какие существуют виды топлива для автомобилей
Виды топлива для автомобилей
С момента появления автомобильных двигателей внутреннего сгорания и до сих пор для них используются продукты нефтепереработки: бензин и дизельное топливо. И то, и то – смесь углеводородов с присадками. Разница только в отдельных характеристиках и температурном режиме. От 35 до 2000 градусов для бензина и от 180 до 3600 – для дизеля.
Бензин
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.
Дизельное топливо
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.
Альтернативные виды
Во всем мире растет интерес к альтернативным видам автомобильного топлива: более экономичным, экологичным и эффективным. Они производятся из неисчерпаемых запасов и создают меньше выбросов в атмосферу.
Вот некоторые из них:
Но что делать, если проблема не в топливе, а в автомобиле? Если ваше авто временно в ремонте, вы планируете командировку или путешествие либо просто хотите протестировать новую марку, обращайтесь к нам! Компания «Укр-Прокат» предлагает обширный автопарк в Киеве, гибкие условия и выгодные цены!
© 2013-2021 «Укр-Прокат»
аренда автомобилей в Украине
Какие альтернативные виды топлива существуют?
Последние годы стали одними из худших по среднероссийскому росту цен на бензин, достигнув более 30 рублей за литр бензина марки Аи-92 на подавляющем большинстве АЗС. Кроме того, эксперты прогнозируют, что новые повышения цен на бензин неизбежны, и это естественно заставляет задаться вопросом, какие альтернативы могут быть бензиновым (и дизельным) автомобилям.
Давайте взглянем на некоторую статистику по ценам на топливо из продуктов переработки нефти:
Динамика роста цен на бензин Аи-92
Динамика роста цен на дизельное топливо
Статистика цен на бензин в различных странах
Ну, как выясняется, есть много таких альтернатив. И многие из них находятся на дороге к созданию или даже в дилерских центрах прямо сейчас. В то время как некоторые альтернативы займут некоторое время, прежде чем выйдут в круг широкого использования, всё же довольно интересно знать, в каких направлениях работают на сегодняшний день компании, которым не всё равно, на чём будут ездить машины в будущем. В обозримом будущем.
Итак, какие альтернативные виды топлива существуют на сегодняшний день?
Водород
Использование водорода в качестве топлива Вашего автомобиля может вызвать в воображении образы Гинденбурга, но это на самом деле вполне безопасно. Водород может на самом деле присутствовать в виде топлива как такового в двух различных типах автомобилей: автомобилей с топливными элементами в виде водорода и автомобилей, которые имеют двигатель внутреннего сгорания, который спроектирован, чтобы использовать водород вместо бензина.
В первом случае водород используется для выработки электроэнергии, которая затем используется для питания электродвигателя. Так водородный автомобиль использует топливный элемент для выработки собственной электроэнергии. В химическом процессе в топливном элементе водород и кислород объединены, чтобы создать электричество, и единственным побочным продуктом этого процесса является водяной пар. Эту технологию уже используют в автомобиле Honda FCX Clarity, и в настоящее время автомобиль получает всё больший рейтинг.
Электричество
Но что сдерживает технологию от проникновения в широкие массы? Технология батареи и электродвигателя. Перемещение автомобиля требует много энергии, и, чтобы делать это на высоких скоростях и на большие расстояния, требуется очень много энергии. В прошлом электрические автомобили не могли проезжать большие расстояния (более нескольких километров), и как только их батареи садились, требовались долгие часы, чтобы их перезарядить. Дело в том, что электродвигатель сам по себе достаточно прожорлив в плане потребления электроэнергии. Добавьте к этому огромный вес самого аккумулятора (в современном электромобиле он может составлять половину массы всей машины), и недостатки такого вида альтернативного топлива станут достаточно весомыми.
Тем не менее, с новыми технологиями аккумуляторных батарей некоторые автопроизводители преодолели такие ограничения. Новые батареи (литий-ионные батареи, если быть точным) являются такими же, какие установлены в Ваш сотовый телефон или ноутбук. Они заряжаются достаточно быстро и работают дольше. А автомобили, такие как Tesla Model S, используют их не просто для перемещения в физическом понимании этого слова, а для получения производительности, достойной суперкаров. Другие автомобили, которые также укрепляются на рынке, такие как Chevy Volt и Toyota Prius, например, используют эти типы батарей в сочетании с двигателем внутреннего сгорания, чтобы создать новый класс автомобиля с расширенным диапазоном использования источника передвижения. Батареи можно заряжать, подключив машину к обычной розетке; однако, когда заряд батареи начинает иссякать, включается бензиновый генератор, чтобы перезарядить её и не допустить остановки автомобиля.
