Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Автомобили, работающие на сжатом природном газеСодержание книги
Поиск на нашем сайте
В нашей стране для работы на сжатом газе предназначены следующие автомобили: грузовые ЗИЛ-138А, ГАЗ-52-27, ГАЗ-52-28, ГАЗ-53-27, КамАЗ-53208, КамАЗ-55118; автобус ЛАЗ-695НГ и легковой ГАЗ-24-27. Характеристики автомобилей, работающих на сжатом природном газе, приведены в табл. 4.5. Установка газовой аппаратуры повышает затраты на изготовление автомобилей на 20...26 %, также газ предъявляет очень высокие требования к обеспечению пожаро- и взрывобезопасности. Использование автомобильного транспорта на газообразном топливе требует создания в стране разветвленной сети газозаправочных станций, поэтому было намечено построить непосредственно в автохозяйствах несколько сотен малогабаритных контейнерных станций производительностью 75 заправок в сутки. Интерес к использованию природного газа на транспорте за рубежом резко возрос в период мирового энергетического кризиса. Программы замены традиционного моторного топлива природным и нефтяным газами реализуются в США, Италии, Франции, Австралии, Бразилии, Аргентине и других странах. В последние годы в ряде стран возобновился интерес к газогенераторным автомобилям, двигатель которых работает на продуктах газификации твердого топлива, получаемых в специальном устройстве — газогенераторе.
При газификации твердого топлива получают оксид углерода, являющийся основным топливным газом. Кроме того, в продуктах газификации содержатся водород, метан и другие горючие газы. Следует отметить, что в результате применения генераторного газа, получаемого из различных видов твердого топлива, даже при повышении степени сжатия мощность двигателя снижается на 15...30% по сравнению с работой его на бензине. В нашей стране серийно выпускались газогенераторные автомобили ГАЗ-42 и ЗИС-21, имевшие массу снаряженной газогенераторной установки соответственно 360 и 600 кг. При всех недостатках газогенераторных автомобилей — сложность эксплуатации, снижение мощности двигателя и грузоподъемности, они обладают одним бесспорным преимуществом — возможностью работы на доступном и дешевом твердом топливе. Контрольные вопросы 1. В чем заключаются достоинства и недостатки применения газового топлива на автомобильном транспорте? 2. Каковы основные компоненты сжиженных газов? 3. Как хранится сжиженный газ на автомобиле? 4. Какие марки СНГ установлены стандартами и на каких моделях автомобилей они применяются? 5. Каковы достоинства и недостатки сжатых углеводородных газов? 6. Какими свойствами обладает главный составляющий компонент природных газов — метан? 7. Какие основные модели автомобилей, работающих на сжатом природном газе, выпускаются в нашей стране? 8. Что представляют собой газогенераторные автомобили?
ГЛАВА 5 ТОПЛИВА НЕНЕФТЯНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Экономия топлива при эксплуатации автомобилей, снижение вредных выбросов в атмосферу — важнейшие задачи дальнейшего развития автомобильного транспорта. Одним из перспективных путей решения этих задач считается частичная или полная замена традиционного топлива топливом ненефтяного происхождения.
