ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТОПЛИВА 1. 1. Бензины 1. 2. Дизельные топлива 1. 3. Присадки, улучшающие показатели дизельных топлив и бензинов 1. 4. Альтернативные заменители нефтяных топлив 1. 5. Водород как моторное топливо Глава 2. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 2. 1. Общая классификация 2. 2. Моторные масла 2. 3. Трансмиссионные масла 2. 4. Масла для гидравлических систем 2. 5. Пластичные смазки 2. 6. Твердые и самосмазывающиеся материалы
Глава 3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ 3. 1. Жидкости для систем охлаждения двигателей 3. 2. Тормозные жидкости 3. 3. Пусковые жидкости 3. 4. Амортизаторные жидкости Глава 4. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 4. 1. Пластмассы 4. 2. Резинотехнические изделия Глава 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ 5. 1. Лакокрасочные материалы Глава 6. ТОКСИЧНОСТЬ ТОПЛИВ И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Анализ перспективности топлива Безвредность при разливе Невзрывоопасность Возобнавляемость Малый выброс СО 2 Минимальный выброс вредных веществ Малая вязкость Детонационная стойкость Возможность длительного хранения Испаряемость Необходимость конструктивных изменений Минимальная коррозионная активность Нейтральность к уплотнительным материалам Малая склонность к нагарообразованию Отсутствие окисления при хранении Высокое октановое число
Оценочные параметры поршневых двигателей Vh Vа = Vh + Vc ε = Vа / Vc S = 2 R εбенз. = 10 – 12 R εбенз. с наддувом = 8 – 9 εдиз. = 15 – 20
Эффективная мощность ДВС Ne – эффективная мощность двигателя; ρк* - плотность заряда; ηv – коэффициент наполнения; ηe – эффективный КПД; Hu – низшая теплота сгорания топлива; α – коэффициент избытка воздуха; l 0 – теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива; i – количество цилиндров; Vh – рабочий объем цилиндра; n – частота вращения коленчатого вала.
ТОПЛИВО, РАБОЧИЕ ТЕЛА И ИХ СВОЙСТВА Тепловая энергия, необходимая для совершения работы в действительном цикле, получается при сгорании топлива в цилиндрах двигателя. Основными видами топлива для автотракторных двигателей являются бензины и дизельные топлива, получаемые путем прямой перегонки нефти, каталитического реформинга, крекинг-процессов и других технологических процессов.
Анализ перспективности топлива Минимальная теплонапряженность клапанов Хорошая испаряемость Высокая теплота сгорания Надежный холодный пуск двигателя Возможность хранения на борту автомобиля Высокое цетановое число Отсутствие серы в топливе Наличие кислорода в топливе Температура вослпаменения Низкая стоимость Безвредность для человека и окружающей среды Мягкость сгорания
Топлива для ДВС Бензин Биодизель Биогаз Водород Дизельное топливо ДМЭ Метанол Метилэфир рапсового масла Сжатый газ Сжиженный газ Синтез газ Этанол Эфиры (ЭТБЭ, МТБЭ)
Бензин — это смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200°C. Хорошие мощностные показатели ДВС. Развитая инфраструктура. Отличные пусковые качества даже при отрицательной температуре. Большие запасы (даже по пессимистическим данным при росте потребления нефти, ее запасов гарантированно хватит на 30 -40 лет) Повышенное содержание вредных веществ в отработавших газах (СО, СО 2, NОх, СН, ПАУ) Основное сырье для получения – нефть – не возобновляемый источник энергии. Содержит серу Наибольшее влияние на образования парникового эффекта (повышенное выделение «парникового газа» - СО 2. )
Бензин Плотность энергии 32 МДж/л Удельная энергия смеси воздуха с топливом 2. 9 МДж/кг воздух Удельная теплота сгорания в воздухе 44 -42 106 Дж/кг Теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг). Смесь воздуха с топливом 14. 6 Удельная теплота испарения 0. 36 МДж/кг Октановое число (RON) 91 -99 Октановое число (MON) 81 -89 Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды Плотность около 0, 75 г/см³. В среднем: предел кипения 33 -205°С, Разные сорта бензинов имеют разные физические показатели: температуру горения и замерзания, а также плотность. температура замерзания ниже -60°С, плотность 700 -780 кг/м 3. Кроме того, важны такие физические свойства бензина, как температура вспышки (ниже 0°С) и концентрация паров. При концентрация паров в воздухе 70 -120 г/м 3 образуются взрывчатые смеси.
Биогаз • Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы • Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород. • Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов — соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля — технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков — жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки — мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.
Биогаз • Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы или сильфия, а также водорослей. Выход газа может достигать до 300 м³ из 1 тонны. • Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО 2, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана — лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления. • Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.
Биодизель. Растительное масло характеризуется повышенной вязкостью, Имеет сравнительно низкую теплотворной способностью Меньшая мощность двигателя Обладает плохими пусковыми свойствами при пониженной температуре Из-за наличия свободных кислот плохо совмещаются с конструкционными и уплотнительными материалами Имеет склонность к окислению при хранении. Приводит к образованию нагара на стенках цилиндров и необходимости специальной регулировки двигателя.
Смесь растительного масла и дизельного топлива Смесевое топливо по физико-химическим показателям занимает промежуточное положение, делая его более пригодным для использования. При увеличении содержания рапсового масла примерно до 50%, выброс оксида азота, углеводородов и сажи уменьшается, мощность и КПД двигателя незначительно падают. При дальнейшем увеличении содержания рапсового масла, показатели двигателя начинают ухудшаться. При увеличении концентрации рапсового масла возрастает вязкость топлива и его плотность, это ухудшает пусковые характеристики двигателя, увеличивает давление топлива над плунжером и форсункой. Смесь B 2 может быть использована всеми автомобилями с дизельными двигателями, особая модификация не требуется B 100 превращается в гель при низких температурах, и подобные автомобили тяжело завести Трудно произвести столько растительного масла, чтобы полностью отказаться от использования традиционного дизельного топлива.
