1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 37
Текст из файла (страница 37)
человек, достигает в сутки 2500 и', что зквивалентно 2000 л бензина. В ЧССР, США и других странах проведены испытааня автомобилей, переоборудованных для работы на нанзлизационных газах, которые подтверлили целесообразность их использования в качестве моторного топлива. Рис. 4.7. Схема газонаполнительной станции: ! — сепараторы; 2 — компрессоры; 3 — блок осушка; 4 — блок аккумуляторов; П вЂ” раздаточные колонам 148 4.3. СПИРТОВЫЕ ТОПЛИВА Среди различных спиртов и их смесей наибольшее распространение в качестве моторного топлива получили метанол и этанол.
Их основными недостатками являются пониженная теплота сгорания, высокая тепзйота испарения и низкое давление 149 насыщенных паров (см. табл. 4.1), по в целом по моторным свойствам этанол лучше метанола. Высокие антидетонационные качества определяют преимущественное использование спиртов в двигателях внутреннего- сгорания с принудительным (искровым) зажиганием, При этом основные мероприятия по переводу автомобилей на работу на чистых спиртах сводятся к увеличению вместимости топливного бака (в случае необходимости сохранения беззаправочного пробега), увеличению степени сжатия двигателя до в=12 — 14 с целью полного использования детонационной стойкости топлива и перерегулировки карбюратора на более высокие его расходы (в соответствии со стехиометрическим коэффициентом) и большую степень обеднения смеси.
Низкое давление насыщенных паров и высокая теплота испарения спиртов делают практически невозможным запуск карбюраторных двигателей уже при температурах ниже +10'С. Для улучшения пусковых качеств в спирты добавляют 4 — ба/о изопентана ил'.г 6 — 8о/а диметилового эфира, что обеспечивает нормальный пуск двигателя при температуре окружающего воздуха от — 20 до — 25 С. Для этой же цели спиртовые двигатели оборудуются специальными пусковыми подогревателями.
При неустойчивой работе двигателя на повышенных нагрузках из-за плохого испарения спиртов требуется дополнительный подогрев топливной смеси с помощью, например, отработавших газов. С энергетической точки зрения преимущества спиртов заключаются главным образом в высоком к, п.д, рабочего процесса и высокой детонационной стойкости. Величина к. п, д. спиртового двигателя выше бензинового во всем диапазоне рабочих смесей, благодаря чему удельный расход энергии на единицу мощности (рис. 4.8) снижается [1471. Использование метанола в четырехцилиндровом двигателе «Чо![сзтнайеп 1600» совместно с повышением степени сжатия до 14,0 позволило увеличить максимальное значение эффективного к.
п. д. на 5 — 7а/а [147). Эти факторы, а также высокий коэффициент наполнения позволяют существенно повысить мощность спиртового двигателя. Например, при работе на метаноле повышение степени сжатия полноразмерного восьмицилиндрового двигателя «Мегсег[сз Вепг» с 8,9 до 11,0 привело к увеличению его максимальной мощности на 1бо/о [148). Одновременно несколько возрастает среднее эффективное давление, пропорциональное крутящему моменту, что является существенным преимуществом для автомобильного двигателя. Низкая энергоемкость спиртов ведет к увеличению удельного расхода топлива, в частности для метанола примерно вдвое (рис.
4.9). Так, при дорожных испытаниях легкового автомобиля «Сйеуго!ер» с двигателем рабочим объемом 5,7 л и н=7,5 расход метанола изменялся от 21,8 л при скорости 150 01, «/(и //де, т/ 1О 0 510„ г//лот/ 6 (00 10 00 (10 (гО а / Рис. 4.8, Изменение индикаторного расхода энергии Еь удельных выбросов оксидов азота ХО, и суммарных углеводородов [СН! при рабате двигателя аа изооктане ( †), этаноле ( — — ) и метааоле ( — — — ) О [сн), г/й.о/ Рнс. 4.9. Изменение топливной экономичности автомобиля Я прн работе на бензине ( †) 1 О 0,7 00 11 (О а и метаноле ( — — — ) 48 км/ч до 31,4 л при 112 км/ч [149].