Синтетические спирты Все большее развитие получает синтез жидкого искусственного топлива, приближающегося по качеству к топливам нефтяного происхождения. Из угля, природного газа, известняка, отходов лесного хозяйства получают метиловый спирт — метанол, а из сахарного тростника, свеклы, зерновых культур вырабатывают этиловый спирт — этанол. Выпуск в нашей стране синтетического спирта метанола достиг в 1998 г. 44 млн т. Наиболее перспективным сырьем для расширения производства метанола являются природный газ, нефтяные остатки и особенно уголь. Для производства 1 т синтетического топлива необходимо большое количество угля — от 3 до 6 т, поэтому оно пока еще дороже бензина в 1,5...2 раза. Метанол и этанол, используемые в качестве топлива для автомобильных двигателей, характеризуются высоким октановым числом, меньшей по сравнению с бензином теплотворной способностью, высокой скрытой теплотой испарения, низкими упругостью паров и температурой кипения. Кроме того, метанол как автомобильное топливо обусловливает рост мощности и КПД двигателя, снижение теплонапряженности деталей цилиндропоршневой группы, закоксовывания и нагарообразования. Также при использовании метанола (при том же уровне концентрации оксида углерода, что и при работе двигателя на бензине) наблюдается уменьшение в 1,5...2 раза содержания оксида азота и в 1,3... 1,7 раза — углеводородов в отработавших газах. Однако для повседневного использования метанола в качестве автомобильного топлива необходимы конструктивные изменения топливной аппаратуры двигателя и в какой-то мере самого автомобиля. Поэтому в настоящее время метанол лучше использовать в качестве добавки к бензину. Установлено, что добавка 3...5 % метанола обеспечивает экономию 2,5 % бензина при сохранении мощности двигателя, его динамических и экономических показателей, а также уровня токсичности выхлопных газов. При этом допустимо использовать бензин с несколько меньшим октановым числом или заменять этилированный бензин на неэтилированный. Применение бензометанольной смеси (с добавкой 15 % метанола и 7 % стабилизатора — изобутилового спирта) позволяет повысить на 6 % динамические качества автомобиля и на 3... 5 % его мощность, одновременно уменьшить выброс оксида азота на 30...35% и углеводородов на 20%, а также получить экономию бензина до 14 %. При использовании бензометанольной смеси М15 устойчивый пуск холодного двигателя обеспечивается при температуре воздуха -26 °С. Предельно допустимая концентрация паров метанола в воздухе рабочей зоны двигателя значительно выше, чем при использовании таких антидетонаторов, как ТЭС и ТМС, и составляет 5 мг/м3. В целом применение метанола как добавки к бензину, улучшающей ряд его эксплуатационных свойств, рассматривается как реальный фактор увеличения ресурсов автомобильного топлива. Реальное улучшение эксплуатационных свойств дизельного топлива при добавлении спирта сопоставимо с улучшением свойств бензина, т. е. низкая температура самовоспламенения (низкое цетановое число) не исключает использования метанола и этанола в качестве добавки к дизельному топливу (при условии конструктивного изменения двигателя) в количестве, не превышающем 15...20%.
Метилтретичнобутиловый эфир В качестве добавки к бензину используют также Метилтретичнобутиловый эфир (МТБЭ), получаемый путем синтеза 65 % изобутилена и 35 % метанола в присутствии катализаторов. Добавка МТБЭ к бензину обеспечивает: получение неэтилированных высокооктановых бензинов; повышение октанового числа (при добавке 10 % МТБЭ ОЧИ увеличивается на 2,1...5,9 единиц, а при добавке 20 % — на 4,6... 12,6 единиц); облегчение фракционного состава бензина и снижение температуры перегонки 50 % фракции (но при этом возможно образование паровых пробок); некоторое улучшение мощностных и экономических показателей двигателя; снижение токсичности отработавших газов примерно на 10 %; снижение расхода бензина на 4 %, а также снижение необходимого количества ТЭС почти в два раза. Кроме того, при использовании МТБЭ нет необходимости изменять регулировку топливной аппаратуры, так как МТБЭ отличается высокой теплотворной способностью 37700 кДж/кг. Неэтилированный бензин АИ-93 с добавкой 18...16% МТБЭ во всем диапазоне скоростей движения ВАЗ-2101 и ВАЗ-2103 превосходит по антидетонационным качествам товарный неэтилированный бензин. Использование МТБЭ в настоящее время одно из самых перспективных направлений расширения ресурсов высокооктановых неэтилированных бензинов.