Смесь растительного масла и дизельного топлива Плотность при 20 град С кг/м 3 0. 3 РМ 856 кг/м 3 0. 5 РМ 873 кг/м 3 0. 7 РМ 890 кг/м 3 РМ 916 кг/м 3 Вязкость кинем. При 20 град С мм 2/с 0. 3 РМ 9. 3 мм 2/с 0. 5 РМ 16, 9 мм 2/с 0. 7 РМ 31 мм 2/с РМ 916 75 мм 2/с Теплота сгорания низшая МДж/кг 0. 3 РМ 40. 9 МДж/кг 0. 5 РМ 39. 9 МДж/кг 0. 7 РМ 38. 9 МДж/кг РМ 916 37. 3 МДж/кг Цетановое число 0. 3 РМ 42 0. 5 РМ 41 0. 7 РМ 39 РМ 916 36 Стехиометрическое соотношение 0. 3 РМ 13. 8 0. 5 РМ 13. 4 0. 7 РМ 13. 0 РМ 916 12. 5 Содержание серы 0. 3 РМ 0. 14 0. 5 РМ 0. 1 0. 7 РМ 0. 06 РМ 916 0. 002 Точка воспламенения для биодизеля превышает 150°С
Биодизель ДБТ имеет следующие характерные черты: При сгорании ДБТ выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Биотопливо (например, разлитое) полностью распадается на неагрессивные по отношению к окружающей среде компоненты: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% биотоплива, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо. Использование биотоплив снижает эмиссию практически всех вредных веществ по сравнению с нефтяными дизельными топливами. ДБТ в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (< 0, 001 %, минеральный - <0, 2%). по показателям рабочего процесса оптимальным является следующий состав смесевого топлива - 75 % РМ + 25 % ДТ; При работе на смесевом топливе (75 % РМ и 25 % ДТ) максимальная мощность соответствует мощности при работе на ДТ.
Биодизель Часовой расход смесевого топлива выше, чем дизельного, что объясняется увеличенной на 3, 5 % плотностью и снижением утечек в зазорах плунжерных пар за счет повышенной вязкости смесевого топлива. Удельный расход смесевого топлива выше, чем дизельного, за счет меньшей теплоты сгорания (на 9 %). Хорошие смазочные характеристики. Минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя. Высокая температура воспламенения. Точка воспламенения для биодизеля превышает 150°С, что делает биогорючее сравнительно безопасным веществом. Побочный продукт производства — глицерин, имеющий широкое применение в промышленности.
Биодизель Недостатки В холодное время года необходимо подогревать топливо, идущее из топливного бака в топливный насос, или применять смеси 20 % биодизеля и 80 % диз топлива марки В 20. Долго не хранится (около 3 месяцев) Производство топлива из растений занимает сельскохозяйственные площади. В той или иной степени характерны недостатки использования чистого масла
Водород (Н 2) • Водород – самый легкий и распространенный элемент химический элемент. • Смесь водорода с воздухом — взрывчатое вещество. Водород более опасен, чем бензин, так как горит в смеси с воздухом в более широком диапазоне концентраций. Бензин не горит при лямбда менее 0, 5 и более 2, водород при таких соотношениях горит великолепно. • Если внести изменения в систему управления двигателем, мощность увеличивается до 117 % в сравнении с бензиновым аналогом, но тогда значительно увеличится выход окислов азота из-за более высокой температуры в камере сгорания и возрастает вероятность подгорания клапанов и поршней при длительной работе на большой мощности. • Летучесть водорода самая высокая среди газов, таким образом, водород трудно сохранить в жидком виде, это затрудняет хранение водорода, транспортировку, и использование в баке. • Водород при температурах и давлениях, которые создаются в двигателе, способен вступать в реакцию с материалами двигателя и смазкой, приводя к более быстрому износу. Водород легко воспламеняется от высокой температуры выпускного коллектора. • Удельная теплота сгорания в воздухе 120, 9 106 Дж/кг
Водород (Н 2) Цетановое число 45 -90 Небезопасность применения, эксплуатации и хранения Водород обладает очень высокой способностью к воспламенению и весьма взрывоопасен Водород диффундирует даже через металлы (проникает сквозь поры металлических элементов конструкций) Водород, хранящийся в баках при высоком давлении, в случае пробоя бака очень быстро испаряется. Водородная силовая установка на базе традиционного ДВС значительно сложнее и дороже в обслуживании, чем обычный ДВС. Водород может использоваться в качестве топлива в обычном двигателе внутреннего сгорания. В этом случае снижается мощность двигателя до 82 %65 % в сравнении с бензином.
