Какво е алтернативното гориво за автомобилите

Бензиновият двигател с вътрешно горене направи революция в развитието на самоходни превозни средства. С времето автомобилите са преминали от луксозна категория към необходимост.

Сегашното потребление на природни ресурси се увеличи толкова много, че резервите нямат време за попълване. Това принуждава човечеството да разработва алтернативни горива. В този преглед ще разгледаме готови разработки, които се използват на много превозни средства.

Алтернативни горива

В допълнение към намаляването на запасите от нефт, разработването на алтернативни горива има и няколко други причини.

Едно от тях е замърсяването на околната среда. При изгаряне бензинът и дизеловото гориво отделят вредни вещества, които разрушават озоновия слой и могат да причинят респираторни заболявания. Поради тази причина учените все още работят за създаването на чист енергиен източник, който би имал минимално въздействие върху околната среда, както по време на фазата на извличане, така и по време на работа на двигателя.

Втората причина е енергийната независимост на държавата. Всички знаят, че само няколко държави имат запаси от нефт под земята. Всички останали трябва да се примирят с ценовата политика, определена от монополистите. Използването на алтернативни горива ще даде възможност за излизане от икономическото потисничество на такива сили.

Съгласно Закона за енергийна политика на САЩ, алтернативните горива се определят като:

• Природен газ;
• Биогорива;
• етанол;
• Биодизел;
• водород;
• Електричество;
• Хибридна инсталация.

Разбира се, всеки вид гориво има свои положителни и отрицателни фактори. Въз основа на тази информация за ентусиаста на автомобила ще бъде по-лесно да се ориентира в това, с което може да направи компромиси, като закупи уникално превозно средство.

Природен газ

Вездесъщата газификация подтикна инженерите да обмислят дали може да се използва като алтернативно гориво. Оказа се, че този природен ресурс напълно изгаря и не отделя същите вредни вещества като бензин или дизел.

На територията на постсъветското пространство мотор, преработен за газ, се превърна в обичайно явление. Някои, дори купувайки икономична кола, се чудят дали има смисъл да я превключват на бензин.

Напоследък някои производители оборудват автомобилите с газово оборудване от завода. Пример за това е Skoda Kamiq G-Tec. Производителят допълва модела на двигател с вътрешно горене, работещ на метан. Предимствата и недостатъците на пропан и метан са описани в друга статия... И също така в един преглед разказва за различните модификации на газовото оборудване.

биогорива

Тази категория алтернативно гориво се появява в резултат на преработката на култури. За разлика от бензина, газа и дизеловото гориво, биогоривата не отделят въглероден диоксид по време на изгарянето, който преди е бил открит в земните недра. В този случай се използва въглеродът, който е погълнат от растенията.

Поради това парниковите газове не надвишават количеството, което се отделя през живота на всички живи организми. Предимствата на такова гориво включват възможността за зареждане с гориво на обикновените бензиностанции.

Въпросното гориво е категория, а не отделно гориво. Например при преработката на животински и растителни отпадъци се получава метан и етанол. Въпреки ниската си цена и лекота на производство (не са необходими нефтени платформи със сложно оборудване за преработка), това гориво има своите недостатъци.

Един от съществените недостатъци е, че за да се произведе достатъчно количество гориво, са необходими големи насаждения, на които могат да се отглеждат специални растения, съдържащи висок процент подходящи вещества. Такива култури изтощават почвата, което я прави неспособна да произвежда качествени култури за други култури.

етанол

Докато разработваха двигатели с вътрешно горене, дизайнерите тестваха различни вещества, въз основа на които агрегатът може да работи. А алкохолът не е последният в списъка с такива вещества.

Предимството на етанола е, че той може да бъде получен без изчерпване на природните ресурси на земята. Например, може да се получи от растения с високо съдържание на захар и нишесте. Тези култури включват:

• Захарна тръстика;
• пшеница;
• царевица;
• Картофи (използвани по-рядко от предишните).

Етанолът с право може да заеме едно от първите места в класацията за евтини алтернативни горива. Бразилия например има опит в производството на този вид алкохол. Благодарение на това страната може да има енергийна независимост от силите, на чиято територия се произвежда природен газ или нефт.

За да работи на алкохол, двигателят трябва да бъде направен от метали, които са устойчиви на това вещество. И това е един от съществените недостатъци. Няколко автомобилни производители създават двигатели, които могат да работят както на бензин, така и на етанол.

Тези модификации се наричат ​​FlexFuel. Особеността на такива силови агрегати е, че съдържанието на етанол в бензина може да варира от 5 до 95 процента. При обозначението на такива превозни средства се използва буквата Е и максимално допустимият процент алкохол в горивото.

Това гориво набира популярност поради затягането на естерите в бензина. Един от недостатъците на веществото е образуването на водна кондензация. Също така при изгаряне те отделят по-малко топлинна енергия, което значително намалява мощността на двигателя, ако е работил на бензин.

Биодизел

Днес този вид алтернативно гориво е едно от най-обещаващите. Биодизелът се произвежда от растения. Това гориво понякога се нарича метилов етер. Основната суровина, използвана за производството на гориво, е рапицата. Това обаче не е единствената култура, която е ресурс за биодизел. Може да се направи от масла от следните култури:

• Соя;
• Слънчоглед;
• Палмови дървета.

Естерите на маслата, като алкохолите, имат разрушителен ефект върху материалите, от които са направени конвенционалните двигатели. Поради тази причина не всеки производител иска да адаптира своите продукти към това гориво (нисък интерес към такива автомобили, което намалява причината за създаването на голяма партида и няма полза от производството на ограничени версии на алтернативни горива).

Напоследък някои производители разрешиха смесването на петролни продукти с биогорива. Смята се, че 5% естери на мазнини няма да навредят на вашия двигател.