Биодизель
Мы надеемся, что Вы прислушались к совету, что обезжиренная диета с ограниченным количеством жареной пищи хороша для Вашего здоровья. Впрочем, то же самое не обязательно справедливо для Вашего автомобиля.
Биодизель является одним из видов топлива, который производится из растительного масла. Любой автомобиль с дизельным двигателем может работать на нём, но не пытайтесь запустить двигатель, выжав перед этим в топливный бак салфетку, оставшуюся с Вашего последнего визита в Макдональдс. Для того, чтобы привести в движение машину, масло должно быть преобразовано в биодизельное топливо через определённый химический процесс.
Сам процесс можно реально сделать в домашних условиях. На самом деле, много любителей биодизеля делают своё собственное топливо с использованием растительного масла из местных ресторанов. Однако, существует небольшой риск, связанный с этим процессом. Если Вы сделаете это неправильно, Вы можете наделать много вреда для Вашего автомобиля (не говоря уже о своём доме и собственной безопасности). Прежде чем пытаться сделать биодизель по какому-либо найденному рецепту, убедитесь, что это хорошая идея, потренировавшись некоторое время с кем-то, кто уже успешно делал это.
Однако, энтузиасты по биодизелю по-настоящему довольны такой идеей. Такое топливо не только значительно дешевле и чище, чем ископаемое дизельное топливо, оно также придаст выхлопам Вашего авто запах картофеля-фри. Без шуток!
Этанол
Теперь Вы знаете, что можете запустить автомобиль даже на растительном масле, но что, если Вам критично не нравится ездить по городу, пахнущему фри или у Вас вовсе аллергия или неприятные ассоциации с этим запахом? Каковы другие варианты? На самом деле, есть и другие варианты заставить автомобиль работать на овощах.
Этанол также является одним из наиболее распространённых видов альтернативного топлива. Его часто добавляют в бензин в летнее время, чтобы помочь сократить вредные выбросы. Этанол, на самом деле, является одним из видов алкоголя (но даже не думайте пытаться его пить), произведённого из растительного материала. В Соединенных Штатах он обычно производится из кукурузы, в то время как в других странах, например, в Бразилии, его делают из сахарного тростника.
Несмотря на эти опасения, этанол сегодня предлагает много преимуществ в качестве альтернативного топлива, а сеть этаноловых заправочных станций в ряде стран продолжает расти.
Сжиженный природный газ
Продолжая кулинарную тему, отметим следующий альтернативный вид топлива, который, впрочем, производится не из пищевых продуктов, но его также можно встретить на кухне. В отличие от этанола и биодизеля, это не то, что Вы могли бы съесть или выпить в исходной его субстанции, но это то, что топ-повара используют для приготовления пищи: природный газ.
Сжиженный нефтяной газ
Если Вы недавно были на пикнике, то Вы, вероятно, знакомы с нашим следующим альтернативным видом топлива: сжиженным нефтяным газом (или просто сжиженным газом). Всё ещё не уверены, что Вы видели это когда-либо? Ну, тогда вспомните газовые горелки с баллончиками с пропаном или грузовые «газельки» с красным баллоном пропана вместо бензобака!
Пропан является общим названием для сжиженного нефтяного газа, хотя это не совсем верно. Сжиженный нефтяной газ представляет собой углеводородный газ под низким давлением. Он состоит в основном из пропана, но также включает в себя другие углеводородные газы, и, прежде всего, это бутан. Сжиженный нефтяной газ хранится под давлением для того, чтобы находиться в жидком виде. Подобно сжиженному природному газу, сжиженный нефтяной газ (СНГ) даёт гораздо больше энергии, будучи плотным, и, следовательно, становится более полезным для питания легковых автомобилей и грузовиков.
Альтернативные виды топлива
Можно возразить тем людям, которые в ответ на вопрос «На чем могут ездить автомобили?» утверждают, что только на бензине, дизеле и газе. На самом деле ассортимент гораздо шире. И как минимум на данный момент можно выделить 16 крупных групп и подгрупп альтернативных видов топлива для приведения автомобиля в движение, которые имеют все шансы в будущем заменить привычные виды топлива.