Водород (Н 2) Плотность (жидкий) 70. 8 кг/м 3 Плотность (газообразный) 0. 0899 кг/м 3 Температура кипения -253 град С Температура застывания (кристаллизации) -259 град С Температура воспламенения, 500 -510 0 С Стехиометрическое количество воздуха требующееся для полного сгорания, 34, 8 кг/кг Теплота сгорания низшая, 118 МДж/кг Теплота парообразования, 48 к. Дж/кг Теплота сгорания стехиометрической смеси (объемная теплопроизводительность), 3, 0 МДж/м 3 Коэффициент диффузии в воздухе 0. 66*10 -4 м 2/с Максимальная температура пламени при α=1 , 0 С 2180 Энергия воспламенения, 20 к. Дж Теплоемкость, 14, 2 к. Дж/(кг*град) Октановое число по моторному методу 30
Дизельное топливо Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиновогазойлевых фракций прямой перегонки нефти. Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, дизельные электрогенераторы, сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Удельная теплота сгорания в воздухе 42. 7 106 Дж/кг Не возобновляемое топливо Наличие сажи в отработавших газах Высокая стоимость В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизельном топливе. Плотность при 20 0 С, 820 -840 кг/м 3 Вязкость при 20 0 С, 3. 5 -6 сст Температура застывания(кристаллизации), -10 0 С Температура кипения, 180 -360 0 С Температура самовоспламенения 200 -260 0 С Температура вспышки, 40 -65 0 С
Дизельное топливо Плотность, кг/м 3 при t=20 826 о. С Кинематическая вязкость, при t=20 о. С 3, 8 мм 2/с Поверхностное натяжение, при t=20 о. С 27 • 10 -3 Н/м Цетановое число, не менее 45 Температура воспламенения (не менее) 60 о. С Температура замерзания (не больше) -10 о. С Испытание на медную пластину выдерживает Содержание в % Содержание серы, не более 0, 2% Содержание золы, не более 0, 02% Содержание воды отсутствует Теплота сгорания топлива низшая МДж/кг 42, 5 МДж/кг Скрытая теплота испарения 250 к. Дж/кг Цетановое число 45 Молекулярная масса 18 -206 кг/кмоль Содержание энергии 38. 6 МДж/л Содержание энергии 45. 4 МДж/кг Октановое число 25 Низшая теплота сгорания, 41 -44 МДж/кг Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива 14. 5
Диметиловый эфир (C 2 H 6 O) • Производится из природного газа, угля, или биомассы. • При нормальных температурных условиях ДМЭ представляет собой газ и его характеристики во многом подобны сжиженному природному газу. • ДМЭ может использоваться в дизелях как в чистом виде (99, 9% ДМЭ), так и в виде "сырца", который содержит небольшие количества метанола и воды. • Цетановое число ДМЭ составляет 55. . . 60 (у дизельного топлива 40. . . 55). Плотность при нормальных условиях — 2, 1098 кг/м³ (в 1, 63 раза тяжелее воздуха) • Плотность в жидкой фазе — 0, 668 г/см³ • Растворим в метиловом и этиловом спирте, толуоле • Теплота сгорания ДМЭ около 30 МДж/кг, у классических нефтяных топлив — около 42 МДж/кг. • Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, • Содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. • Имеет более высокую окисляющую способность (благодаря содержанию кислорода), чем у классического топлива.
Диметиловый эфир (C 2 H 6 O) Для работы на ДМЭ топливная система должна отвечать требованиям: ДМЭ должен поступать к топливному насосу в жидкой фазе под давлением, превышающим давление насыщенных паров; насос должен подавать топливо к форсунке под давлением около 300 бар, причем остаточное давление в линии высокого давления должно быть выше давления насыщенных паров в форсунке; Указанным требованиям в наибольшей степени отвечает аккумуляторная топливная система с электронным управлением. Существующие дизели могут быть конвертированы для работы на ДМЭ без существенных переделок, путем замены одной только топливной системы.
Этанол (С 2 Н 5 ОН) Биоэтанол — обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива Более низкая температура сгорания, как результат, значительно ниже выделения оксидов азота Высокая теплота испарения, что охлаждает воздух при контакте (хорошая способность, для уменьшения перебоев при работе двигателя). Возможность получения из возобновляемого сырья (биоэтанол) Удельная теплота сгорания этилового спирта в воздухе 30 106 Дж/кг Гидрофильность Необходимость переоборудования ДВС Уменьшенная летучесть при холодной погоде Применение этанола в качестве топлива сопровождается повышенным износом ЦПГ, меньшей теплотворной способностью чем нефтяные топлива, что означает вдвое больший его расход при выполнении одинаковой работы. При неустойчивой работе двигателя на повышенных нагрузках из-за плохого испарения спиртов требуется дополнительный подогрев топливной смеси,
Этанол (С 2 Н 5 ОН) Смешиваемость с бензином, что делает этанол подходящим для изготовления смесей; - Высокое октановое число - Плотность энергии этанола составляет 2/3 от плотности энергии бензина; - Присутствие кислорода в молекуле этанола, обеспечивает более гомогенное распределение кислорода при сгорании (заметно уменьшается количество выбросов С 02) и уменьшает температуру сгорания. Газохол (90% бензина+ 10% этанола) Содержание энергии 33. 7 МДж/л Содержание энергии 47. 1 МДж/кг Октановое число 93/94 Е 85 (85% этанола+ 15% бензина) Содержание энергии 25. 2 МДж/л Содержание энергии 33. 2 МДж/кг Октановое число 105 Молекулярная формула: C 2 H 5(OH) Молярная масса: 46, 069 г/моль
Этанол (С 2 Н 5 ОН) Внешний вид: бесцветная жидкость Химическая формула С 2 Н 5 ОН Плотность при 20 0 С, 789 кг/м 3 Вязкость при 20 0 С, 1. 2 сст 1, 76 мм 2/с Температура застывания(кристаллизации), -1150 С Температура кипения, 78 0 С Температура самовоспламенения 423 0 С Температура вспышки, 13 0 С Октановое число (исследовательский метод), 106 ед. Отношение С/Н 4 Теплота сгорания низшая, 25 -27 МДж/кг Теплота парообразования 900 к. Дж/кг Теплоемкость при 20 0 С, 2, 4 к. Дж/(кг*град. ) Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива 9. 0 Скрытая теплота испарения 857 к. Дж/кг Цетановое число 8 Молекулярная масса 46. 1 кг/кмоль Плотность энергии 19, 6 МДж/л Смесь воздуха с топливом 9. 0
Этанол (С 2 Н 5 ОН) Удельная энергия смеси воздуха с топливом 3. 0 МДж/кг воздух Удельная теплота испарения 0. 92 МДж/кг Октановое число (RON) 132 Октановое число (MON) 89 Содержание энергии 21. 2 МДж/л Содержание энергии 26. 8 МДж/кг Октановое число 108. 6.
