Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Содержание

Моторное топливо: виды, особенности и сорта горючего

Требования к используемому топливу указаны в инструкции и чаще всего дублируются на внутренней стороне лючка бензобака. Существует два основных вида горючего для автомобилей: бензин и дизельное топливо и альтернативные виды: газ, электричество, водород. Так же существует множество более экзотических видов топлива, которые практически не используются на автомобилях серийного производства.

ГОСТ, ТУ, СТС: регламенты регулирующие качество топлива на автомобильных заправках

Качество российского топлива регламентирует целых семь ГОСТ. Три относятся к бензину - Р 51105, Р 51866 и 32513. Четыре к дизельному топливу: Р 52368, 32511, Р 55475 и 305. Однако существующее законодательство не обязывает производителя точно следовать нормам ГОСТ, поэтому возможны и иные нормативы: технические условия (ТУ) или стандарт организации (СТО). Очевидно, что к топливу, выполненному в соответствии с ГОСТ, доверия гораздо больше.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Документы на реализуемую продукцию обычно вывешены на АЗС, при необходимости их можно спросить у сотрудников. Основные нормативы изложены в техническом регламенте таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту».

Маркировка наиболее распространенного 95-го бензина выглядит так: АИ 95 К5. Это означает бензин класса 5 с октановым числом 95. С 2016 года в России запрещена реализация моторного топлива ниже 5-го класса. Основные отличия состоят в предельно допустимом содержании определенных веществ.

Распространенного понятия Евро5 применительно к бензину или дизелю не существует: экологические требования относятся не к горючему, а к выхлопу автомобиля. Поэтому различные надписи «Наше топливо соответствует Евро5» - просто маркетинговый ход и не выдерживают никакой юридической критики.

Бензин: как одни из распространенных видов автомобильного топлива

Значимые параметры бензина – октановое число и экологический класс.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Октановое число – мера детонационной стойкости бензина. Большинство современных бензиновых двигателей спроектировано для использования горючего с октановым числом 95, для некоторых допустимо октановое число 92. Бензин с октановым числом 98 предназначен для высокофорсированных двигателей. При использовании неподходящего горючего возможны неприятности: топливная смесь вместо сгорания может начать детонировать - взрываться. Для окружающих это, конечно опасности не представляет, но двигатель можно загубить. Поэтому важно следовать рекомендациям изготовителя автомобиля, поскольку при заливке неподходящего топлива производитель не несет ответственности в случае выхода из строя двигателя или топливной системы.

Дизельное топливо: второй по популярности вид автомобильного моторного топлива

Дизельное топливо по старинке иногда называют соляркой. Название происходит от немецкого Solaröl – солнечное масло. Дизельное топливо – тяжелая фракция, образующаяся при перегонке нефти.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Для дизельного мотора, помимо экологического класса, важна и температура замерзания. Существует летнее дизтопливо с температурой застывания -5 °C, зимнее (-35 °C) и арктическое, которое густеет при -55 °C.

Практика показывает, что последние годы АЗС следят за качеством. По крайней мере, сетевые станции не позволяют себе торговать топливом, которое становится вязким при низких температурах. В дальние поездки опытные водители берут с собой присадки-антигели, использование которых обеспечивает беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя.

Признаки неисправности двигателя

В случае заправки некачественным топливом может выйти из строя двигатель или топливная система. Первые признаки, следующие:

  • дым (белый, черный или сизый) из выхлопной трубы;
  • существенно снижается динамика автомобиля
  • увеличение шума, посторонние звуки – гул, скрежет, щелчки;
  • хлопки, которые мастера называют «помпажем», связанные с пульсацией давления на выходе турбокомпрессора;
  • нестабильная работа на холостых оборотах.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

В этом случае рекомендуем заглушить машину и связаться с техническим центром ГК FAVORIT MOTORS. Эксплуатировать автомобиль в такой ситуации опасно, поскольку это может привести к дорогостоящему ремонту двигателя.

Недолив как один из основных способов обмана на АЗС

Распространенная жалоба – недолив топлива. Практика показывает, что на сетевых АЗС обычно соблюдают все нормативы. Повышенный расход горючего может быть связан с неисправностью или неэкономным режимом вождения. Доказать недолив можно только при заливке топлива в канистру определенной емкости.

Бывают случаи, когда на АЗС заливают объем топлива, превосходящий объем топливного бака. Далеко не всегда это свидетельствует о мошенничестве. Дело в том, что топливо содержится не только в баке, но и в соединительных патрубках. Точный дополнительный объем зависит от модели автомобиля.