Давайте рассмотрим, какие варианты доступны уже сейчас для заправки вашего автомобиля, а какие будут доступны в будущем, помимо бензина и дизельного топлива.
Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Сжиженный нефтяной газ уже пытались использовать в качестве топлива для автомобилей. К примеру, в конце 1990-х годов Opel, Volvo, а также ряд других производителей предлагали его в качестве выбора для своих двухтопливных моделей. Такие автомобили запускались на бензине, а затем, после прогрева, переходили на сжиженный нефтяной газ.
В континентальной Европе и в других частях мира «СНГ», или «автогаз», как его часто называют, остается третьим по популярности видом топлива после бензина и дизельного топлива. Он производит меньше вредных выхлопных газов, и он в два раза дешевле, чем бензин. Однако нужно учитывать его больший расход – ровно в два раза по сравнению с обычным жидким бензином.
Водород
Водород – топливо, которому уже много десятилетий пророчат большое будущее, которое никак не хочет наступать. С одной стороны, известно, что из выхлопной трубы заправленного водородом автомобиля будет вылетать только водяной конденсат, но, с другой, также хорошо изучено, что выделение (производство) водорода крайне дорого (дороже бензина и уж тем более газа), к тому же его хранение взрывоопасно, по крайней мере, в баллонах под давлением, а в специальных ячейках безопасно, но дорого.
Топливный элемент автомобиля работает путем объединения водорода из бака с кислородом для производства электроэнергии, на которой работает двигатель. Фактически автомобиль имеет свой собственный бортовой генератор, а не держит электроэнергию в батарее.
Биоэтанол
Биоэтанол получается в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Полученный этанол затем смешивается с бензином или дизельным топливом для получения нового типа топлива, которое может быть использовано в большинстве автомобилей с ДВС как с небольшими конструкционными изменениями, так и без.
Количество биоэтанола, смешанного с ископаемым топливом, колеблется от 10% (Е10) до 15% (Е85). С экологической точки зрения использование биоэтанола имеет смысл, поскольку углекислый газ, который он производит при сжигании в двигателе, компенсируется газами, поглощенными им во время его производства. Недостаток – повышенный расход.
Сжиженный природный газ (СПГ)
В мире насчитывается около 20 миллионов транспортных средств, использующих СПГ (сжатый под большим давлением до жидкого состояния природный газ). Многие из них – автобусы и грузовики, которые работают в городских условиях, что позволяет им свести к минимуму негативное воздействие на окружающую среду. СПГ на 75% уменьшает выбросы твердых частиц в атмосферу по сравнению с дизельным топливом, а также создает меньше углекислого газа, чем бензин, и до 90% меньше оксида азота.
Биодизель
Плюсом биодизельного топлива можно считать то, что его получают из восстанавливаемых органических элементов. В зависимости от поколения биодизеля (всего их три) топливо могут получать из рапса и других сельхозкультур, из жиросодержащих отходов и из липидов микроводорослей.
Промышленное производство биодизеля обходится дороже, чем получение дизельного топлива из нефти, поэтому этот вид горючего прижился слабо. Плюс к этому биодизель сложно назвать нейтральным веществом – растворяющие свойства у него получше будут, чем у обычного дизеля, поэтому фильтры нужно менять чаще, чтоб они не пришли в негодность.
Пропан
Важно отличать пропан от сжиженного газа. Пропан можно назвать СПГ, но не весь СПГ состоит из пропана. Немногие автомобили работают исключительно на пропане, и большинство из них используют его как биотопливо, где они работают сначала на бензине, а затем переключаются на пропан, чтобы уменьшить выбросы.
Поскольку пропан – это газ, ему нужен больший резервуар для хранения достаточного его количества. Двигатель будет сжигать на 27% больше пропана, чтобы достичь той же мощности, что и бензин. Стоит также отметить, что пропан работает наилучшим образом в холодных климатических условиях.
Если бы это было возможно – просто залить воду в бак и поехать… это был бы прорыв в технологии передвижения. Увы, пока такого чуда техники в реальности не придумали. Не верьте всяким врунам на YouTube.