Метанол (СН 3 ОН) Метанол, простейший одноатомный спирт, бесцветная ядовитая жидкость. Благодаря высокому октановому числу, что позволяет увеличить степень сжатия до 16 и большей на 20 % энергетической мощностью заряда на основе метанола и воздуха, метанол используется для заправки гоночных мотоциклов и автомобилей. Имеется отлаженная технология производства с удовлетворительными техникоэкономическими показателями При применении метанола в качестве топлива объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) метанола (удельная теплота сгорания = 22, 7 МДж/кг) на 40— 50 % меньше, чем бензина теплопроизводительность спиртовоздушных и бензиновых топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно по той причине, что высокое значение теплоты испарения метанола способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя и снижению его теплонапряженности, что приводит к повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси. Получение метанола из биоресурсов позволяет значительно снизить выброс CO 2. Он при нормальных условиях является жидкостью, то есть его хранение на борту транспортного средства не вызовет затруднений. Метанол обеспечивает бездымное сгорание
Метанол (СН 3 ОН) Воспламенение производится с помощью искры, свечи накаливания, запальной порции дизельного топлива или диметилового эфира. При искровом зажигании и усиленной рециркуляции отработавших газов эмиссия NОХ и эмиссия частиц не превышают уровня бензинового двигателя. Индикаторный к. п. д. при работе на метаноле сопоставим с дизельным топливом Может быть использован для получения синтез-газа Метанол при соединении с маслом образовывает продукты, понижающие надежность двигателя и топливного насоса высокого давления. Метанол втягивает воду, что является причиной засорения систем подачи топлива в виде желеобразных ядовитых отложений Химическая формула СН 3 ОН Удельная теплота сгорания в воздухе 42. 7 106 Дж/кг Плотность при 20 0 С, 783 кг/м 3 Вязкость при 20 0 С, 0. 6 сст Температура застывания(кристаллизации), -97. 8 0 С Температура кипения, 64. 5 0 С Температура самовоспламенения 470 0 С Температура вспышки, 11 0 С Низшая теплота сгорания, 20. 15 МДж/кг
Метанол (СН 3 ОН) Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива 6. 45 Скрытая теплота испарения 1101 к. Дж/кг Цетановое число 3 -5 Молекулярная масса 32 кг/кмоль Содержание энергии 17. 9 МДж/л Содержание энергии 19. 9 МДж/кг Октановое число 108. 7 Плотность при 20 0 С, 795 кг/м 3 Вязкость при 20 0 С, 0, 55 мм 2/с Температура застывания(кристаллизации -98), 0 С Температура кипения, 650 С Температура самовоспламенения, 4640 С Температура вспышки, 80 С Октановое число (исследовательский метод), 104 -115 ед. Отношение С/Н 3 Теплота сгорания низшая, 20 МДж/кг Теплота парообразования 1100 к. Дж/кг
Метанол (СН 3 ОН) Теплота сгорания стехиометрической смеси(объемная теплопроизводительность), 3, 6 МДж/м 3 Массовая теплопроизводительность 2, 6 МДж/кг Теплоемкость при 20 0 С, 2, 5 к. Дж/(кг*град. ) Стехиометрическое количество воздуха требующееся для полного сгорания топлива, 6, 5 кг/кг Максимальная температура пламени при α=1, 19100 С Предельно допустимая концентрация паров в воздухе рабочей зоны(ПДКрз), 5 мг/м 3 Плотность энергии 16 МДж/л смесь воздуха с топливом 6. 4 Удельная энергия смеси воздуха с топливом 3. 1 МДж/кг воздух Удельная теплота испарения 1. 2 МДж/кг Октановое число (RON) 156
Метанол (СН 3 ОН) Теплотворная способность метанола ниже, чем у дизельного топлива. Высокая токсичность коррозионная активность - Октановое число (MON) 92 - метанол травит алюминий. - гидрофильность. Метанол втягивает воду, что является причиной засорения систем подачи топлива в виде желеобразных ядовитых отложений. - уменьшенная летучесть при холодной погоде: Моторы, работающие на метаноле, могут иметь проблемы с запуском и отличаться повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры. - применение метанола в качестве топлива сопровождается повышенным износом ЦПГ, вызванным попаданием его капель на стенки цилиндра и разрушением смазывающей пленки масла. - метанол обладает почти вдвое меньшей теплотворной способностью чем нефтяные топлива, что означает вдвое больший его расход при выполнении одинаковой работы. - метанол-сильный яд, наркотически воздействует на центральную нервную систему. При попадании в организм человека 5 -10 мл. метанола повреждается зрительный нерв что приводит к слепоте и сильнейшему отравлению. 30 мл. - смертельная доза.
ЭТБЭ Этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ) - бесцветная, прозрачная, подвижная, легковоспламеняющаяся жидкость с эфирным запахом. Практически не растворим в воде, но образует с ней азеотропную смесь. Смешивается со многими органическими растворителями, в том числе с алифатическими и ароматическими углеводородами, этанолом, метанолом, диэтиловым эфиром, хлороформом, четыреххлористым углеродом. Этил-трет-бутиловый эфир является так называемой оксигенирующей добавкой к моторным бензинам. Его использование позволяет понизить летучесть бензиновой смеси, а также уменьшить содержание угарного газа (монооксида углерода) в выхлопах. Повышает октановое число. ЭТБЭ значительно более безопасен для окружающей среды и двигателей по сравнению с этиловой жидкостью (тетраэтилсвинцом) или ароматическими углеводородами, которые также используются для повышения октанового числа бензинов ЭТБЭ обладает высоким октановым числом (109 -113 по среднему значению результатов измерений моторным и исследовательским методами). Для изготовления ЭТБЭ используется этиловый спирт, который получается из возобновляемого растительного сырья.