Газовые конденсаты Высокие темпы добычи природного газа обеспечивают значительный прирост добычи сопутствующего ему продукта — газового конденсата, который на нефтеперерабатывающих заводах совместно с нефтью перерабатывается в моторные топлива. В нашей стране крупнейшие газоконденсатные месторождения (ГКМ) находятся на Крайнем Севере, в Западной Сибири и Якутии. Содержание газового конденсата по отдельным месторождениям колеблется от 52 до 300 г и выше на 1 м3 добываемого природного газа. В зависимости от компонентного состава природного газа конденсат содержит до 20 % легких углеводородных газов (метана, этана, пропана и бутана). Стабильный газовый конденсат нашел широкое применение как сырье для производства автомобильного бензина, дизельного и реактивного топлива. В среднем выход ароматических углеводородов при каталитическом риформинге фракций газового конденсата на 20...25% выше, чем из соответствующих фракций, полученных при переработке нефти. Содержание светлых нефтепродуктов (бензиновых и дизельных фракций) в газовых конденсатах составляет 90... 100 %, в то время как в нефти их не больше 30...40 %. Газовые конденсаты различных месторождений на 60... 80 % состоят из фракций, выкипающих до 200°С. Плотность конденсатов колеблется от 0,676 до 0,791 г/см3, их кинематическая вязкость составляет при 20 °С от 0,540 до 2,02 мм2/с, температура застывания изменяется в пределах от —5 до —70 °С. На Уренгойском месторождении с 1979 г. действует малогабаритная промышленная установка для переработки конденсата с получением дизельного топлива. С 1982 г. в городе Дудинка в эксплуатации находится промышленная установка с годовой производительностью по сырью до 50 тыс. т, с помощью которой конденсат разделяется на дизельную и бензиновую товарные фракции. В настоящее время разработаны малогабаритные установки для переработки конденсата с производительностью по сырью 12, 25 и 50 тыс. т в год. Для эксплуатации автомобилей с карбюраторными двигателями в районах Уренгойского и Норильского месторождений применяют бензин, вырабатываемый прямой перегонкой из газовых конденсатов. В настоящее время из газовых конденсатов в России вырабатываются бензины марок АГ-72 и АГ-76 (ТУ 51-126—83) и летний и зимний бензины А-76 (ТУ 51-03-06-86). По согласованию с потребителем для повышения октанового числа допускается вводить в газоконденсатный бензин в качестве добавки экстралин в количестве 1,5% (ТУ 6-02-571—81). Получаемая с помощью малогабаритной перерабатывающей установки из газоконденсата вместе с дизельным топливом бензиновая фракция с выходом порядка 50 % на сырье за исключением октанового числа (68...72 по моторному методу) полностью соответствует требованиям ГОСТ 2084—77.
Водород В настоящее время ведутся работы по применению в качестве топлива для автомобилей водорода, а также его смеси с бензином. Водород самый легкий элемент, даже в жидком состоянии он примерно в 14 раз легче воды. Водородовоздушная смесь воспламеняется при содержании водорода от 4 до 74 %. В то же время из-за низкой теплотворной способности водородовоздушной смеси мощность работающего на ней двигателя на 15...20% ниже, чем при работе на бензине. При поступлении водорода непосредственно в цилиндр двигателя в такте всасывания или в начале такта сжатия падения мощности можно избежать. Однако в этом случае необходимо значительное изменение конструкции системы подачи питания и самого двигателя. При использовании водорода в качестве добавки к бензиновоздушной смеси не требуется изменения конструкции двигателя. Если же бензин добавлять на режиме холостого хода при малых и средних нагрузках, то обеспечиваются оптимальные мощностные и динамические показатели автомобиля. Причем, если обычный расход бензина составляет 12,2 кг на 100 км, то в данном случае он снизится до 5,5 кг, а расход водорода составит всего 1,8 кг. Следовательно, 6,7 кг бензина заменяются 1,8 кг водорода, т.е. экономится 50... 55 % бензина. При этом концентрация оксида углерода в отработавших газах снижается в 13 раз, оксидов азота — в 5 раз, углеводородов — на 30 %. По предложениям ученых при городском режиме работы основным топливом для автомобиля должен быть водород, а бензин должен использоваться как добавка для стабилизации горения воздуха на режиме холостого хода, малых и средних нагрузках. При эксплуатации же автомобиля на трассе (при средних и полных нагрузках) двигатель должен работать на бензине с минимальной добавкой водорода. Использование в качестве топлива для автомобилей бензиноводородных смесей в условиях интенсивного городского движения позволяет экономить топливо нефтяного происхождения и при этом снижать загрязнение окружающей среды токсичными продуктами отработавших газов. Следует также иметь в виду, что стоимость водородного топлива не выше, чем стоимость других синтетических топлив. Известно, что жидкий водород занимает в 3,5 раза больший объем, чем эквивалентное по выделяемой энергии количество бензина, что усложняет его хранение и распределение. Необходима также надежная теплоизоляция баков, так как температура жидкого водорода —253 °С. Поэтому в качестве емкостей для транспортирования и хранения водорода приходится использовать криогенные баки с двойными стенками, пространство между которыми заполнено изолирующими материалами. Получают водород электролизом, термической диссоциацией и фотолизом воды, термохимическим