Таким образом, наиболее верное решение – заправляться на проверенных АЗС.

Если же на АЗС видны нарушения, то можно обратиться в органы госнадзора или прокуратуру.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Что нужно предпринять при поломке автомобиля из-за не качественного топлива

В случае неисправности автомобиля, связанной с некачественным топливом, основные сложности состоят в доказательной базе: нужно доказать причинно-следственную связь между поломкой и некачественным горючим. Важно мнение экспертов дилерского центра, которые хорошо знают обслуживаемые машины. Иногда водители считают, что дилерский центр может намеренно отказывать в ремонте. Опасаться этого не стоит, поскольку устранение заводского брака дилерскому центру компенсирует изготовитель автомобиля. Дилеру нет смысла отказывать в проведении гарантийного ремонта. Иное дело, если неисправность связана с нарушением правил эксплуатации машины, к которым относится и использование топлива ненадлежащего качества. В этом случае, разумеется, завод не должен возмещать убытки. Это обязан сделать виновник – АЗС.

Если мастера технического центра установили, что неисправность связана с топливом, то нужно взять пробу горючего.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Его заливают в три емкости, которые опечатываются и подписываются людьми, присутствующими при отборе (владелец, представитель независимой экспертной организации, сотрудник техцентра). На процедуру отбора топлива телеграммой с уведомлением о вручении желательно пригласить представителя АЗС. Одна емкость направляется в независимую лабораторию, остальные хранятся у владельца – они могут понадобиться для возможных последующих экспертиз. Для большей достоверности доказательной базы юристы советуют взять пробу топлива на АЗС, где производилась заправка машины – с привлечением сотрудников АЗС и независимых экспертов. Совет хороший, но на практике это далеко не всегда удается сделать: пока машину доставят в техцентр и осмотрят, проходит слишком много времени. Эксперт определяет, соответствует ли исследуемый образец параметрам технического регламента таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту».Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Эксперт технического центра выдает документ о том, что неисправность связана с некачественным топливом, описывает дефект, приводит список работ и запасных частей.

Также у владельца машины должен быть документ, подтверждающий, что горючее он залил на определенной АЗС. Оптимальный вариант – чек, так что его лучше не выбрасывать. За неимением его суд могут устроить свидетельские показания, записи с камер видеонаблюдения, выписка с банковской карточки.

Имея доказательства причинно-следственной связи между заправкой топлива и неисправностью, пострадавший обращается к владельцу АЗС и требует возместить расходы: стоимость ремонта и запчастей, топлива, эвакуации машины, экспертизы и т.д. Если договориться не удастся, придется обращаться в суд. При положительном решении суда виновнику придется также возмещать судебные издержки и стоимость услуг адвоката.

Особые сорта горючего

Ряд АЗС предлагает топливо, в названии которого присутствуют термины Ultimate, «Экто» и т.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение д. От собрата с аналогичным октановым числом такое топливо отличается наличием моющих присадок, и производитель часто говорит о повышении эффективности двигателя. Но к словам маркетологов нужно относиться с определенной долей скептицизма.

Если двигатель сильно загрязнен, то использование топлива с моющими присадками может, наоборот, спровоцировать неисправность. Вся грязь попадает в форсунки, и насос высокого давления и просто забивает их. Может наблюдаться нестабильная работа, повышение токсичности. С выведением загрязнений работа стабилизируется. К моющим присадкам нужно относиться как к витаминам: они сохраняют «здоровье» топливной системы, но в клинических случаях бесполезны. Регулярная заливка такого топлива на хорошей АЗС не повредит двигателю и, вероятнее всего, благотворно скажется на его работе. Есть и экономическая сторона вопроса: топливные присадки продаются отдельно и их можно периодически заливать в бак. Это будет дешевле.

Если же пробег большой, и за это время топливных присадок не использовали, то лучше проконсультироваться со специалистами ГК FAVORIT MOTORS.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Квалифицированные мастера оценят состояние автомобиля, подскажут оптимальный вариант действий и определят нужные препараты.

Подборка б/у автомобилей Volkswagen Touareg

Бензин и его применение. - МОСТОПЛИВО

Полученный посредством смеси углеводородов, бензин имеет отличные физические свойства, благодаря которым его можно использовать  в суровых погодных условиях.