Съществува значителен недостатък на разработките, основани на селскостопански отпадъци. За икономическа изгода много фермери могат да преквалифицират земята си за отглеждане изключително на тези култури, от които са произведени биогорива. Това може да допринесе за значително увеличение на цените на храните.

водород

Правят се и опити да се използва водород като евтино гориво. Въпреки че подобни разработки са твърде скъпи за обикновения потребител, изглежда, че такива разработки имат бъдеще.

Такъв елемент представлява интерес, защото е най-достъпен на планетата. Единственият отпадък след изгарянето е вода, която дори може да се пие след просто почистване. На теория изгарянето на такива горива не образува парникови газове и вещества, които разрушават озоновия слой.

Това обаче все още е на теория. Практиката показва, че използването на водород е много по-вредно от бензина в автомобил без катализатор. Проблемът е, че смес от нечист въздух и водород изгаря в бутилките. Работната камера на цилиндъра съдържа смес от въздух и азот. И този елемент, когато се окисли, образува едно от най-вредните вещества - NOx (азотен оксид).

BMW X-5 на водороден двигател

Друг проблем при използването на водорода е неговото съхранение. За да използвате газ в автомобил, резервоарът трябва да бъде направен под формата на криогенна камера (-253 градуса, така че газът да не се възпламенява спонтанно) или цилиндър, проектиран за налягане от 350 атм.

Друг нюанс е производството на водород. Въпреки факта, че в природата има много от този газ, но в по-голямата си част той е в някакъв вид съединение. В процеса на производство на водород в атмосферата се отделя доста голямо количество въглероден диоксид (при комбиниране на вода и метан - най-лесният начин за получаване на водород).

Имайки предвид изброените по-горе фактори, водородните двигатели остават най-скъпите от всички алтернативни горива.

електричество

Най-популярни са електрическите превозни средства. Те не замърсяват околната среда, тъй като електрическият мотор изобщо няма отработени газове. Такива автомобили са тихи, много удобни и достатъчно мощни (например Nio EP9 ускорява до сто за 2,7 секунди, а максималната скорост е 313 км / ч).

Благодарение на особеностите на електрическия мотор, електрическото превозно средство не се нуждае от скоростна кутия, което намалява времето за ускорение и улеснява шофирането. Изглежда, че такива превозни средства имат само предимства. Но всъщност такива автомобили не са лишени от негативни аспекти, поради което са на една позиция под класическите автомобили.

Един от основните недостатъци е капацитетът на батерията. Едно зареждане с най-високо качество на изпълнение е достатъчно за максимум 300 км. Отнема няколко часа за „зареждане с гориво“, дори при използване на бързо зареждане.

Колкото по-голям е капацитетът на батерията, толкова по-тежък е автомобилът. В сравнение с конвенционалния модел, електрическият аналог може да тежи с 400 килограма повече.

За да увеличат разстоянието за шофиране без презареждане, производителите разработват усъвършенствани системи за възстановяване, които събират малки количества енергия (например при спускане надолу или по време на спиране). Такива системи обаче са изключително скъпи и производителността от тях не е толкова забележима.

Единствената опция, която ви позволява да презаредите батерията по време на шофиране, е да инсталирате генератор, задвижван от същия бензинов двигател. Да, това ви позволява значително да спестите гориво, но за да функционира системата, все пак трябва да прибягвате до класическото гориво. Пример за такава кола е Chevrolet Volt. Счита се за пълноценна електрическа кола, но с бензинов генератор.

Хибридни инсталации

Като компромис, който свежда до минимум класическия разход на гориво, производителите оборудват силовия агрегат с хибридни агрегати. Това може да бъде лека или пълна хибридна система.

Основният силов агрегат в такива модели е бензинов двигател. Като допълнение се използват двигател с ниска мощност (или няколко) и отделна батерия. Системата може да помогне на основния двигател, когато започне да минимизира натоварването и в резултат на това количеството вредни вещества в отработените газове.

Други модификации на хибридни превозни средства могат да изминат известно разстояние само с електрическа тяга. Това може да бъде полезно, ако водачът не е изчислил разстоянието до бензиностанцията.

Недостатъците на хибридите включват невъзможността за възстановяване на енергия, докато автомобилът е в задръстване. За да спестите електричество, можете да изключите системата (тя се стартира много бързо), но това се отразява негативно на компенсаторите на двигателя.

Въпреки недостатъците, хибридните версии на известни автомобили набират популярност. Например Toyota Corolla. Бензиновата версия в комбиниран цикъл изразходва 6,6 литра на 100 км. Хибридният аналог е два пъти по -икономичен - 3,3 литра. Но в същото време това е почти 2,5 хиляди долара по -скъпо. Ако такава кола се купува с цел икономия на гориво, тя трябва да се използва много активно. И тогава такава покупка ще се оправдае само след няколко години.

Както можете да видите, търсенето на алтернативни горива дава резултати. Но поради високите разходи за разработване или добив на ресурси, тези видове енергийни ресурси все още са с няколко позиции по-ниски от конвенционалните горива.

Въпроси и отговори:

Кои горива се класифицират като алтернативни горива? Алтернативни горива се разглеждат: природен газ, електричество, биогорива, пропан, водород, етанол, метанол. Всичко зависи от това кой двигател се използва в колата.

Коя година се появи бензинът? Производството на бензин започва през 1910-те години. Първоначално това е страничен продукт от дестилацията на масло, когато керосинът е създаден за керосиновите лампи.

Може ли да се синтезира масло? Синтетично масло може да се получи чрез добавяне на катализатори на водородна основа към въглищата и при налягане от около 50 атмосфери. Сравнително евтините методи за добив на въглища правят енергоспестяваща технология.