Принцип работы заключается в использовании электролиза для разделения воды на кислород и водород. Этот процесс требует электричества, очень много электричества, которое будет вырабатываться полученным водородом. Однако при сжигании водорода будут тепловые потери, что делает всю установку неэффективной.
Но не все потеряно. Необходимая для электролиза воды электроэнергия может быть собрана солнечными панелями, установленными на корпусе автомобиля, и тогда все заработает. В теории… На практике сделать это на данном этапе развития невозможно, по крайней мере, чтоб автомобили получились экономически выгодными.
Воздух
Задумка, над которой работают несколько компаний, а именно: Jaguar Land Rover Tata и Citroen.
Более вероятное использование сжатого воздуха из двух компаний предложил Citroen в модели Cactus Airflow 2L в 2014 году. Он использовал обычный бензиновый двигатель, но с дополнительными двумя воздушными цилиндрами, которые заряжаются при помощи регенеративной энергии. Бензиновый двигатель совмещен с системой «Hybrid Air», использующей энергию сжатого воздуха, накапливающегося в специальных резервуарах, для вращения ведущих колес, что снизит нагрузку на ДВС и уменьшит расход дорогого топлива.
Не смейтесь: пар был серьезным конкурентом двигателю внутреннего сгорания в первые годы после появления автомобилей с ДВС. Один автомобиль на заре автомобильной эры (в 1906 году) даже установил мировой рекорд скорости на суше – 200 км/ч. Сейчас такие машины делают только энтузиасты.
Кинетическая энергия
Также еще один из альтернативных источников энергии, который широко используется автопроизводителями и чаще называется рекуперативным торможением. Идея проста: по мере того, как автомобиль замедляется, его энергия движения возвращается для зарядки аккумулятора, а не теряется с теплом и скрежетом при торможении.
Как и во всех формах передачи энергии, превращение кинетической энергии в накопленную никогда не бывает на 100% эффективным, поэтому вы не можете управлять автомобилем исключительно путем накопления энергии и последующего ее высвобождения при необходимости. Кроме того, для достижения разумных расстояний вам нужна большая батарея для хранения электричества, а это лишний вес. Чем тяжелее автомобиль, тем больше кинетической энергии он должен преобразовать в накопленную энергию посредством рекуперативного торможения.
Солнечная энергия
Идея автомобиля, который никогда не нуждается в подзарядке или заправке топливом, приближается к реальности при помощи солнечной энергии. Этот источник энергии был опробован уже множество раз в различных направлениях деятельности человека. Но была одна загвоздка – из него было трудно извлечь достаточно энергии при малой площади.
Голландская фирма «Lightyear» утверждает, что она решила эти проблемы с помощью своей технологии, которая должна появиться в продаже в 2020 году.
Азот – самый распространенный газ в атмосфере, составляет около 78% воздуха. Мы им дышим. Использование его для питания автомобилей имеет смысл, поскольку у него будет очень мало вредных выбросов при использовании в качестве топлива. Помещенный в резервуар в жидком виде, он работает подобно «воздушным» двигателям.
Когда азот впрыскивают из резервуара, он расширяется при резком переходе из жидкого в газообразное состояние, и эту почти мгновенную реакцию расширения можно использовать для того, чтобы привести в действие турбину. Турбина будет вращать генератор для выработки электричества, которое будет использоваться для приведения в движение автомобиля. Недостатками является то, что жидкий азот является очень опасной жидкостью, а также то, что пока нет никакой инфраструктуры для его заправки.
Аммиак
Аммиак использовался для питания двигателей внутреннего сгорания еще в 1943 году. С тех пор он не оказал большего влияния, потому что обладал низкой плотностью энергии – где-то в два раза ниже, чем у бензина.
Однако аммиак можно производить дешево и в больших количествах, его можно использовать в качестве топлива для поршневых двигателей или в топливных элементах для выработки электроэнергии. В аммиаке нет углерода, поэтому он производит нулевые вредные выбросы углекислого газа. То, что удерживает его от использования в качестве топлива в настоящее время, касается его безопасности при хранении на автозаправочных станциях и на борту автомобилей.
Древесный газ
Древесный газ был известен с 1870-х годов и достиг наибольшей популярности во время Второй мировой войны, когда топливо было дефицитным. Он генерируется путем газификации древесины или древесного угля, который затем приводит в действие двигатель внутреннего сгорания. Правда, о высокой мощности и экологичности (нужная древесина) можно забыть. Автомобиль ехать будет, но не быстро.
