Што такое альтэрнатыўнае паліва для аўтамабіляў

Бензінавы рухавік унутранага згарання здзейсніў сапраўдную рэвалюцыю ў развіцці самаходных транспартных сродкаў. З часам аўтамабілі перамясціліся з катэгорыі раскошы ў неабходнасць.

Сучаснае спажыванне прыродных рэсурсаў настолькі павялічылася, што запасы не паспяваюць папаўняцца. Гэта прымушае чалавецтва распрацоўваць альтэрнатыўныя віды паліва. У дадзеным аглядзе разгледзім ужо гатовыя распрацоўкі, якія прымяняюцца на многіх транспартных сродках.

Віды альтэрнатыўнага паліва

Акрамя паніжаюць запасаў нафты ў распрацовак альтэрнатыўных відаў паліва ёсць яшчэ некалькі прычын.

Адна з іх - забруджванне навакольнага асяроддзя. Пры згаранні бензін і дызпаліва вылучаюць шкодныя рэчывы, якія руйнуюць азонавы пласт і могуць выклікаць хваробы дыхальных шляхоў. Па гэтай прычыне навукоўцы да гэтага часу працуюць над стварэннем чыстага крыніцы энергіі, які меў бы мінімальнае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе, як на этапе здабычы, так і ў працэсе работы рухавіка.

Другая прычына - энергетычная незалежнасць дзяржавы. Усім вядома, што запасы нафты знаходзяцца пад зямлёй толькі некаторых дзяржаў. Усім астатнім даводзіцца мірыцца з цэнавай палітыкай, якую ўсталёўваюць манапалісты. Выкарыстанне альтэрнатыўнага паліва дасць магчымасць выйсці з-пад эканамічнага прыгнёту такіх дзяржаў.

Згодна з Законам Злучаных Штатаў аб энергетычнай палітыцы, альтэрнатыўнымі відамі паліва вызначаны:

• Прыродны газ;
• біяпаліва;
• этанол;
• Біядызель;
• вадарод;
• электрычнасць;
• Гібрыдных ўстаноўка.

Вядома, кожны тып гаручага мае свае станоўчыя і адмоўныя фактары. Грунтуючыся на гэтай інфармацыі, аўтааматару лягчэй будзе зарыентавацца, у чым ён можа пайсці на кампраміс, набываючы унікальнае транспартны сродак.

прыродны газ

Паўсюдная газіфікацыя заахвоціла інжынераў задумацца над тым, ці можна выкарыстоўваць яго ў якасці альтэрнатыўнага паліва. Аказалася, што дадзены прыродны рэсурс цалкам згарае і не вылучае такіх жа шкодных рэчываў, як бензін або дызель.

На тэрыторыі постсавецкай прасторы матор, пераабсталяваныя пад газ, стала звыклым з'явай. Некаторыя нават набываючы эканамічны аўтамабіль, задаюцца пытаннем: ці ёсць сэнс перакладаць яго на газ.

У апошні час некаторыя вытворцы з заводу абсталююць машыны газавым абсталяваннем. Прыкладам таму служыць Skoda Kamiq G-Tec. Вытворца камплектуе мадэль ДВС, які працуе на кіданне. Аб вартасцях і недахопах пропана і метану распавядаецца ў іншым артыкуле. А яшчэ ў адным аглядзе распавядаецца аб розных мадыфікацыях газабалонны абсталявання.

біяпаліва

Дадзеная катэгорыя альтэрнатыўнага паліва з'яўляецца ў выніку перапрацоўкі сельскагаспадарчых культур. У адрозненне ад бензіну, газу і дызпаліва, біяпаліва пры згаранні не вылучае дыяксід вугляроду, які раней знаходзіўся ў нетрах зямлі. У гэтым выпадку выкарыстоўваецца вуглярод, які ўвабралі расліны.