МТБЭ (СН 3—O—C(СН 3)3) Мети л-трет-бути ловый эфи р (трет-бутилметиловый эфир, 2 -метил-2 метоксипропан, МТБЭ) — химическое вещество с химической формулой СН 3—O —C(СН 3)3, один из важнейших представителей простых эфиров. Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) обладает октановым числом 106 -110 Внешний вид Бесцветная жидкость Плотность при 20 0 С (20 МПа), 0, 74 г/см 3 Температура плавления, -108, 6°C Температура кипения, 55, 2°C Температура вспышки, -28°C Температура самовоспламенения 443, 0 С Удельная теплоемкость 2, 1 к. Дж/кг • К Растворимость в воде, 4, 2 г/100 мл Октановое число по исследовательскому методу, 115— 135 ед. . Октановое число по моторному методу, 100— 101 ед. . Применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов (антидетонатор). Максимальное законодательное содержание МТБЭ в бензинах Европейского союза — 15 %, в Польше — 5 %, в России - 15% В России в среднем составе бензинов содержание МТБЭ составляет до 6 % для АИ 92 и до 15 % для АИ 95, АИ 98.
Метилэфир рапсового масла Плотность при 20 град С 877 кг/м 3 Вязкость кинем. При 20 град С 8 мм 2/с Теплота сгорания низшая 37. 8 МДж/кг Цетановое число 48 Стехиометрическое соотношение 12. 6 Содержание серы 0. 002 % Температура самовоспламенения 230 град С Плотность, при t=20 о. С 877 кг/м 3 Кинематическая вязкость, при t=20 о. С 8, 0 мм 2/с Поверхностное натяжение, при t=20 о. С 31. 4 • 10 -3 Н/м Цетановое число, не менее 48 Температура, о. С Температура менее) воспламенения (не 56 о. С Температура замерзания (не больше) -8 о. С Испытание на медную пластину выдерживает Содержание серы, не более 0, 02% Содержание золы, не более 0, 02% Содержание воды отсутствует% Суммарное содержание глицерина, % (мах) 0, 3 Теплота сгорания топлива низшая 37, 5 МДж/кг
Сжатый газ (CH 4) Компримированный природный газ (КПГ, сжатый природный газ, англ. Compressed natural gas) — сжатый природный газ. Химическая формула CH 4 Удельный вес газовой фазы (плотность), 0. 73 кг/м 3 Относительный удельный вес (плотность по воздуху), 0. 5 кг/м (в два раза легче воздуха) Температура кипения, -162°C Температура воспламенения, 645°C Теплота сгорания, 8500 Ккал/м Жаропроизводительность, 2 000°C Пределы взрываемости (верхний. . нижний), % газа в воздухе по объему 5 -15 Необходимое количество воздуха для сгорания газа, 10 м 3 Скорость распространения пламени, 0. 67 мсек Удельная теплота сгорания в воздухе 50. 1 106 Дж/кг
Сжатый газ (CH 4) Удельная теплота сгорания в воздухе бытового газа 31. 8 106 Дж/кг Удельная теплота сгорания метана 39. 8 106 МДж/м 3 Температура кипения метана -161. 6 град С Незначительные конструктивные изменения Октановое число газового топлива выше, чем бензина Он дешевле традиционного топлива, а вызываемый продуктами его сгорания парниковый эффект меньше по сравнению с обычными видами топлива, поэтому он безопаснее для окружающей среды. Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана Не токсичен в малых концентрациях; Не вызывает коррозии металлов. Компримированный природный газ дешевле, чем любое нефтяное топливо, в том числе и дизельное, но по калорийности их превосходит.
Сжатый газ (CH 4) Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха. Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологию и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы. Эксплуатационные затраты на обслуживание ниже, чем традиционных. Перевод дизеля на газ имеет ряд преимуществ – это уменьшение уровня шума и выброса вредных веществ, снижение затрат на топливо при сохранении или даже повышении мощности двигателя. При эксплуатации двигателей на СПГ повышается моторесурс двигателя. Кроме того, нет испарения топлива, не образуются паровоздушные пробки в топливоподающей системе, обеспе-чиваются устойчивая работа на холостом ходу, хорошие динамические качества АТС.
Сжатый газ (CH 4) Основной компонент природного газа (ПГ) - метан. Это углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода (СН 4). Благодаря этому, при его сжигании образуется примерно на 25% меньше СО 2 по сравнению с бензином (при расчете на одно и тоже количество энергии). По сравнению с дизельным топливом, ПГ при сжигании в двигателе образует меньшее количество NOx, а также значительно меньше частиц и соединений серы. Марки А и Б сжатого природного газа отличаются только содержанием метана и азота. Переоборудование дизеля на газовое топливо требует внесения изменений в конструкцию двигателя. С этой целью -уменьшается степень сжатия до 11, устанавливается свеча зажигания, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик -давления и температуры во впускном трубопроводе. Кроме того, учитывая, что при использовании газового топлива повышается теплонапряженность клапанов, применено натриевое охлаждение клапанов.
Сжиженный газ (C 3 H 8+C 4 H 10) Химическая формула C 3 H 8+C 4 H 10 Удельный вес газовой фазы (плотность 2. 4), кг/м 3 Относительный удельный вес (плотность по воздуху), 2. 0 кг/м 3 (в два раза тяжелее воздуха) Удельный вес жидкой фазы, 0. 5 кг/л (в два раза легче воды) Температура воспламенения, 510°C Теплота сгорания, 22. 000 Ккал/м Жаропроизводительность, 2 100°C Пределы взрываемости (верхний. . нижний), % газа в воздухе по объему 2 -10 Необходимое количество воздуха для сгорания газа, 25 м 3 Скорость распространения пламени, 0. 82 мсек Содержание энергии 26. 8 МДж/л Содержание энергии 508 МДж/кг
Сжиженный газ (C 3 H 8+C 4 H 10) Пропан-бутан (сжиженный нефтяной газ, СНГ, по-английски - liquified petroleum gas, LPG). Удельная теплота сгорания пропан-бутана 46. 8 106 МДж/м 3 Чтобы смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1, 6 МПа (16 атмосфер). Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды, а сжиженный газ испаряется при более низких температурах Октановое число газового топлива выше, чем бензина Сжиженный газ отличается от других видов автомобильного топлива наличием паровой фазы над поверхностью жидкой фазы. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем. Пропан испаряется при -45°С, а бутан - при -0, 5°С. Летом смесь на 75% состоит из бутана, а на 25% - из пропана, и при низких температурах она просто не сможет перейти в газообразное состояние. Поэтому зимний состав пропанбутановой смеси содержит 75% пропана и 25% бутана.