способом из гидрида магния с добавкой 5% никелевого катализатора при нагревании до 257 °С (порошкообразный гидрид магния занимает в 4,6 раза больший объем, чем эквивалентное количество бензина), что довольно сложно. Учитывая, что смесь газообразного водорода с кислородом воздуха в широком диапазоне концентраций образует гремучий газ, который в закрытых емкостях или помещениях горит очень быстро при значительном повышении давления, создавая возможность взрыва и разрушений, необходима полная герметизация топливоподающей системы автомобиля и организация сброса избыточного давления водорода в баке с его последующей нейтрализацией на каталитических дожигателях. Специальная система, исключающая утечки жидких и газообразных фаз топлива, требуется и для заправки автомобиля жидким водородом. Для комбинированного питания двигателя бензиноводородной смесью при невысоком содержании водорода (в пределах 20%), возможно его использование в сжатом виде. Включение и отсечка подачи водорода в этом случае не вызывают затруднений и обычно производятся с помощью электромагнитного клапана. В качестве наиболее перспективной формы использования водорода рассматриваются вторичные энергоносители, например водород, аккумулированный в составе металлогидридов. В этом случае успешно решается проблема безопасности эксплуатации водородного топлива и обеспечивается возможность создания приемлемого энергозапаса без высоких давлений или криогенных температур. Выделение водорода происходит при подогреве гидридов горячей жидкостью из системы охлаждения или непосредственно отработавшими газами. Для зарядки гидридного аккумулятора через восстановленный металлический компонент пропускается водород под небольшим давлением и одновременно отводится образующееся тепло. Процесс зарядки может повторяться несколько тысяч циклов без ухудшения энергоемкости аккумулятора. В случае аварии и разрушения наружной оболочки емкости для хранения часть водорода быстро улетучивается, вызывая понижение температуры гидрида и прекращение выделения водорода. Благодаря этому гидридный аккумулятор водорода во многих отношениях безопаснее бака с бензином. Объемная энергоемкость лучших гидридов приближается к уровню энергоемкости жидкого водорода, т.е. объем гидридного бака может быть меньше объема криогенного бака для жидкого водорода. Масса же самого гидридного блока примерно на порядок выше массы необходимого жидкого водорода из-за значительной плотности металлического носителя. Тем не менее суммарные массы гидридной и жидководородной топливных систем соизмеримы вследствие большой массы криогенных баков. Гидридный аккумулятор не требует особого ухода, быстро заряжается, его себестоимость ниже, а срок службы больше, чем у аккумуляторных батарей. Автомобили с гидридными аккумуляторами наиболее целесообразно использовать в городских условиях, где они могут успешно конкурировать с обычными автомобилями и электромобилями.
Контрольные вопросы 1. Какие топлива ненефтяного происхождения могут заменить традиционные автомобильные топлива? 2. Какими свойствами обладают синтетические спирты, используемые в качестве топлива для автомобильных двигателей? 3. Каковы преимущества МТБЭ по сравнению с этиловой жидкостью для повышения октанового числа автомобильных бензинов? 4. Какие топлива для автомобильных двигателей получают из газовых конденсатов на крупнейших газоконденсатных месторождениях Западной Сибири?
ГЛАВА 6 СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА
Моторные масла Все масла нефтяного происхождения делятся на четыре группы: моторные (для авиационных, газотурбинных, карбюраторных и дизельных двигателей), трансмиссионные (в том числе для гидропередач гидродинамических и гидрообъемных приводов), специальные (турбинные, компрессорные и др.) и различного назначения. Современные моторные масла подразделяются на три вида: минеральные, синтетические и частично синтетические. Все они состоят из базовых масел и точно подобранного пакета присадок, которые вводятся для улучшения эксплуатационных свойств. Условия работы масел в двигателях различных конструкций могут существенно отличаться друг от друга, что обусловливает выбор моторного масла для конкретного типа двигателя. Для обеспечения правильности выбора и решения вопроса взаимозаменяемости масел в нашей стране и за рубежом существуют различные их классификации. Основное назначение смазочного масла — это обеспечение надежной экономичной работы двигателя, в течение установленного для него моторесурса, т.е. любое смазочное масло должно обеспечивать: уменьшение износа деталей; снижение потерь энергии на трение; уплотнение зазоров между деталями (например, между поршнем и гильзой цилиндра двигателя); отвод тепла от нагретых деталей; вынос из зон трения продуктов износа и перенос их в фильтрующие устройства систем смазки; защиту металлических поверхностей от коррозии. Для успешного выполнения перечисленных функций моторные масла должны удовлетворять ряду эксплуатационных требований: иметь минимально возможную температуру застывания и определенные вязкостные показатели, быть достаточно физически и химически стабильными, обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы и не содержать механических примесей и воды.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; просмотров: 1083; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.23.103.14 (0.009 с.) |