Дзякуючы гэтаму парніковыя газы не перавышаюць тую колькасць, якая вылучаецца ў працэсе жыццядзейнасці ўсіх жывых арганізмаў. Да вартасцяў такога гаручага ставіцца магчымасць запраўкі на звычайных АЗС.

Разгляданая паліва хутчэй з'яўляецца катэгорыяй, чым асобным палівам. Напрыклад, пры перапрацоўцы адходаў жывёльнага і расліннага паходжання утворыцца метан і этанол. Нягледзячы на ​​таннасць і прастату ў атрыманні (не патрэбныя нафтавыя вышкі са складаным перапрацоўчым абсталяваннем), у дадзенага паліва ёсць свае недахопы.

Адзін з істотных мінусаў - каб вырабіць дастатковую колькасць гаручага, патрабуюцца вялікія плантацыі, на якіх можна вырошчваць спецыяльныя расліны, якія ўтрымліваюць высокі адсотак падыходных рэчываў. Такія культуры схуднеюць глебу, што робіць яе няздольнай даць якасны ўраджай іншым культурным раслінам.

этанол

Распрацоўваючы рухавікі ўнутранага згарання, канструктары адчувалі розныя рэчывы, на аснове якіх мог бы працаваць агрэгат. І спірт займае не апошняе месца ў спісе такіх рэчываў.

Плюсам этанолу з'яўляецца тое, што яго можна атрымаць, ня вычарпання прыродных запасы зямлі. Напрыклад, яго можна атрымаць з раслін з высокім утрыманнем цукру і крухмалу. Да такіх культур ставяцца:

• Цукровы трыснёг;
• Пшаніца;
• кукуруза;
• Бульба (выкарыстоўваецца радзей, чым папярэднія).

Этанол па праве можа заняць адно з першых месцаў у рэйтынгу таннага альтэрнатыўнага паліва. Напрыклад, Бразілія мае вопыт у вырабе дадзенага тыпу спірту. Дзякуючы гэтаму краіна можа мець энергетычную незалежнасць ад дзяржаў, на тэрыторыі якіх вядзецца здабыча прыроднага газу або нафты.

Для працы на спірце рухавік павінен быць выраблены з металу, устойлівых да ўздзеяння дадзенага рэчыва. І гэта з'яўляецца адным з істотных недахопаў. Некаторыя аўтавытворцы ствараюць маторы, якія могуць працаваць як на бензіне, так і на этаноле.

Такія мадыфікацыі называюцца FlexFuel. Асаблівасцю такіх сілавых агрэгатаў заключаецца ў тым, што ўтрыманне этанолу ў бензіне можа вар'іравацца ад 5 да 95 працэнтаў. У пазначэнні такіх аўтамабіляў выкарыстоўваецца літара Е і максімальна дапушчальнае працэнтнае ўтрыманне спірту ў паліве.

Дадзенае гаручае набірае папулярнасць з-за ўзмацнення жорсткасці ўтрымання ў бензіне эфіраў. Адным з недахопаў рэчывы з'яўляецца адукацыя вадзянога кандэнсату. Таксама пры згаранні яны вылучаюць менш цеплавой энергіі, што значна зніжае магутнасць рухавіка, калі б ён працаваў на бензіне.

Біядызель

На сённяшні дзень гэты від альтэрнатыўнага паліва з'яўляецца адным з перспектыўных. Біядызель вырабляецца з раслін. Часам такое гаручае называецца метылавым эфірам. Асноўную сыравіну, якое выкарыстоўваецца для вырабу паліва - рапс. Аднак гэта не адзіная культура, якая з'яўляецца рэсурсам для стварэння біядызелю. Яго могуць вырабляць з алеяў наступных культур:

• соі;
• сланечніка;
• Пальмы.

Эфіры алеяў, падобна спірту, маюць разбуральнае ўздзеянне на матэрыялы, з якіх вырабляюцца звычайныя маторы. Па гэтай прычыне не кожны вытворца жадае адаптаваць сваю прадукцыю пад дадзенае паліва (нізкі цікавасць да падобных аўтамабілям, што зніжае рацыя ў стварэнні вялікай партыі, а вырабляць лімітаваныя версіі на альтэрнатыўным паліве не нясе выгады).

