Mikä on vaihtoehtoinen polttoaine autoille

Bensiinin polttomoottori on mullistanut itseliikkuvien ajoneuvojen kehityksen. Ajan myötä autot ovat siirtyneet luksusluokasta välttämättömyyteen.

Luonnonvarojen nykyinen kulutus on kasvanut niin paljon, että varannoilla ei ole aikaa täydentää. Tämä pakottaa ihmiskunnan kehittämään vaihtoehtoisia polttoaineita. Tässä katsauksessa tarkastelemme valmiita kehityksiä, joita käytetään monissa ajoneuvoissa.

Vaihtoehtoiset polttoaineet

Öljyvarantojen vähentymisen lisäksi vaihtoehtoisten polttoaineiden kehittämisellä on useita muita syitä.

Yksi niistä on ympäristön pilaantuminen. Poltettaessa bensiini ja dieselpolttoaine vapauttavat haitallisia aineita, jotka heikentävät otsonikerrosta ja voivat aiheuttaa hengityselinsairauksia. Tästä syystä tutkijat pyrkivät edelleen luomaan puhtaan energialähteen, jolla olisi minimaalinen vaikutus ympäristöön sekä uuttovaiheen että moottorin käytön aikana.

Toinen syy on valtion energinen riippumattomuus. Kaikki tietävät, että vain harvoilla mailla on maanalaisia ​​öljyvarantoja. Kaikkien muiden on sietävä monopolistien asettamaa hinnoittelupolitiikkaa. Vaihtoehtoisten polttoaineiden käyttö antaa meille mahdollisuuden päästä eroon tällaisten valtojen taloudellisesta sortosta.

Yhdysvaltojen energiapoliittisen lain mukaan vaihtoehtoiset polttoaineet määritellään:

• Maakaasu;
• biopolttoaineet;
• etanoli;
• biodiesel;
• Vety;
• sähkö;
• Hybridi asennus.

Jokaisella polttoainetyypillä on tietysti omat positiiviset ja negatiiviset tekijät. Näiden tietojen perusteella autoharrastajan on helpompi navigoida siinä, mitä hän voi vaarantaa ostamalla ainutlaatuisen ajoneuvon.

Maakaasu

Arkaluonteinen kaasutus on insinöörejä kehottanut pohtimaan, voidaanko sitä käyttää vaihtoehtoisena polttoaineena. Kävi ilmi, että tämä luonnonvarat palavat kokonaan pois eikä päästä samoja haitallisia aineita kuin bensiini tai diesel.

Neuvostoliiton jälkeisen tilan alueella kaasua varten muunnetusta moottorista on tullut yleinen ilmiö. Jotkut, vaikka ostavatkin taloudellisen auton, pohtivat, onko järkevää vaihtaa se kaasuun.

Viime aikoina jotkut valmistajat ovat varustaneet autot tehtaalla kaasulaitteilla. Esimerkki tästä on Skoda Kamiq G-Tec. Valmistaja täydentää metaanilla toimivan polttomoottorin mallia. Propaanin ja metaanin edut ja haitat on kuvattu kohdassa toinen artikkeli... Ja myös sisään yksi arvostelu kertoo kaasulaitteiden erilaisista muunnoksista.

biopolttoaineet

Tämä vaihtoehtoisten polttoaineiden luokka näkyy viljelykasvien jalostuksen tuloksena. Toisin kuin bensiini, kaasu ja dieselpolttoaineet, biopolttoaineet eivät päästä poltossa hiilidioksidia, jota aikaisemmin löytyi maan suolistosta. Tässä tapauksessa käytetään hiiltä, ​​jonka kasvit ovat absorboineet.

Tämän vuoksi kasvihuonekaasut eivät ylitä määrää, joka päästää kaikkien elävien organismien elinaikana. Tällaisen polttoaineen etuihin sisältyy mahdollisuus tankata tavallisissa huoltoasemissa.

Kyseinen polttoaine on pikemminkin luokka kuin erillinen polttoaine. Esimerkiksi eläin- ja kasviperäisten jätteiden käsittelyssä syntyy metaania ja etanolia. Huolimatta alhaisista kustannuksistaan ​​ja helpposta tuotannostaan ​​(öljynporauslaitteita monimutkaisilla käsittelylaitteilla ei tarvita) tällä polttoaineella on haittoja.

Yksi merkittävistä haitoista on, että riittävän määrän polttoaineen tuottamiseksi tarvitaan suuria istutuksia, joille voidaan kasvattaa erityisiä kasveja, jotka sisältävät korkean prosenttimäärän sopivia aineita. Tällaiset kasvit kuluttavat maaperää, joten se ei pysty tuottamaan laadukkaita satoja muille kasveille.

etanolia

Suunnitellessaan polttomoottoreita suunnittelijat testasivat erilaisia ​​aineita, joiden perusteella yksikkö voisi toimia. Eikä alkoholi ole viimeinen tällaisten aineiden luettelossa.

Etanolin etuna on, että sitä voidaan saada tyhjentämättä maan luonnonvaroja. Sitä voidaan esimerkiksi saada kasveista, joissa on paljon sokeria ja tärkkelystä. Näihin kasveihin sisältyy:

• Sokeriruoko;
• Vehnä;
• Maissi;
• Perunat (käytetty harvemmin kuin aikaisemmat).