Характеристики топлива

Основные характеристики топлива следующие:

  • температура кипения  — +33…+205°C;
  • плотность — ,75 г/см³;
  • теплопроводность – 10 000ккал/кг;
  • температура замерзания — -71°С.

История применения бензина

Эволюция в использовании топлива привела к тому, что бензин применятся для работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Однако изначально в XIX столетии, для него не нашли лучшего применения, нежели заправка примусов, также он выполнял функцию антисептического средства. Преимущественно из нефти делали керосин, а другие продукты подвергали утилизации.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Сразу после изобретения ДВС, бензин стал крайне востребованным, но после того как появились дизельные моторы, набрало популярность дизтопливо в Москве, так как оно обладает повышенным КПД.

Бензин активно используется в карбюраторных двигателях, а также прекрасно подходит для инжекторов. Возможно его применение для изготовления ракетного топлива с высоким импульсом, парафина, он незаменим в качестве растворителя, может использоваться  в нефтехимической области.

Виды, маркировка и стандарты

Естественно, наиболее широкое применение имеют автомобильные бензины, которые выпускаются в России в соответствии с требованиями ГОСТа:

  • 2084-77;
  • Р 51105-97;
  • Р 51866-2002.

Топливо для автомобилей подразделяется на зимние и летние марки, первые отличаются большим содержанием низкокипящих углеводородов. Наиболее ходовые марки производятся, в соответствии с ГОСТом Р 51105-97, под которым выпускают топливо с октановым числом: 80, 92, 95, 98.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Предусмотрена единая маркировка топлива, осуществляемая в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54283-2010. Предусмотрено использование знаков, поделённых на 3-и группы;

  • АИ – измерение октанового числа в соответствии с исследовательским методом;
  • цифровая маркировка – указывает на октановое число: 80 – 98;
  • экологический класс: 2 – 5 – соответствует нормам ЕВРО-3.

Если есть необходимость купить очищенный бензин, следует учесть, что в России законодательно приостановлено производство этилированного топлива, поэтому оно  является неэтилированным по умолчанию, что никак не отражено в маркировке.

Производство, потребление и экспорт

Производство топлива осуществляется в соответствии со спецификой рыночного спроса. Наибольшую долю рынка, занимает бензин АИ-92, который производится в объёме 18 000 000 тонн, порядка 29% рынка отведено для марки АИ-80, а топливо АИ-95 изготавливается в объёме 4 000 000 тонн.  Также небольшой сегмент рынка, порядка 8% отведён под производство прямогонного бензина, ну а топливо АИ-98 производится в незначительных объёмах (1%).Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Потребление внутри России достигает 30 000 000 тонн  в год,  указанные цифры растут непропорционально медленно (1.5%), в сравнении с увеличением автомобильного парка (8%). Наиболее популярной является марка АИ-92 (62%), вслед за ней идёт АИ-80 (24%), а замыкает тройку лидеров АИ – 95 (14%).

Отметим, что потребление растёт, благодаря увеличению потребности населения  в высокооктановых марках, которые  уверено, вытесняют низкооктановое топливо. Бензин марки АИ-80, преимущественно потребляют малотоннажные грузовики, а также небольшие автобусы. Экспортируется прямогонный полуфабрикатный бензин, а также экспортная разновидность АИ-80. Объёмы экспорта составляют 5.9 – 6.3 млн. тонн в год, на сумму до 3 400 000 000$.  Необходимо учитывать конъюнктуру рынка, если есть необходимость купить бензин оптом.

Нестандартное применение бензина

Популярность бензина, сделала его инструментом для совершения противоправных деяний, в руках неблагонадёжных граждан. Преимущественно топливо применяется злоумышленниками для поджогов, но может быть использовано в виде рекреационного наркотического средства,  определённым образом, влияющего на организм:

  • гиперемия;
  • галлюцинации;
  • эйфория.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Попутно у человека начинает кружиться голова, нарушается координация, возникают боли, а речь становится не внятной.  Эффект, создаваемый бензином, отличается от прочих психотропных препаратов тем, что имеет высокий уровень токсичности и общедоступен. Зафиксированы случаи, когда масляный раствор принимали внутрь, что неизбежно приводило к эмболии и в отдельных случаях заканчивалось летальным исходом. Немцы, во времена ВОВ, делали инъекции бензином, что крайне болезненно.

Бензин, давно зарекомендовал  себя на рынке, многие пытаются найти ему замену, однако это разовые акции, которые не способны породить массовый отказ от ставшего привычным топлива. Надо отметить, что активное использование бензина в этом качестве, будет осуществляться ещё длительное время.