Сжиженный газ (C 3 H 8+C 4 H 10) Пропан имеет октановое число 111, а бутан - 103, поэтому октановое число пропан-бутана может варьироваться от 100 до 107. Сжиженный газ может растворять жир, масло и краску, а также деформирует натуральную резину. Сжиженный газ, попав на кожу человека при низкой температуре воздуха, может вызывать обморожение. Ездить на автомобиле, работающем на газе, значительно безопаснее, чем на бензине. Газ находится в баллонах под давлением, исключается возможность попадания воздуха, необходимого для воспламенения или взрыва, в то время как в баках с бензином или дизтопливом постоянно присутствует смесь их паров с воздухом. Температурные и концентрационные пределы самовоспламенения у газов существенно выше, чем у бензина и дизельного топлива. Октановое число 102. . . 112 Теплота сгорания, низшая, 46000 к. Дж/кг Стехиометрическое отношение, 16 кг воздуха/кг топлива
Синтез газ Синтез-газ — смесь монооксида углерода и водорода. В зависимости от способа получения соотношение CO: Н 2 варьируется от 1: 1 до 1: 3. В качестве исходного (сырьевого) углеводородного продукта для организации конверсии используется метанол (CH 3 OH) , как наиболее емкий жидкий носитель водорода (молекулярная доля Н 2 в соединении составляет 2/3). Пределы взрывоопасности водород-кислородной смеси составляют (по объему) от 4 до 94% Н 2, а водород-воздушной смеси - от 4 до 74% Н 2 (смесь 2 объемов Н 2 и 1 объема О 2 называется гремучим газом). Использование синтез газа безопасно, так как: Реакция между водородом и кислородом (т. е. реакция окисления водорода 2 Н 2 + О 2 =2 Н 2 О) при обычных условиях практически неосуществима, так как необходима температура около 700°C. Во впускном тракте дизеля температуры не превышают 100 -150°С, поэтому реакции водорода с кислородом в данном случае неосуществимы. Малая концентрация водорода ((до 5% от массы расходуемого топлива))
Синтез газ В испарителе метанол предварительно нагревается и испаряется и далее поступает в термокаталитический реактор, в котором происходит термохимическое преобразование в водородный синтез-газ при нагревании до температур порядка 300 -310°С в присутствии катализатора. Катализатор представляет собой покрытие на основе оксидов таких металлов, как Cu, Ni, Cr, в пропорциях 1/3, которое подвергается процессу активации. Добавка водорода к свежему заряду во впускной системе в относительно небольших количествах (до 5% от массы расходуемого топлива) позволяет на 50% снизить дымность и токсичность отработавших газов по NOx в двачетыре раза и заметно увеличить экономичность. Высокая эффективность воздействия водорода на рабочие процессы связана с необычайно высокой нормальной скоростью сгорания этого газа, кроме того, он препятствует росту сажевых частиц.
Анализ перспективности топлива Период задержки воспламенения Плотность Поверхностное натяжение Пределы воспламеняемости Расход топлива Сажа, NOx, CO, CH, ПАУ, сера Скорость образования паров Смазывающие свойства Смазывающие характеристики Стехиометрическое соотношение Стоимость Температура воспламенения Температура вспышки Температура замерзания Температура кипения Температура пламени Температура самовоспламенения Теплоемкость
Вредность Бензин, Биодизель, Биогаз, Водород, Дизельное топливо, ДМЭ, Метанол, Метилэфир рапсового масла, Сжатый газ, Сжиженный газ, Синтез газ, Этанол, Эфиры (ЭТБЭ, МТБЭ) ПАУ являются сильными химическими канцерогенами. Такие соединения, как бенз[a]антрацен, бензпирен и овален, обладают ярко выраженными канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами. Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана, накапливающегося в естественных и искусственных углублениях и создающего опасность взрыва. Биотопливо (например, разлитое) полностью распадается на неагрессивные по отношению к окружающей среде компоненты: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% биотоплива, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо. Метанол — яд, действующий на нервную и сосудистую системы. Приём внутрь 5 — 10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий — слепота), а 30 граммов и более — к смерти.
Взрывоопасность • Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана, накапливающегося в естественных и искусственных углублениях и создающего опасность взрыва. • При концентрация паров бензина в воздухе 70 -120 г/м 3 образуются взрывчатые смеси. • Метанол с воздухом в объёмных концентрациях 6, 72— 36, 5% образует взрывоопасные смеси (температура вспышки 15, 6 C). • водород обладает очень высокой способностью к воспламенению и весьма взрывоопасен. • Смесь водорода с воздухом — взрывчатое вещество. Наибольшую взрывоопасность водород имеет при объёмном отношении водорода и воздуха приближённо 2: 5 • Водород более опасен, чем бензин, так как горит в смеси с воздухом в более широком диа-пазоне концентраций. Бензин не горит при лямбда менее 0, 5 и более 2, водород при таких соот-ношениях горит великолепно. • За счет того, что газ находится в баллонах под давлением, исключается возможность по-падания воздуха, необходимого для воспламенения или взрыва, в то время как в баках с бензином или дизтопливом постоянно присутствует смесь их паров с воздухом. • Пределы взрывоопасности водород-кислородной смеси составляют (по объему) от 4 до 94% Н 2, а водород-воздушной смеси - от 4 до 74% Н 2 (смесь 2 объемов Н 2 и 1 объема О 2 называется гремучим газом).