Etanoli voi perustellusti ottaa yhden ensimmäisistä paikoista edullisten vaihtoehtoisten polttoaineiden luokituksessa. Esimerkiksi Brasilialla on kokemusta tämän tyyppisen alkoholin valmistuksesta. Tämän ansiosta maalla voi olla energia-riippumattomuus valtioista, joiden alueella tuotetaan maakaasua tai öljyä.

Jotta alkoholia voidaan käyttää, moottorin on oltava valmistettu metalleista, jotka ovat tämän aineen kestäviä. Ja tämä on yksi merkittävistä haitoista. Useat autovalmistajat rakentavat moottoreita, jotka voivat toimia sekä bensiinillä että etanolilla.

Näitä muunnoksia kutsutaan FlexFuel. Tällaisten tehoyksiköiden erityispiirre on, että etanolipitoisuus bensiinissä voi vaihdella 5 - 95 prosenttia. Tällaisten ajoneuvojen nimeämisessä käytetään kirjainta E ja suurimpaa sallittua alkoholipitoisuutta polttoaineessa.

Tämä polttoaine on kasvussa bensiinin estereiden kiristymisen vuoksi. Yksi aineen haitoista on veden tiivistyminen. Lisäksi poltettaessa ne vapauttavat vähemmän lämpöenergiaa, mikä vähentää merkittävästi moottorin tehoa, jos se toimisi bensiinillä.

biodiesel

Nykyään tämäntyyppinen vaihtoehtoinen polttoaine on yksi lupaavimmista. Biodieseli on valmistettu kasveista. Tätä polttoainetta kutsutaan joskus metyylieetteriksi. Tärkein polttoaineen valmistuksessa käytetty raaka-aine on rypsi. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa sato, joka on biodieselin resurssi. Se voidaan valmistaa seuraavien kasvien öljyistä:

• Soija;
• Auringonkukka;
• Palmuja.

Öljyestereillä, kuten alkoholeilla, on tuhoisa vaikutus materiaaleihin, joista perinteiset moottorit valmistetaan. Tästä syystä kaikki valmistajat eivät halua mukauttaa tuotteitaan tähän polttoaineeseen (alhainen kiinnostus tällaisiin autoihin, mikä vähentää syyn suuren erän luomiseen, eikä vaihtoehtoisten polttoaineiden rajoitettujen versioiden valmistamisesta ole hyötyä).

Viime aikoina jotkut valmistajat sallivat öljytuotteiden sekoittamisen biopolttoaineisiin. Uskotaan, että 5% rasvaesterit eivät vahingoita moottoria.

Maatalousjätteeseen perustuvalla kehityksellä on merkittävä haitta. Taloudellisen hyödyn saavuttamiseksi monet viljelijät voivat uudelleenkvalifioida maansa kasvattaakseen yksinomaan niitä kasveja, joista biopolttoaineita valmistetaan. Tämä voi vaikuttaa elintarvikkeiden hintojen huomattavaan nousuun.

vety

Vettä yritetään myös käyttää halvana polttoaineena. Vaikka tällainen kehitys on tavalliselle käyttäjälle liian kallista, näyttää siltä, ​​että tällaisella kehityksellä on tulevaisuutta.

Tällainen elementti on mielenkiintoinen, koska se on maailman parhaiten saavutettavissa. Ainoa jäte palamisen jälkeen on vesi, joka voi juoda myös yksinkertaisen puhdistuksen jälkeen. Teoriassa tällaisten polttoaineiden palaminen ei muodosta kasvihuonekaasuja ja otsonikerrosta heikentäviä aineita.

Tämä on kuitenkin edelleen teoriassa. Käytäntö osoittaa, että vedyn käyttö on paljon haitallisempaa kuin bensiini autossa, jossa ei ole katalysaattoria. Ongelmana on, että sylintereissä palaa puhtaan ilman ja vedyn seos. Sylinterin työkammio sisältää ilman ja typen seosta. Ja tämä alkuaine hapettuessaan muodostaa yhden haitallisimmista aineista - NOx (typen oksidi).

BMW X-5 vetymoottorilla

Toinen ongelma vedyn käytössä on sen varastointi. Kaasun käyttämiseksi autossa säiliö on valmistettava joko kryogeenisen kammion (-253 astetta, jotta kaasu ei syty itsestään) muodossa tai sylinterin, joka on suunniteltu 350 atm: n paineelle.

Toinen vivahdus on vedyn tuotanto. Huolimatta siitä, että tätä kaasua on luonnossa paljon, mutta suurin osa siitä on jonkinlaisessa yhdisteessä. Vedyn tuotantoprosessissa ilmakehään pääsee melko suuri määrä hiilidioksidia (kun yhdistetään vesi ja metaani - helpoin tapa saada vetyä).

Edellä luetellut tekijät huomioon ottaen vetymoottorit ovat edelleen kallein kaikista vaihtoehtoisista polttoaineista.