Параметры качества бензинов – petrolcards.ru

Бензины как наиболее распространенное у нас в стране автомобильное топливо, должно удовлетворять ряду требований. Это различные нормы, предъявляемые со стороны автопроизводителей, нефтеперерабатывающих компаний, государственных контролирующих органов, экологических объединений.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Использование топлива с высокими показателями качества – залог долгой службы автомобиля, его двигателя и систем, а также гарантия надежности и хороших ходовых характеристик.

Зачем нужны различные требования к топливу

Бензин характеризуют самые разные показатели, как химические, так и физические. Например, одно из самых важных – это октановое число. Эта характеристика в бензинах в первую очередь определяет их стоимость, что немаловажно для потребителя.

Производители двигателей внутреннего сгорания (ДВС) создают их под определенное топливо. И здесь одним из важнейших показателей является октановое число в бензине. Длительное и регулярное применение топлива с повышенным или пониженным содержанием изооктана существенно снижает срок службы двигателя и может в любой момент стать причиной его поломки.

Еще один немаловажный аспект качества бензинов – их безопасность. Ведь именно октановое число – показатель детонационной безопасности бензинов. Поэтому строгое соблюдение установленных производственных норм со стороны нефтеперерабатывающих предприятий – необходимое условие безопасной транспортировки, хранения, эксплуатации топлива.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Свои нормативы к качеству бензина предъявляют и различные природоохранные организации (как отечественные, так и международные). Эти требования устанавливают содержание опасных примесей и соединений в выхлопе. Количество этих продуктов сгорания напрямую зависит от химического и фракционного состава бензинов, наличия присадок и примесей.

Таким образом, показатели качества бензинов важны многим сторонам: государству, производителям, продавцам, потребителям. Ведь в конечном итоге качество топлива сказывается практически на всех сферах нашей жизни – от финансовой до экологической.

Основные качества бензинов

Как любая жидкая смесь с разнородным физико-химическим составом, бензиновое топливо может оцениваться по самым разным параметрам. Их определяют требования ГОСТов и другой нормативной документации, действующей на территории РФ и стран Таможенного союза. Согласно им, существуют пять основных критериев качества бензинов:

  • Фракционный состав топлива определенной марки.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение
  • Стабильность физико-химического состава бензинов.
  • Испаряемость и связанные с ней вязкость и температура замерзания.
  • Детонационная стойкость (октановое число).
  • Склонность к образованию нагара, определяющая наличие примесей присадок. 

Следует отметить, что практически все эти характеристики (а также множество дополнительных) тесно взаимосвязаны. Остановимся на этих параметрах, имеющих самое непосредственное отношение к качеству бензина, подробнее.

Фракционный состав

Нефть – это смесь самых разных углеводородов и множества других примесей. Бензин, как продукт перегонки нефти, также состоит из разных по плотности и химическому составу фракций. Их качественно-количественные характеристики определяют поведение бензинов в различных условиях окружающей среды и функциональные показатели двигателя при работе. Чем больше легких фракций в составе, тем при более низких температурах может использоваться топливо без какого-либо ущерба для ДВС и автомобиля.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Поэтому, например, летние и зимние марки бензина имеют различный состав. Также содержание той или иной фракции в горючем влияет на время прогрева двигателя, стабильность его работы, износ поршневой группы.

Химическая стабильность

Всем бензинам присуще свойство окисления под влиянием различных условий окружающей среды. Это происходит как при их хранении, так и в процессе работы двигателя. Чем дольше бензин может сохранять свои первоначальные характеристики (вне зависимости от условий окружающей среды), тем лучше. Быстрое же окисление топлива и снижение его октанового числа говорит о наличии дешевых присадок и примесей, нестабильности бензина. Он не только неспособен долго храниться (даже при соблюдении требований производителя), но и склонен к образованию нагара на внутренних поверхностях двигателя, в топливной и выхлопной системах. Химическая стабильность рассчитывается с учетом содержания смол и других легко окисляемых элементов в составе топлива. 

Испаряемость

Этим параметром определяется способность топлива к фазовому переходу из жидкости в газ.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Ведь именно бензиновые пары в смеси с воздухом образуют топливную смесь, которая сгорает при работе двигателя. Чем больше легких фракций содержит бензин, тем выше его испаряемость и ниже температура запустевания (замерзания). Дополнительно для определения испаряемости используется такая характеристика, как давление насыщенных паров (ДНП).