Энергетическая и топливная экономичность этого автомобиля при скорости движения 80, км/ч составляют: на бензине 13,66 л/100 км и 3,61 МДж/км, а иа метаноле 26,74 л/100 км и 3,45 МДж/км. При использовании спиртовых топлив снижается содержание контролируемых вредных компонентов отработавших газов автомобиля. Благодаря низким температурам горения спиртов на единицу расходуемой энергии и топлива выделяется значительно меньше, чем у бензина оксидов азота, Одновременно вследствие улучшения полноты сгорания спиртовых смесей выбросы СО и [СН)* также уменьшаются.
Выбросы канцерогенных ароматических углеводородов также на порядок ниже, чем при работе двигателя на бензине. Сравнительные данные по вредным выбросам при работе автомобиля «Мегсег[ез Вепг» на бензине и метаноле (числитель — по европейскому ездовому циклу, знаменатель — по циклу СЪ"3-2; г/цикл) [1601: ыо, 8,0/5,7 0,7/1,9 со (сн! 140/22,! 8,0/4,5 32/9,5 5,5/2,5 Бензин Метанол * Условное обозначение выбросов углеводородов, ь 151 Токсические и зкономические показатели метанольного двигателя значительно улучшаются прл горячем пуске.
Прн испытаниях автомобиля «то)кзтчадеп Раааа(» по европейскому ездовому циклу организация горячего пуска снизила по сравнению с холодным выбросом выбросы СО со 102 до 36, а (СН] — с 12 до 5,7 г/цикл [151]. При этом подогрев метанольно-воздушной смеси во впускном патрубке до бО'С уменьшил содержанле альдегндов в отработавших газах в областл стехиометрическлх смесей почти на порядок, а в богатой и бедной — примерно вдвое; топливная же экономичность улучшллась почтл на 25%. Наряду с положительной экологической эффектлвностыо нспользованля сплртовых топлив следует отметить л такле негатлвные явления, как повышенные выбросы альдсглдов н нспаренля углеводородных соединений. Содержание альдеглдои растет с увеллченлем концентрацли спиртов в топливной смесл. Для метанола характерны выбросы формальдегида, в то время как прн сгоранил этанола образуется преимущественно ацетальдегид.
Млнимальные выбросы альдеглдов соответствуют стехнометрическому составу топливной смеси н возрастают при ее обеднении илн обогащенли. В среднем выбросы альдсглдов прн работе на спиртах примерно в 2 — 4 раза выше, чем при работе двигателя на бепзлне. Их снлженля добиваются при добавке к спиртам воды (до 5о)а) н присадок к топллву до О,йо)о анилнна, подогрево воздуха на входе в двигатель. Эксплуатационные свойства метанольного топлива, и в первую очередь энергетические показатели н пусковые качества, улучшаются при дополнительном вводе высших спиртов и эфиров 1152, 153]. Такие топлива получили название смесевых спиртовых топлив.
Испытания одной из композлцнй смесевого топлива, проведенные в НИИАТе, показалл увсллченне мощностл двигателя ца 4 — 7а)а л улучшенле топливной экономичности (в сравненли с члстым метанолом) — на 10 — 15%, прн этом содержаняе в отработавших газах окслдов азота сннжа- етсЯ на 25 — 30а(а в сРавненни с Работой на бензлне (Рлс. 4.1()).
Использование спиртов в длзелях затрудняется из-за низких цетановых чисел, высокой температуры самовоспламенения и плохих смазывающих свойств, ведущих к повышенному износу топливной аппаратуры. Работа дизелей на спиртовых топливах возможна при использованил смеси спиртов н дизельного топлива с повышенным цетановым числом, введении в топливо актнвирующих присадок, подаче спиртов в испарепиом виде, впрыске запального дизельного топлива, переоборудовании дизеля в двигатель с искровым воспламенением. Из перечисленных вариантов наиболее приемлемой для эксплуатации является добавка к спиртам различных присадок.
В качестве присадок, улучшающих воспламеняемость спиртов, ис- 152 )ЧО„,или ' Н„хВш 4пап 3000 50 гапа 1000 30 П, „кг/(хВаз т) со, '4 а,4 0,3 Пг 0,1 2000 2800 Зппп п,маа l 0,8 Пп 12 сС Рис. 4.10. Внешние скоростные характеристики (о) и содержание в отработавших газах оксидов углерода СО и азота ХО„(б) ари работе двигателя ЗМЗ-24 иа бензине (г), метаноле (2) и смесевом топливе (8) пользуют лзопропилнитрат, пентилнитрат и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
