24) Основные виды топлив, применяемых в ДВС.

Бензин – легкокипящие жидкие углеводороды, которые выделяются при переработке твердого топлива, перегонке нефти, осушке природного газа. Основной критерий – детонационная стойкость, которая характеризуется октановым числом. Чем оно выше, тем выше устойчивость бензина к детонации. Худшие показатели у парафиновых углеводородов, а лучшие – у ароматических. Для улучшения свойств вводятся специальные присадки.

Второй важный критерий – степень сжатия. Чем она выше, тем выше мощность двигателя, но и больше расход топлива. Важно, чтобы степень сжатия и октановое число коррелировали между собой.

Фракционный состав бензина напрямую влияет на пуск двигателя, прогрев, экономичность, долговечность и отсутствие паровых пробок. Исходя из этого, бензины классифицируют на зимние и летние: адаптированные под конкретные температурные условия.

Дизельные топлива – это продукт на основе дистиллятных фракций при прямой перегонке нефти. Основные компоненты – цетан и метилнафталин. Это легко воспламеняемая жидкость и плохо воспламеняемая добавка. Воспламеняемость – главная характеристика, которая выражается в цетановом числе. Это аналог октанового числа для бензина.

Прокачиваемость дизеля определяет его способность циркулировать по системе. Она зависит от предельной температуры фильтруемости, температуры помутнения и застывания. Также нужно учитывать наличие воды и механических примесей.

25) Альтернативные топлива.

Природный газ. Такое топливо сгорает полностью и дает меньше выбросов, загрязняющих окружающую среду. Для использования газа в

автомобиле специально перепроектируются двигатели. Природный газ, как топливо, может применяться в виде сжатого газа, так и в виде жидкого газа.

Электричество. Автомобиль работает от батарей, заряжающихся при его подключении к обычному источнику питания. Электричество – самый дешевый вид топлива.

Водородное топливо – эффективный аккумулятор энергии. Водород опасен, поэтому используется в сочетании с другими видами топлива.

Сжиженный нефтяной газ (пропан). Такой газ используется в двигателе после небольших его модификаций. Газ полностью сгорает и его выбросы меньше загрязняют природу по сравнению с бензином.

Биодизельное топливо, изготовленное на основе растительных масел (подсолнечное, соевое, рапсовое) и животных жиров. Любое транспортное средство с дизельным двигателем может работать на биодизельном топливе.

Спирты. Метанол и этанол. Их можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Обладают высокой детонационной стойкостью и хорошим КПД рабочего процесса, но при этом и пониженной тепловой способностью, что увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином, затруднен запуск двигателя из-за плохого испарения метанола и этанола. Метанол (древесный метиловый спирт), может использоваться в транспортных средствах с метаноловыми двигателями. Этанол (этиловый спирт), получается в результате брожения кукурузы, пшеницы, ячменя и дистилляции. Его смешивают с бензином, в результате чего выхлопные газы, полученного таким образом топлива, практически не загрязняют атмосферу.

Виды топлива серии Р – это соединение этанола, природного газа и метилтетрагидрофурана. Относительно чистое топливо с высоким октановым числом.

26) Предпосылки и перспективы использования альтернативных топлив.

90% загрязнения атмосферы приходится на долю транспортных средств. Перевод транспорта на экологически чистое моторное топливо позволяет сократить выбросы в атмосферу сажи, высокотоксичных ароматических углеводородов, окиси углерода, непредельных углеводородов и окислов азота.

Создание синтетических моторных топлив для существующих и перспективных поршневых двигателей позволит улучшить экологические показатели и повысить удельные эффективные показатели двигателя во всём диапазоне работы в различных условиях.

Рост населения приводит к нелинейному росту добычи и потребления исчерпаемых полезных ископаемых. К тому же в настоящее время крайне неэффективны процессы добычи, переработки полезных ископаемых, транспортировка и использование готовых топлив и мероприятия по снижению токсичности существующих энергетических установок.

Проблемы использования электромобилей:

Не соответствие естественному желанию человека «ехать куда хочу и когда хочу»;

Емкость современных аккумуляторных батарей несопоставима с энергоемкостью традиционных для поршневых двигателей топлив;

Прогнозируя перспективы различных транспортных энергетических установок, следует также иметь в виду, что:

До сегодняшнего дня поршневому двигателю по удельному расходу топлива нет равных среди других тепловых двигателей, что является важнейшим фактором на фоне неизбежного и постепенного удорожания топлив.

За почти полуторавековое существование поршневых двигателей созданы настолько отлаженные технологии массового производства, что их

себестоимость по отношению к другим тепловым двигателям (газовые турбины, двигатели Стирлинга и др.) получается значительно ниже.

Всвязи с этим, можно утверждать, что поршневой двигатель остается перспективным двигателем XXI века, как для наземного, так и для водного транспорта, и скорее всего он сохранит свое монопольное положение в мировой энергетике нынешнего столетия. Но тогда решение энергетических

иэкологических проблем и дальнейшее развитие транспортной энергетики потребуют уже в ближайшем будущем применения нетрадиционных (альтернативных), не получаемых из нефти, топлив.

Вкачестве альтернатив топливам нефтяного происхождения для транспортных энергетических установок в настоящее время наиболее часто рассматриваются:

Синтетические топлива Угольные суспензии; Спирты; Эфиры;

Топлива из растительных масел; Топлива из газовых конденсатов; Газообразные углеводородные топлива; Водород; Синтезгазы; Сжиженные газы; Топливные элементы.

27) Теплота сгорания топлива и топливно-воздушной смеси.

Теплота сгорания топлива – количество теплоты Q (кДж), выделяемое

Теплоту сгорания разделяют на высшую и низшую. В отличие от низшей, высшая учитывает тепло, выделяющееся при конденсации воды, которая образуется за счет сгорания водорода, входящего в состав углеводородного топлива.

Влага в продуктах сгорания жидкого топлива образуется при горении

кДж теплоты. Теплота, затраченная на испарение влаги, не будет использована, если конденсации паров воды не произойдет. В этом случае получим низшую теплоту сгорания:

Н В

Теплоту сгорания можно определить экспериментальным или расчетным методами.

Экспериментальный. Навеску топлива сжигают в (калориметре). Выделяющаяся при горении теплота поглощается водой. Теплоту сгорания можно вычислить по изменению температуры известной массы воды.

Навеска - проба материала, приготовленная из аналитической пробы и предназначенна

я для определения массовой доли элемента или нескольких элементов.

Расчетный. Теплоту сгорания определяют по формуле Менделеева: где Н , , , и – содержание углерода, водорода, кислорода,

серы и влаги в рабочем топливе в % соответственно.