Детонационная безопасность

Это еще одна значимая характеристика качества бензинов, определяемая способностью топлива не взрываться при сжатии. Это происходит из-за слишком быстрого воспламенения топлива. Нормальная скорость распространения пламени в воздушно-бензиновой смеси не должна превышать 20-30 м/с. Если она выше в десятки и сотни раз, то происходит реактивное сгорание с образованием детонационной волны. Это приводит к повышенной нагрузке на элементы поршневой группы и перегрев двигателя, чреватый его выходом из строя.

Образование нагара

Обычно это говорит о том, что топливная смесь сгорает не полностью, а значит, бензин содержит различные примеси, присадки, загрязнения.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Все это отрицательно сказывается на функциональности и работоспособности двигателя. Кроме того, такой бензин имеет повышенный расход. Образование нагара приводит к падению мощности, снижению срока службы движущихся элементов поршневой группы и может привести к серьезным поломкам.

Экологические качества

Существует также классификация бензинов по экологическим показателям. Чем выше характеристики топлива, тем полнее оно сгорает и, соответственно, меньше вредных веществ попадает в атмосферу. Наиболее опасны в этом плане сернистые и ароматические соединения, которые может содержать бензин. Их агрессивное воздействие сказывается также на состоянии топливной и выхлопной систем автомобиля.

Выбирая бензин для заправки, следует максимально внимательно относиться к его характеристикам, от них зависит срок службы двигателя и авто. Ведь незначительная экономия на топливе более низкого качества может обернуться серьезными поломками, требующими капитального ремонта.

Виды бензина, маркировка и расшифровка АИ в топливе

ГК Трэйд-Ойл > Статьи на тему: автомобильный бензин > Виды бензина, маркировка и расшифровка

Что такое бензин? Как написано в Wikipedia, бензин — легковоспламеняющаяся жидкость на основе смеси легких углеводородов плотностью 0,71–0,77 г/см2.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Температура ее замерзания –60 0С, кипения — в пределах 33–205 0С. Основная область применения — моторное топливо разных марок, сырье для органического синтеза, изготовления этилена и парафина. На ее основе производят: краски, лаки, растворители, мастики, другие вещества.

Основные характеристики

Какие бензины есть? В России производится несколько видов бензинов, отличающихся характеристиками и составом. Ключевым параметром для определения типов бензина является октановое число — ОЧ. Немаловажная роль при этом отводится количеству примесей. Основным составляющими горючей жидкости являются изооктан с гептаном, от которых зависит способность к детонации топлива в закрытом объеме. Их соотношение в готовом продукте определяет октановое число конкретного вида бензина.

Разновидности

Какой бензин есть в РФ и странах ТС? С учетом октанового числа и других характеристик, предусмотрены такие виды бензина в России:

  • Автомобильное горючее изготавливается согласно ГОСТ 32513-2013: бензин-80, -92, -95, -98, -100, -101 и -102.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Для справки — в СССР производился бензин-56, -66, -72, -74, -76 и -93.
Характеристики автомобильных бензинов
параметры А-72 А-92 А-93 А-95
Минимальное ОЧ, моторный метод 72 82,5 85 85
Доля свинца, г/дм3 до 0,13 до 0,13 до 0,13 до 0,13
Температура начала перегонки, 0С от+35 от+35 от+35 от +30
Конец кипения, 0С до +195 до + 205 до + 205 до + 205
  • Авиационное топливо изготавливается согласно ГОСТ 1012-2013: бензин-92 (Б-92) или бензин-91/115 (Б-91/115).Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение По сравнению с автомобильным горючим оно отличается высоким ОЧ, хорошей стабильностью химической структуры и лучшими характеристиками. В таком топливе минимум примесей. В первую очередь, это касается легких фракций, формирующих паровые пробки, повышающих коррозию, образование нагара.
  • Растворители применяются для химической отрасли. С их помощью осуществляется экстрагирование — извлечение нужных компонентов из растительного масла, озокерита или канифоли. В быту растворители используются для удаления разных пятен, разведения лака, краски, обезжиривания, других нужд.
  • Лигроин (нафта). Фракции нефти на основе нормальных парафинов с температурой кипения до +180 0С. Основная сфера применения — сырье для производства этилена путем пиролиза.

Как выглядит бензин?