У апошні час некаторыя вытворцы дазваляюць змешваць нафтапрадукты з біяпалівам. Лічыцца, што 5-працэнтнае ўтрыманне эфіраў тлушчу не пашкодзіць матору.

У распрацовак на аснове сельскагаспадарчых адходаў ёсць істотны недахоп. Дзеля эканамічнай выгады многія фермеры могуць перакваліфікаваць свае ўгоддзі пад вырошчванне выключна тых культур, з якіх вырабляецца біяпаліва. Гэта можа паспрыяць значнага падаражання харчовых прадуктаў.

вадарод

У якасці таннага паліва спрабуюць таксама выкарыстоўваць вадарод. Пакуль такія распрацоўкі занадта дарагія для звычайнага карыстальніка, але, як здаецца, у падобных распрацовак ёсць будучыня.

Цікавасць такі элемент выклікае тым, што ён самы даступны на планеце. Адзіным адыходам пасля згарання з'яўляецца вада, якую пасля нескладанай ачысткі можна нават піць. У тэорыі згаранне такога паліва не ўтварае парніковых газаў і рэчываў, якія разбураюць азонавы слой.

Аднак, гэта пакуль на тэорыі. Практыка паказвае, што выкарыстанне вадароду нашмат шкадней, чым бензіну ў аўтамабілі без каталізатара. Праблема заключаецца ў тым, што ў цыліндрах згарае сумесь не чыстага паветра і вадароду. У працоўнай камеры цыліндру знаходзіцца сумесь паветра з азотам. А гэты элемент пры акісленні ўтварае адно з шкодных рэчываў - NOx (аксід азоту).

BMW X-5 на вадародным рухавіку

Яшчэ адной праблемай у выкарыстанні вадароду з'яўляецца яго захоўванне. Каб выкарыстоўваць газ у аўтамабілі, рэзервуар павінен быць выкананы альбо ў выглядзе крыягеннай камеры (-253 градусаў, каб газ не самазагарацца), альбо балона, разлічанага на ціск у 350 атм.

Яшчэ адзін нюанс - здабыча вадароду. Нягледзячы на ​​тое, што дадзенага газу ў прыродзе шмат, але ў большасці сваёй ён знаходзіцца ў якім-небудзь злучэнні. У працэсе здабычы вадароду ў атмасферу выкідваецца досыць вялікая колькасць вуглякіслага газу (пры злучэнні вады і метану - самы просты спосаб атрымаць вадарод).

Улічваючы пералічаныя вышэй фактары, вадародныя рухавікі застаюцца самымі дарагімі з усіх мадыфікацый, якія працуюць на альтэрнатыўным паліве.

электрычнасць

Самай вялікай папулярнасцю карыстаюцца электрамабілі. Яны не забруджваюць навакольнае асяроддзе, так як у электраматора наогул няма выхлапу. Такія аўтамабілі бясшумныя, вельмі камфортныя і досыць магутныя (напрыклад, Nio EP9 разганяецца да сотні за 2,7 сек., А максімальная хуткасць - 313 км / г.).

Дзякуючы асаблівасцям працы электраматора электрамабіль не мае патрэбу ў скрынцы перадач, што скарачае час разгону і палягчае працэс кіравання. Здавалася б, у такіх транспартных сродкаў толькі плюсы. Але на самай справе і такія аўто не пазбаўленыя адмоўных момантаў, з-за якіх яны стаяць на пазіцыю ніжэй класічных машын.

Адзін з істотных недахопаў - ёмістасць батарэі. Аднаго зарада ў самым якасным выкананні хапае максімум на 300 км. Каб «заправіцца», нават выкарыстоўваючы хуткую зарадку, трэба выдаткаваць некалькі гадзін.