Алкоголь
Выражение «залью себе пол-литра» может заиграть новыми красками, если алкоголь станет автомобильным топливом. На самом деле «алкогольные» автомобили использовались и раньше, в основном в спорте. Например, в дрэг-рейсинге, где заливается метанол. Плюс – это высокое октановое число метанола и других спиртовых видов топлива, таких как бутанол и этанол, и все они могут использоваться с двигателями внутреннего сгорания.
Метанол имеет меньшую плотность энергии, чем бензин, поэтому для получения такой же мощности от двигателя необходимо использовать большее его количество. Однако есть доказательства, что при производстве спиртового топлива используется больше парниковых газов, чем при его сжигании в двигателе, поэтому с точки зрения матушки-природы алкоголь использовать в виде топлива для машин очень даже выгодно.
Моторное топливо и его виды
Топливо: определение и виды
Говоря простым языком, топливом можно назвать любое вещество, которое может гореть и давать тепловую энергию. Под это определение подходит буквально всё, что можно намеренно поджечь. И неважно, какой вид вещество имеет, то есть физическое состояние топлива может быть газообразным, жидким, твёрдым.
Все виды горючего вещества применяются человеком для разных нужд. Например, твёрдое и газовое топливо преимущественно используется для отопления. В то же время газ служит и моторным топливом. К нему же можно отнести и жидкое горючее.
В естественном состоянии виды топлива являются ископаемыми. Из каждого добытого вещества делает целая линейка горючего материала.
Нефть. Из неё выпускается моторное топливо: бензин, дизель. А также горюче-смазочные материалы: керосин, мазут, спирт и другие.
Газ. Может быть добытым и полученным в процессе переработки нефти. Подходит для производства газа для автомобилей, а также генераторного, осветительного, доменного и так далее.
Угли, дрова, торф. Из такого сырья выпускается кокс, брикетированное топливо, древесный уголь и прочие виды.
Только два вида ископаемых подходят для производства топлива для автомобильных двигателей: нефть и газ. Хотя ещё есть устаревшие транспортные средства, которые передвигаются за счёт энергии от сжигания угля. Например, раритетные тепловозы или баржи. Однако это единичные случаи, потому что такой транспорт уже не эффективен и не экономичен. Он может применяться только в качестве экскурсионного или обучающего.
Характеристики топлива
Использовать ископаемые материалы в чистом виде нельзя. Они содержат ряд фракций, которые при поджигании наносят вред экологии и здоровью человека. Именно по этой причине все вещества проходят переработку.
Если же говорить конкретно о моторном топливе, то его выпуск самый трудоёмкий. Переработка нефти и газа многоступенчатая, и включает в себя не только очищение и перегонку с выделением разных фракций, но и наполнение присадками для повышения качества бензина и дизеля.
Характеристики топлива регулируются ГОСТ. Это касается всех его видов. Под пристальным вниманием закона те вещества, которые дают право называться тем или иным видом топлива в принципе. А также те, что опасны для человека и природы:
углерод — его часть в топливе варьируется от 50 % до 97 %, в зависимости от вида горючего;
водород — не превышает 25 %;
кислород — его содержание в довольно большом диапазоне от 0,5 % до 43 %, что также зависит от вида топлива;
сера — колеблется в промежутке от 0,001 % до 4 % (в зависимости от вида горючего).
Зола и влага тоже содержаться в моторных топливах и имеющих другое предназначение. Их содержание неизбежно, и несёт в себе проблему загрязнение внутренних частей механизмов и осложнение воспламенения. Лишь правильная переработка сырья позволяет уменьшить их процентную часть, что делает моторное топливо эффективным.
Моторное топливо
Технически, моторные топлива — производные нефти. Они служат источником энергии для ДВС. На выпуск горючего для автомобильных двигателей приходится порядка 65% от всех нефтепродуктов. И оно имеет широкую линейку видов. Выпускается с учётом типа двигателя и сезона года.
В список моторного топлива для автомобилей включены такие виды горючего:
Газ занимает последнее место по спросу. Какими бы положительными ни были его качества, всё равно от его сжигания автомобиль получает меньше энергии, чем при заправке другими видами горючего.