Бензин — это газ или жидкость? В обычном состоянии — это жидкость с характерным запахом. Для удобства различия, еще с советских времен принято при производстве топлива добавлять особые красители.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Схема оттенков видов бензина выглядит так:

  • АИ-66 имел зеленый цвет;
  • АИ-72 отличался розовым тоном;
  • АИ-76 изготавливали насыщенно-желтым;
  • АИ-80 поставляется на АЗС желтого цвета;
  • АИ-90 и АИ-95 различают по оранжево-красному оттенку;
  • АИ- 98 производится с добавлением синего красителя.

Маркировка бензина и что обозначают цифры

Согласно ГОСТ 54283-2010 и нормам технического регламента от 2011 года на территории РФ предусмотрена маркировка бензинов в виде двух буквенных символов и двух цифр. Дополнительно иногда указывается еще одна цифра. Рассмотрим, как в бензине расшифровывается аббревиатура АИ и другие символы на таком примере: АИ-92/4.

  • А — вид: автомобильное топливо;
  • И — способ определения октанового числа: исследовательский. Если буква «И» отсутствует, значит, применялся моторный метод.
  • 92 — величина октанового числа топлива;
  • 4 — класс экологичности горючего может быть в диапазоне 2–5.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Методы определения ОЧ топлива

Основной характеристикой топлива является октановое число, определяющее детонационную стойкость горючей смеси. Чем выше этот параметр, тем позже (при большем давлении) происходит химическая реакция — воспламенение вещества с освобождением энергии и распространением ударной волны. В качестве эталонов используются два углеводорода:

  • Изооктан имеет октановое число, равное единице или 100%. Другими словами, он не самовоспламеняется независимо от степени сжатия.
  • Н-гептан отличается ОЧ, равным нулю. Следовательно, он быстро самовоспламеняется при малейшем давлении.

Если в топливе доля изооктана равна 95%, а н-гептана — 5%, значит, октановая характеристика такого горючего равна 95. Октановое число топлива измеряется в условных единицах и чаще всего в технических документах указывается, как ОЧ (ОЧМ, ОЧИ).

На практике существует две технологии определения ОЧ с помощью одноцилиндрового двигателя двухтактного типа:

  • Исследовательская.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Это способ предполагает имитацию движения автомобиля на крейсерском режиме с нагрузками не выше средних, когда обороты коленвала равны 600 об/мин.
  • Моторная. При таком способе имитируются максимальные нагрузки с оборотами 900 об/мин.

Основным методом для определения октанового числа топлива является исследовательский способ.

Детонационная стойкость топлива

Детонация — химическая реакция с воспламенением топлива, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии вместе с ударной волной. Фактически, это мгновенный взрыв горючего в замкнутом пространстве (камере сгорания), превращающий смесь в газообразные продукты горения, которые совершают механическую работу, обеспечивая движение поршня вниз. Благодаря этому происходит вращение коленчатого вала двигателя.

Все модификации бензиновых моторов, проектируются для использования топлива с конкретным октановым числом.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Использование нештатного горючего приводит к преждевременному либо позднему воспламенению, в результате которого образуются детонационные волны. Они пагубно воздействуют на элементы конструкции, провоцируя их разрушение и последующий выход из строя мотора.

Автомобильный бензин - статьи про автомобильный бензин

ГК Трэйд-Ойл > Статьи на тему: автомобильный бензин

В данном разделе содержится информация об автомобильном бензине

Виды бензина, маркировка и расшифровка

Раздел: Автомобильный бензин

Что такое бензин? Как написано в Wikipedia, бензин — легковоспламеняющаяся жидкость на основе смеси легких углеводородов плотностью 0,71–0,77 г/см2. Температура ее замерзания –60 0С, кипения — в пределах 33–205 0С. Основная область применения — моторное топливо разных марок, сырье для органического синтеза, изготовления этилена и парафина.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение На ее основе производят: краски, лаки, растворители, мастики, другие вещества.

Двигатель на бензине или дизеле. Что выгоднее?

Раздел: Автомобильный бензин

Все жители столицы прекрасно знакомы с непростой транспортной ситуацией в городе: высокая плотность движения, непредсказуемость водителей, огромное количество пробок, сложная система светофоров, транспортных развязок.

Характеристики бензина

Раздел: Автомобильный бензин

Основным эксплуатационным свойством всех бензинов является детонационная стойкость. Детонация - процесс быстрого сгорания рабочей смеси с образованием в камере сгорания ударных волн.