Чым больш ёмістасць батарэі - тым цяжэй аўтамабіль. У параўнанні з звычайнай мадэллю электрычны аналаг можа важыць на 400 кілаграм больш.

Каб павялічыць адлегласць язды без падзарадкі, вытворцы распрацоўваюць складаныя сістэмы рэкуперацыі, дзякуючы якім збіраюцца мізэрныя аб'ёмы энергіі (напрыклад, пры спуску з гары або падчас тармажэння). Аднак такія сістэмы вельмі дарагія, а прадукцыйнасць ад іх не настолькі адчувальная.

Адзіны варыянт, які дазваляе падзарадзіць акумулятар падчас руху - усталяваць генератар, які працуе ад таго ж бензінавага матора. Так, гэта дазваляе істотна зэканоміць на паліве, але для функцыянавання сістэмы ўсё роўна даводзіцца звяртацца да класічнага паліва. Прыклад такога аўтамабіля - Chevrolet Volt. Ён лічыцца паўнавартасным электрамабілем, але з бензінавым генератарам.

гібрыдныя ўстаноўкі

У якасці кампрамісу, які дазваляе мінімізаваць выдатак класічнага паліва, вытворцы абсталёўваюць сілавы агрэгат гібрыднымі ўсталёўкамі. Гэта можа быць сістэма мяккага або паўнавартаснага гібрыд.

Асноўны сілавы агрэгат у такіх мадэлях - бензінавы ДВС. У якасці дадатку выкарыстоўваецца маламагутны матор (або некалькі) і асобная батарэя. Сістэма можа дапамагаць асноўнаму рухавіку пры старце, каб мінімізаваць нагрузку і, як следства - колькасць шкодных рэчываў у выхлапе.

Іншыя мадыфікацыі гібрыдных аўтамабіляў могуць праехаць некаторую адлегласць выключна на электротяге. Гэта можа спатрэбіцца, калі кіроўца не разлічыў адлегласць да запраўкі.

Да недахопаў гібрыдаў ставіцца немагчымасць рэкуперацыі энергіі, пакуль аўто стаіць у корку. Каб зэканоміць электрычнасць, можна выключыць сістэму (запускаецца яна вельмі хутка), аднак гэта адмоўна адбіваецца на кампенсатарах матора.

Нягледзячы на ​​недахопы, гібрыдныя версіі вядомых аўтамабіляў набіраюць вялікую папулярнасць. Напрыклад, Toyota Corolla. Бензінавая версія да мяшаным цыкле спажывае 6,6 літраў на 100 км. Гібрыдны аналаг ў два разы эканамічней - 3,3 літра. Але пры гэтым ён амаль на 2,5 тысячы долараў даражэй. Калі такі аўтамабіль купляецца дзеля эканоміі паліва, то ён павінен эксплуатавацца вельмі актыўна. І то такая купля апраўдае сябе толькі праз некалькі гадоў.

Як бачна, пошукі альтэрнатыўнага паліва даюць свае вынікі. Але з-за дарагоўлі распрацовак або здабычы рэсурсаў такія віды энерганосьбітаў пакуль застаюцца на некалькі пазіцый ніжэй звычайнага паліва.

Пытанні і адказы:

Якое паліва адносяцца да альтэрнатыўных відаў паліва? Альтэрнатыўнымі відамі паліва лічацца: прыродны газ, электрычнасць, біяпаліва, прапан, вадарод, этанол, метанол. Усё залежыць ад таго, які матор выкарыстоўваецца ў машыне.

У якім годзе з'явіўся бензін? Вытворчасць бензіну пачалася з 1910-х гадоў. Спачатку гэта побыт пабочны прадукт пры дыстыляцыі нафты, калі стваралі газа для газавых лямпаў.

Ці можна сінтэзаваць нафту? Сінтэтычную нафту можна атрымаць пры даданні ў вугаль вадарод на аснове каталізатараў і пры ціску каля 50 атмасфер. Энергазберагальнай тэхналогію робяць адносна танныя метады здабычы вугалю.