Возобнавляемость Основное сырье для получения – нефть – не возобновляемый источник энергии. водород – легковозобновляемое топливо газ можно получать из возобновляемых источников Биоэтанол — обычный этанол, получаемый в процессе переработки возобновляемого растительного сырья (пшеница, кукуруза, топинамбур, водоросли целлюлоза и др. ) для использования в качестве биотоплива. Преимущество ЭТБЭ по сравнению с МТБЭ состоит в том, что для изготовления ЭТБЭ используется этиловый спирт, который получается из возобновляемого растительного сырья. Сжиженные углеводородные газы производится в основном из попутного нефтяного газа, который выделяется на любой из стадий от разведки и добычи до конечной реализации, из нефти, газа и в процессе их переработки из любого неполного продуктового состояния до любого из многочисленных конечных продуктов. Сырьём для производства биодизеля служат жирные, реже — эфирные масла различных растений или водорослей. Европа — рапс; США — соя; Канада — канола (разновидность рапса); Индонезия, Филиппины — пальмовое масло; Филиппины — кокосовое масло; Индия — ятрофа, (Jatropha); Африка — соя, ятрофа; Бразилия — касторовое масло.
Возобнавляемость В настоящее время большая часть биоэтанола производится из кукурузы (США) и сахарного тростника (Бразилия). Сырьём для производства биоэтанола также могут быть различные с/х культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д. Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород. Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, барда, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов отходы производства биодизеля, отходы от производства соков, водоросли, отходы производства крахмала и патоки — мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа. Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы или сильфия, а
Возобнавляемость • Водород практически не встречается в природе в чистой форме и должен извлекаться из других соединений с помощью различных химических методов. • Разнообразие способов получения водорода является одним из главных преимуществ водородной энергетики, так как повышает энергетическую безопасность и снижает зависимость от отдельных видов сырья. • К ним относятся: паровая конверсия метана и природного газа (Водяной пар при температуре 700°— 1000° Цельсия смешивается с метаном под давлением в присутствии катализатора); • газификация угля (Уголь нагревают при температуре 800°— 1300° Цельсия без доступа воздуха); • электролиз воды; • пиролиз; • частичное окисление; • биотехнологии (При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500°-800° (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется H 2, CO и CH 4. ); • Глубинный газ планеты. • В данный момент наиболее доступным и дешёвым процессом является паровая конверсия.
Выброс СО 2 • Присутствие кислорода в молекуле этанола, обеспечивает более гомогенное распределение кислорода при сгорании (заметно уменьшается количество выбросов С 02) и уменьшает температуру сгорания • Вода и углекислый газ для человека безвредны • Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. • При сгорании биотоплив выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. • Сжигание ископаемых топлив, таких как уголь, нефть и природный газ, является основной причиной эмиссии антропогенного CO 2, вырубка лесов является второй по значимости причиной. • Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО 2, и находится в атмосфере 12 лет.
Вязкость Растительные масла имеют большую плотность и вязкость, чем ДТ, что оказывает влияние на характеристики давления топлива над плунжером и в фосунке, а также на пусковые характеристики. ДМЭ ввиду малой вязкости создает проблемы запуска дизеля, утечек и долговечности прецизионных пар, подкачки топлива в линии низкого давления. Более короткий и широкий факел приводит к перераспределению тепловых нагрузок на детали цилиндропоршневой группы, перегреву деталей центральной части камеры сгорания и др. При увеличении концентрации рапсового масла возрастает вязкость топлива и его плотность, это ухудшает пусковые характеристики двигателя, увеличивает давление топлива над плунжером и форсункой. Часовой расход смесевого топлива выше, чем дизельного, что объясняется увеличенной на 3, 5 % плотностью и снижением утечек в зазорах плунжерных пар за счет повышенной вязкости смесевого топлива.
Давление насыщенных паров • Достижение равновесия между паром и жидкостью • Когда внешнее давление падает ниже давления насыщенного пара, происходит кипение (жидкости); когда оно выше — напротив, конденсация. • Для каждой горючей жидкости можно определить давление насыщенных паров. С повы-шением температуры оно растёт, таким образом, количество горючего вещества на единицу объёма воздуха над жидкостью также растёт с ростом температуры. • Вода 17, 36 мм Hg • Эфир 442, 4 мм Hg
Детонационная стойкость
Испаряемость Водород, хранящийся в баках при высоком давлении, в случае пробоя бака очень быстро испаряется. За девять дней испаряется полбака топлива BMW Hydrogen. Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды, а сжиженный газ испаряется при более низких температурах. Сжиженный газ отличается от других видов автомобильного топлива наличием паровой фазы над поверхностью жидкой фазы. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем. В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном газе, предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей испаряемости смеси: пропан остается в жидком состоянии при температуре ниже -42 С, для бутана эта температура составляет -0, 5 °С. Пропан испаряется при -45°С, а бутан - при -0, 5°С. Летом смесь на 75% состоит из бутана, а на 25% - из пропана, и при низких температурах она просто не сможет перейти в газообразное состояние. Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропан
Испаряемость Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха. При эксплуатации двигателей на СПГ повышается моторесурс двигателя. Кроме того, нет испарения топлива, не образуются паровоздушные пробки в топливоподающей системе, обеспечиваются устойчивая работа на холостом ходу, хорошие динамические качества АТС. СПГ для использования подвергается испарению до исходного состояния. При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %. Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода. высокая латентная теплота испарения, что охлаждает воздух при контакте (хорошая способность, для уменьшения перебоев при работе двигателя). при неустойчивой работе двигателя на повышенных нагрузках из-за плохого испарения спиртов требуется дополнительный подогрев топливной смеси, например с помощью отработанных газов
Испаряемость Роль теплоемкости углеводородного топлива в понижении температуры при испарении относительно невелика; кроме того, сами значения теплоемкостей различных топлив близки между собой. Понижение температуры во впускном трубопроводе за счет более высокого значения теплоты парообразования спиртов примерно в 3 раза больше, чем при испарении углеводородных топлив. Однако фактическое понижение температуры при испарении спиртов в двигателе еще больше, так как для их сгорания требуется меньше воздуха, чем для углеводородных топлив. Следует отметить, что в результате понижения температуры во впускном трубопроводе условия испарения топлива ухудшаются. Температура выкипания 10% бензина характеризует его пусковые свойства, так как при низких температурах именно эти 10% испаряются при первых вспышках в цилиндрах автомобиля. Однако слишком низкая температура кипения автомобильного бензина влечет за собой проблемы при запуске двигателя в жаркую погоду. Значительно повышается общая пожароопасность при эксплуатации автомобиля, возможно возникновение потери бензина вследствие чрезмерного его испарения по пути в цилиндры двигателя. При низкой температуре кипения наиболее легкие фракции бензина начинают испаряться и кипеть уже в бензопроводе, в бензонасосе, образуя тем самым паровые пробки, которые препятствуют поступлению бензина в карбюратор автомобиля.
