблиця 4.6

Властивості ДМЕ і дизельного палива

Показники	ДМЕ	Дизельне паливо
Нижча теплотворна здатність , МДж/кг	27,6	42,5
Щільність, г/мл	0,66	0,84
Температура самозаймання, °C	235	250
Температура кипіння, °С	-25	180...370
Теплота випаровування, кДж/кг	460	250
Вміст, % по масі: - водню	52,2	86,0
- водень	13,0	14,0
- кисень	34,8

Високий вміст кисню в ДМЕ забезпечує практично бездимний згорання палива. Основними компонентами викиду є вуглекислий газ і вода. Вміст оксидів азоту в ВГ не перевищує аналогічні показники для дизельного палива.

Модернізація серійних дизельних двигунів для роботи на ДМЕ зводиться до підвищення об'ємної подачі ДМЕ паливним насосом, оскільки у ДМЕ нижча теплота згоряння, а також герметизації трубопроводів і заміни паливних баків на балони, аналогічні балонів для зрідженого нафтового газу.

Основним недоліком ДМЕ є мала кінематична в'язкість (на порядок менша, ніж у дизпалива) і пов'язана з цим знижена змащуюча здатність, в результаті чого важко герметизація рухомих вузлів ущільнення паливної апаратури, а також підвищується схильність до задирам прецизійних пар, що труться. Для усунення цього недоліку приймаються спеціальні заходи, наприклад, підведення до плунжерним парам масла під тиском з метою їх ущільнення, а також підмішування до ДМЕ спеціальних протизадирних присадок.

Ринкова вартість ДМЕ на 4 ... 5% вище вартості дизельного палива. Однак, за умови розвитку великотоннажного виробництва вартість ДМЕ, за оцінками фахівців, може зрівнятися з вартістю зрідженого нафтового газу.

5. Раціональна організація дорожнього руху

Одним з найважливіших факторів, що впливають на кількість шкідливих викидів ДВЗ, є якість процесу згоряння. Ефективність протікання цього процесу визначається, в чому, режимом роботи двигуна (навантаженням, частотою обертання колінчастого вала, параметрами несталих режимів). При цьому між режимом роботи ДВЗ і режимом руху автомобіля існує однозначна відповідність.

Наприклад, з ВГ карбюраторних ДВЗ в період уповільнення, тобто в режимі примусового холостого ходу (ПХХ), виділяється велика кількість незгорілих вуглеводнів. Максимальні концентрації СО спостерігаються при роботі двигуна на холостому ходу і при повних навантаженнях. При розгоні автомобіля і при русі з усталеною швидкістю в ВГ характерні великі концентрації оксидів азоту. Характеристики режиму роботи ДВЗ і показники токсичності при міській їзді представлені в таблиці 5.1.

Видно, що найбільш несприятливими з позицій витрати палива і токсичності ВГ двигуна є режими розгону, уповільнення і холостого ходу.

Характер руху будь-якого автотранспортного засобу (АТЗ) залежить від безлічі факторів: інтенсивності, складу і середньої швидкості транспортного потоку, якості дорожнього покриття, числа перетинів транспортних і пішохідних потоків, кількості перехресть, а також динамічних якостей самого АТЗ і стилю управління ім.

Таблиця 5.1

Режим роботи ДВЗ	Доля режимів, %
	По часу	По об’єму ВГ	По викидам			По витраті палива
			СО	CnHm	NOx
Холостий хід Розгін Сталий режим Сповільнення	39,5 18,5 29,2 12,8	10 45 40 5	13-25 29-32 32-43 10-13	15-18 27-30 19-35 23-32	0 75-86 13-23 0-1,5		15 35 37 13

Організація дорожнього руху на вже існуючій вулично-дорожньої мережі навіть без її капітального перебудови дозволяє значно знизити витрату палива автомобілями і викиди токсичних речовин з ВГ.

Так, з точки зору зниження витрати палива і токсичності ВГ ДВЗ вкрай бажано скоротити число зупинок транспортних засобів. Це може бути досягнуто зменшенням числа діючих регульованих перехресть і пішохідних переходів, впровадженням прогресивних методів управління роботою світлофорних об'єктів (наприклад, введенням на окремих ділянках доріг так званої «зеленої хвилі»), переведення деяких з них в режим миготливого жовтого сигналу в нічні години, вихідні та святкові дні.

Наявність у транспортному потоці автомобілів з різними експлуатаційними властивостями призводить до зростання нерівномірності руху і, як наслідок, зниження паливної економічності АТЗ. У цьому зв'язку особливу роль набуває оптимізація складу транспортного потоку, яка виконується за допомогою диференціювання смуг руху для легкових і вантажних автомобілів, виділення окремих смуг для маршрутного пасажирського транспорту, спеціалізації смуг при підході до перетину з подальшого напрямку руху, а також заборони вантажного руху в центральній частині міст.

Позитивний вплив на витрату палива і токсичність ВГ надає дію на швидкісний режим транспортного потоку (при обмеженні швидкості до 50 км / ч).

Скорочення витрати палива в зоні перехрестя можна досягти за рахунок оптимізації циклу регулювання. Оптимальна по витраті палива тривалість циклу регулювання становить 50 ÷ 60 с для потоків, що складаються переважно з легкових автомобілів, і 90 ÷ 100 с для потоків з переважаючим рухом вантажних АТЗ.

Залежно від зазначених заходів досягається наступне середнє зниження витрати палива автомобілем,%:  скорочення одного перетину транспортних і пішохідних потоків .............	5 ÷20
зниження рівня завантаження магістралі на 10% при груповому та колонній режимах руху .....................................................................................	3 ÷10
оптимізація складу транспортного потоку ................................................	7 ÷8
оптимізація швидкісного режиму ..................................................................	8 ÷12
оптимізація циклу регулювання .......................................................................	5 ÷7

До числа можливих причин відхилення режимів роботи автомобільного двигуна в реальній експлуатації від оптимального слід віднести несвоєчасне перемикання передач, зайву частоту обертання колінчастого вала двигуна, рух АТЗ на неоптимальній передачі, необгрунтований час роботи автомобіля на холостому ходу і зайве число гальмувань. Ці причини характерні для малодосвідченого водія.