Как выбрать качественный бензин

Раздел: Автомобильный бензин

«Плохой бензин» — стандартный вердикт сервисменов, которые вынуждены раньше срока заменять покрасневшие от нагара свечи зажигания. Его образуют не сгоревшие железосодержащие присадки, так называемые ферроцены, которые добавляют к бензину для повышения октанового числа.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Но если ферроцены вредны для двигателя, почему же их не запретят?

Свойства качественного АИ-95

Раздел: Автомобильный бензин

Бензин данной марки используется в двигателях внутреннего сгорания. Для бесперебойной работы двигателя современный топливо АИ-95 должно отличаться определенными свойствами.

Прогнозирование октанового числа бензина

Раздел: Автомобильный бензин

Октановое число отражает самую важную характеристику топлива - детонационную стойкость смеси паров бензина и воздуха. Чем оно больше, тем качественнее бензин. Требования к качеству растут и низкооктановые сорта бензина больше не используются. Казалось бы, что при такой востребованности, об октановых числах должно быть известно все. Однако, это не так. В частности не известна корреляция между октановым числом и химическим строением. Исследователи занимаются этой актуальной темой, например обнаружена взаимосвязь между октановыми числами ОЧИ и показателем преломления.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Бензин прямогонный

Раздел: Автомобильный бензин

Прямогонные бензины представляют собой фракцию нефти с пределами выкипания 180 градусов Цельсия. Состоят преимущественно из нормальных парафинов С5-С9. Получают его прямой перегонкой нефти с добавлением некоторого количества вторичных фракций.

Требования к бензину

Раздел: Автомобильный бензин

Бензин – это вид топлива, получаемого при переработке нефти, которое обладает низкими детонационными свойствами. Бензин используется в двигателях внутреннего сгорания при принудительном воспламенении от искры. Существует два вида бензина – автомобильный и авиационный, которые по своим свойствам очень похожи.

Фактические смолы в бензине

Раздел: Автомобильный бензин

Со временем в деталях двигателя появляются отложения, источником которых являются смолы, образующиеся в результате окисления бензина.

Химическая стабильность бензина

Раздел: Автомобильный бензин

Химическая стабильность автомобильных бензинов обусловлена его углеводородным составом.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Так, бензин с большим содержанием олефиновых углеводородов в наибольшей степени склонен к окислению. Окисление при этом вызывает изменение цвета неэтилированного бензина со светло-жёлтого до ярко-жёлтого, появление резкого запаха и образование на дне ёмкости масляного слоя.

Интересные факты о бензине

Раздел: Автомобильный бензин

Бензин – один из самых потребляемых продуктов в мире. И с ним связано немало интересных фактов. Например, когда-то современное топливо служило людям… в качестве лекарственного препарата!


виды, марки, основные показатели качества

В настоящее время в России находится в эксплуатации более 40 млн единиц автомобильного транспорта. Большая часть парка машин оснащена бензиновыми (карбюраторными или инжекторными) двигателями внутреннего сгорания.

Современный автомобильный бензин должен удовлетворять требованиям, обеспечивающим экологичную и надежную работу двигателя:

• иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;

• иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя;

• не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного воздействия на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и т.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение п.

Автомобильный бензин — это легковоспламеняющаяся горючая жидкость, в состав которой входят углеводороды, выкипающие при температуре от 35 до 200 °С. Важнейшим свойством бензина является его способность в состоянии газообразной смеси воспламеняться и сгорать со скоростью распространения фронта пламени 25 — 35 м/с. В некоторых случаях процесс горения может приобрести взрывной, детонационный характер. Мгновенное сгорание рабочей смеси нежелательно, так как вызывает вибрацию и перегрев деталей двигателя, преждевременный их износ, снижение мощности.

Способность бензина противостоять взрывообразному горению называется детонационной стойкостью. Она оценивается октановым числом. Для любого бензина октановое число определяют путем подбора смеси из двух эталонных углеводородов: изооктана — октановое число 100, и нормального гептана с октановым числом, равным 0, которая по детонационным свойствам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание в этой смеси изооктана принимают за октановое число.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Одним из принципов классификации различных марок бензина является октановое число. Существуют два метода его определения: исследовательский (ОЧИ — октановое число по исследовательскому методу) и моторный (ОЧМ — октановое число по моторному методу). Моторный метод лучше характеризует антидетонационные свойства бензина в условиях форсированной работы двигателя и его высокой теплонапряженности, исследовательский — при эксплуатации двигателя в городе, когда работа его связана с относительно невысокими скоростями, частыми остановками и меньшей теплонапряженностью.