Электричество

Suosituimmat ovat sähköajoneuvot. Ne eivät saastuta ympäristöä, koska sähkömoottorilla ei ole lainkaan pakokaasua. Tällaiset autot ovat hiljaisia, erittäin mukavia ja tarpeeksi tehokkaita (esimerkiksi Nio EP9 kiihtyy sataan 2,7 sekunnissa ja suurin nopeus on 313 km / h).

Sähkömoottorin ominaisuuksien ansiosta sähköajoneuvo ei tarvitse vaihdelaatikkoa, mikä lyhentää kiihdytysaikaa ja helpottaa ajamista. Vaikuttaa siltä, ​​että tällaisilla ajoneuvoilla on vain etuja. Mutta itse asiassa tällaisissa autoissa ei ole negatiivisia näkökohtia, minkä vuoksi ne ovat yhden aseman alhaisemmat kuin klassiset autot.

Yksi suurimmista haitoista on akun kapasiteetti. Yksi lataus korkealaatuisella suorituskyvyllä riittää korkeintaan 300 km: iin. Tankkaaminen kestää useita tunteja, jopa nopealla latauksella.

Mitä suurempi akkukapasiteetti, sitä raskaampi ajoneuvo on. Perinteiseen malliin verrattuna sähköinen analogia voi painaa 400 kilogrammaa enemmän.

Ajon etäisyyden lisäämiseksi ilman lataamista valmistajat kehittävät hienostuneita palautusjärjestelmiä, jotka keräävät pieniä määriä energiaa (esimerkiksi alamäkeen tai jarruttaessa). Tällaiset järjestelmät ovat kuitenkin erittäin kalliita, ja niiden suorituskyky ei ole niin havaittavissa.

Ainoa vaihtoehto, jonka avulla voit ladata akun ajon aikana, on asentaa generaattori, joka toimii samalla bensiinimoottorilla. Kyllä, voit säästää huomattavasti polttoainetta, mutta järjestelmän toimimiseksi sinun on silti turvauduttava klassiseen polttoaineeseen. Esimerkki tällaisesta autosta on Chevrolet Volt. Sitä pidetään täysimittaisena sähköajoneuvona, mutta siinä on bensiinigeneraattori.

Hybridi-asennukset

Kompromissina, joka minimoi klassisen polttoaineenkulutuksen, valmistajat varustavat voimayksikön hybridiyksiköillä. Se voi olla lievä tai kokonainen hybridijärjestelmä.

Tällaisten mallien päävoimayksikkö on bensiinimoottori. Lisäksi käytetään pienitehoista moottoria (tai useita) ja erillistä akkua. Järjestelmä voi auttaa päämoottoria aloitettaessa minimoimaan kuormituksen ja sen seurauksena pakokaasujen haitallisten aineiden määrän.

Muut hybridiajoneuvojen muunnokset voivat kulkea tietyn matkan pelkästään sähköisen vetovoiman avulla. Tästä voi olla hyötyä, jos kuljettaja ei ole laskenut etäisyyttä bensa-asemaan.

Hybridien haitoihin sisältyy kyvyttömyys palauttaa energiaa auton ollessa ruuhkassa. Voit säästää sähköä sammuttamalla järjestelmän (se käynnistyy erittäin nopeasti), mutta tämä vaikuttaa negatiivisesti moottorin kompensointilaitteisiin.

Puutteista huolimatta kuuluisien autojen hybridiversiot ovat saamassa suosiota. Esimerkiksi Toyota Corolla. Yhdistetyssä bensiinimoottorissa kuluu 6,6 litraa 100 kilometriä kohden. Hybridianalogi on kaksi kertaa taloudellisempi - 3,3 litraa. Mutta samaan aikaan se on lähes 2,5 tuhatta dollaria kalliimpi. Jos tällainen auto ostetaan polttoainetalouden vuoksi, sitä on käytettävä erittäin aktiivisesti. Ja sitten tällainen hankinta oikeuttaa itsensä vasta muutaman vuoden kuluttua.

Kuten näette, vaihtoehtoisten polttoaineiden etsiminen tuottaa tuloksia. Mutta resurssien kehittämisen tai hyödyntämisen korkeiden kustannusten takia tämäntyyppiset energiavarat ovat edelleen useita asemia alhaisemmat kuin perinteinen polttoaine.

Kysymyksiä ja vastauksia:

Mitkä polttoaineet luokitellaan vaihtoehtoisiksi polttoaineiksi? Vaihtoehtoisia polttoaineita harkitaan: maakaasu, sähkö, biopolttoaineet, propaani, vety, etanoli, metanoli. Kaikki riippuu siitä, mitä moottoria autossa käytetään.

Minä vuonna bensiini ilmestyi? Bensiinin tuotanto alkoi 1910-luvulla. Aluksi se oli öljyn tislauksen sivutuote, kun kerosiinia luotiin kerosiinilamppuihin.

Voiko öljyä syntetisoida? Synteettistä öljyä voidaan saada lisäämällä vetypohjaisia ​​katalyyttejä hiileen ja noin 50 ilmakehän paineessa. Suhteellisen halvat kivihiilen louhintamenetelmät tekevät energiatehokkaasta teknologiasta.