Коррозионная активность СПГ не вызывает коррозии металлов МТБЭ широко применяется в производстве высокооктановых бензинов, при этом выступает как нетоксичный, но менее теплотворный высокооктановый компонент и как оксигенат (носитель кислорода), способствующий более полному сгоранию топлива и предотвращению коррозии металлов. Е 95 (Е 98, Е 92) представляет собой смесь 30 - 40 % обезвоженного (абсолютированного) до 99, 9% этилового спирта, 70 - 60 % лёгких фракций бензинов, а также специальных присадок, подавляющих коррозию и обеспечивающих сохранность резиновых деталей двигателя и топливной системы автомобиля. Метанол имеет высокую коррозионную активность
Нейтральность к уплотнительным материалам Из-за наличия свободных кислот плохо совмещаются с конструкционными и уплотнительными материалами Сжиженный газ может растворять жир, масло и краску, а также деформирует натуральную резину. Именно поэтому в трубопроводах низкого давления резиновые шланги изготовлены из бензомаслостойкой резины или синтетических материалов. Е 95 (Е 98, Е 92) представляет собой смесь 30 - 40 % обезвоженного (абсолютированного) до 99, 9% этилового спирта, 70 - 60 % лёгких фракций бензинов, а также специальных присадок, подавляющих коррозию и обеспечивающих сохранность резиновых деталей двигателя и топливной системы автомобиля.
Окисление при хранении Метанол в бензометанольной смеси окисляется до муравьиной кислоты, которая попадая вместе с бензином в масло может разрушать его щелочные присадки. ДМЭ имеет более высокую окисляющую способность (благодаря содержанию кислорода), чем у классического топлива Растительное масло имеет склонность к окислению при хранении.
Пределы воспламеняемости При испарении природный газ может воспламениться, если произойдет контакт с источником пламени. Для воспламенения необходимо иметь концентрацию испарений в воздухе от 5 % до 15 %. Если концентрация до 5 %, то испарений недостаточно для начала возгорания, а если более 15 %, то в окружающей среде становится слишком мало кислорода.
Ресурс двигателя Этанол имеет меньшую теплотворную способность, потому камера сгорания цилиндров, выпускные клапаны цилиндров и другие части ДВС работают в более благоприятных условиях. Риск прогорания вы-пускных клапанов, как это происходит при горении пропан-бутана или метана, отсутствует. Е 95 При сгорании топлива с пониженным содержанием серы, бензола и других, вредных для двигателя веществ, резко снижается количество продуктов сгорания, которые окисляют моторное масло и ведут к его почернению и потере полезных свойств, и которые ускоряют износ частей двигателя находящихся в камере сгорания. применение метанола в качестве топлива сопровождается повышенным износом ЦПГ, вызванным попаданием его капель на стенки цилиндра и разрушением смазывающей пленки масла. В водородном двигателе увеличится выход окислов азота из-за более высокой температуры в камере сгорания и возрастает вероятность подгорания клапанов и поршней при длительной работе на большой мощности при использовании газового топлива повышается теплонапряженность клапанов метан не вызывает коррозии металлов
Ресурс двигателя ДБТ в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (< 0, 001 %, минеральный - <0, 2%). Содержание серы в ДМЭ, не более 0, 02% В МЭРМ практически полностью отсутствует сера (0, 002% по массе, вместо 0, 2% в дизельном топливе), что ухудшает смазывающие свойства топлива, а соответственно увеличивает износ. Поэтому в чистом виде не применяется. Минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности.
Сажа, NOx, CO, CH, ПАУ, сера Водород обладает намного более широким, по сравнению с бензином, диапазоном пропорций смешивания его с воздухом, при которых ещё возможен поджиг смеси. И сгорает водород полнее, даже вблизи стенок цилиндра, где в бензиновых двигателях обычно остаётся несгоревшая рабочая смесь. Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологию и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы Использование биотоплив снижает эмиссию практически всех вредных веществ по сравнению с нефтяными дизельными топливами.
Смазывающие свойства В МЭРМ практически полностью отсутствует сера (0, 002% по массе, вместо 0, 2% в дизельном топливе), что ухудшает смазывающие свойства топлива, а соответственно увеличивает износ. Поэтому в чистом виде не применяется. ДБТ Хорошие смазочные характеристики. Минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами, что продлевает срок жизни двигателя. Кроме того, водород при температурах и давлениях, которые создаются в двигателе, способен вступать в реакцию с материалами двигателя и смазкой, приводя к более быстрому износу. применение метанола в качестве топлива сопровождается повышенным износом ЦПГ, вызванным попаданием его капель на стенки цилиндра и разрушением смазывающей пленки масла. Метан не токсичен в малых концентрациях;
Стехиометрическое соотношение у метанола – 6, 5; у этанола – 9, 0. метана CH 4 9, 52 м 3/м 3 водорода Н 2 2, 38 м 3/м 3 смеси (пропан+бутан) 25 м 3/м 3 дизельного топлива - 14, 3 кг бензина - 14, 7 кг
Скачать презентацию ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1 АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТОПЛИВА
Эксплутационные материалы нов.ppt