Применение улучшенных и альтернативных видов топлива

Улучшению экологической обстановки на автомобильном транс­порте способствует запрещение использования этилированного бензина. Кроме токсичности тетраэтилсвинца использование эти­лированного бензина быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы отработавших газов из-за обволакивания свин­цом поверхности катализатора.

Альтернативные заменители бензина могут быть естественного и искусственного происхождения. При нормальных условиях они могут находиться в жидком (этанол, метанол) или газообразном (пропан, бутан, коксовый и генераторный газы, водород) состоя­нии. Преимущественное применение в качестве моторного топли­ва на автомобильном транспорте сжиженного нефтяного газа (ГСН) и сжатого природного газа (ГСП) обусловлено тем, что они имеют физико-химические свойства, близкие к бензину. Это требует лишь незначительного изменения конструкции двигателя и позволяет равнозначно работать на двух видах топлива.

В ряде стран в качестве топлива используются синтетические спирты: метанол, или метиловый спирт, и этанол — этиловый спирт.

Метанол получается из угля, сланцев, древесины. Он несколь­ко тяжелее бензина, а энергоемкость его в 2 раза меньше. Запуск двигателя на чистом метаноле, в первую очередь зимой, затруд­нен. По некоторым данным, метанол усиливает коррозию метал­ла, особенно в присутствии воды. В настоящее время стоимость метанола выше стоимости бензина. Важное качество метанола со­стоит в том, что в отработавших газах в 2 — 3 раза меньше токсич­ных компонентов, чем при использовании бензина. Метанол ис­пользуют в качестве добавки к бензину в количестве 5 — 30 %. При этом концентрация окиси углерода в отработавших газах снижает­ся на 14 — 72%. Смесь метанол — бензин несколько снижает мощ-ностные характеристики двигателей. Но следует иметь в виду, что добавка метанола, например в количестве 15 %, повышает октано­вое число смеси с 88 до 95,8. При соответствующей переделке двигателя с целью повышения на нем степени сжатия можно по-лучить даже экономию на расходе топлива. В качестве недостатков смеси как топлива отмечают склонность ее к расслоению, в осо­бенности при попадании в смесь воды и при понижении темпера­туры. Метанол ядовит.

Этанол имеет энергоемкость на 25 — 30 % выше и, следователь­но, требует пропорционально менее вместительного топливного бака. Экологические характеристики этанола близки к метанолу. У двигателей, работающих на этаноле, в отработанных газах еще меньше выделяется углеводородов. Однако в продуктах сгорания спирта содержатся совершенно новые загрязнители атмосферы, в том числе формальдегид.

В Бразилии в 1985 г. уже все автомобили работали на смесях с содержанием метанола 2 —10%. Предполагалось, что удельный вес метанола в автомобильном топливе Бразилии будет непре­рывно возрастать и к 2000 г. автомобильное топливо на 75 % бу­дет состоять из метанола. Совершенствование технологии и мас­совость производства должны существенно снизить стоимость метанола, и ожидают, что он станет дешевле бензина. В 1987 г. более 2 млн легковых автомобилей, несколько десятков тысяч грузовых автомобилей, сотни тракторов Бразилии работали на топливном спирте, получаемом из сахарного тростника, манио­ки (разновидности картофеля), бамбука, древесины. И в обыч­ных автомобилях чистый бензин не применяется, в обязатель­ном порядке он на 30 % разбавляется спиртом в целях экономии.

Использование газового топлива в виде смеси пропана и бутана позволяет снизить на холостом ходу количество окиси углерода в 4 раза, а в рабочем режиме в 10 раз. Сегодня в мире эксплуатирует­ся уже несколько сот тысяч таких автомобилей. Еще в 1970 г. Япо­ния имела около 300 тыс. автомобилей на газовом топливе, в Ита­лии — 500 тыс.

В нашей стране и в ряде других стран проводятся исследования по использованию природного газа в качестве автомобильного топ­лива. При этом токсичность отработанных газов уменьшается: по СО — в 2 — 4 раза; СН — в 1,1 —1,4; NO —в 1,2 —2 раза. Мировые запасы природного газа примерно вдвое превышают мировые за­пасы нефти. Природный газ уже используется в качестве топлива примерно для четверти миллиона автомобилей в Италии, Канаде и Новой Зеландии. Главный недостаток, связанный с этим видом топлива, — громоздкость газового баллона. Он должен примерно в 5 раз превышать объем бензинового бака для эквивалентного пробега.

Идеальное топливо с точки зрения сохранения окружающей среды представляет водород, однако он значительно дороже бен­зина. Серьезную техническую и экономическую проблему пред­ставляет и размещение водорода в автомобиле и пока еще не най­дено надежного и экономического пути использования водорода.