В России производятся автомобильные бензины пяти марок (ГОСТ 2084-77): А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Буква «И» в маркировке указывает на применение исследовательского метода при определении октанового числа, цифры — октановое число. Бензин А-72 практически не вырабатывается из-за отсутствия техники, которая бы его потребляла. Наиболее велика в производстве доля бензина марок А-76, А-92, который вырабатывается по ТУ 38.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение 001 165 — 97. Кроме перечисленных в ГОСТ 2084—77 в России производятся также автомобильные бензины марок А-80, А-96, АИ-98.

Для повышения детонационной стойкости (повышения октанового числа) в процессе компаундирования можно увеличить в бензине долю высокооктановых компонентов. Однако это весьма дорогостоящий способ, поэтому используют более дешевый — введение в состав бензина специальных химических соединений — антидетонаторов. Наиболее эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС) — вещество крайне ядовитое. Чтобы предупредить образование в двигателе нагара, тетраэтилсвинец вводят вместе с выносителем. В результате образуются летучие вещества, которые удаляются из двигателя с отработавшими газами. При этом соединения свинца попадают в атмосферу, почву, воду, отравляя их.

Смесь тетраэтилсвинца с выносителем называется этиловой жидкостью. Бензин, содержащий этиловую жидкость, называется этилированным. Чтобы предупредить отравление им, этилированный бензин окрашивают в различные цвета.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение

Тетраэтилсвинец в качестве основного компонента антидетонатора (АД-ТЭС) используется уже 80 лет. Однако затраты на санитарно-гигиенические мероприятия, связанные с применением АД-ТЭС, более чем в 10 раз превышают экономический эффект от его применения. В США, ФРГ, Франции, Японии, Швеции и ряде других стран ТЭС запрещен. В России его перестали выпускать в 2001 г., и его применение тоже практически запрещено.

В настоящее время этилированный бензин заменяется неэтилированным. Это связано с использованием в автомобилях каталитических нейтрализаторов отработавших газов. Оксиды свинца разрушают нейтрализатор и выводят его из строя через несколько часов работы двигателя.

Нейтрализаторы обеспечивают соблюдение экологических требований к автотранспортным средствам, которые регламентируются правилами Европейской экономической комиссии ООН (табл.).

Требования Европейской экономической комиссии ООН к автомобильному бензину

Параметры Euro-2 Euro-3 Euro-4
Максимальное содержание, %:
бензола 5,0 1,0 1,0
серы (для Euro -3, -4 в промилле, %о) 0,05 150 30
ароматических углеводородов 42 30
олефиновых углеводородов 18 14
кислорода 2,3 2,7
Фракционный состав:
до 100°С перегоняется, %, не менее 46 46
до 150°С перегоняется, %, не менее 75 75
Давление насыщенных паров, кПа, не более 60 60
Наличие моющих присадок Обязательно Обязательно

Эти правила периодически пересматриваются в сторону ужесточения.Автомобильное топливо и его применение: Автомобильное топливо и его применение Каждая новая модификация правил получает условное обозначение: Euro-1 (1993 г.), Euro-2 (1996 г.), Euro-3 (2000 г.), Euro-4 (предполагается принять в 2005 г.).

После того как правительство России подписало соглашения Euro-1 и Euro-2, был разработан ГОСТ Р 51105 — 97 на автомобильные бензины, требования которого соответствуют требованиям европейского стандарта EN 228. Единственное отличие в том, что в ГОСТ введен низкооктановый бензин АИ-80 (А-76), необходимость производства которого вызвана наличием в стране большого парка устаревших автомобилей. ГОСТ Р 51105 —97 вступил в силу с 1 января 1999 г. Он устанавливает следующие марки неэтилированных бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Премиум-95», «Супер-98». Разработан ГОСТ 51313 — 99 «Бензины автомобильные. Общие технические требования» — введен в действие с 1 июля 2000 г.

Октановое число бензина можно повысить, вводя либо антидетонаторы, либо присадки (добавки).

Антидетонаторы увеличивают октановое число, действуя как катализаторы на процесс сгорания топлива, поэтому их применяют в очень малых количествах по отношению к единице топлива. В этом качестве используются производные ферроцена (торговое название ФК-4, в 1994 г. разрешен Госстандартом РФ). Около 10 % валового производства бензина составляет бензин, содержащий ФК-4. Однако повышение нормативного содержания этого антидетонатора в бензине приводит к отложению абразивных частиц оксида железа на деталях камеры сгорания двигателя, в том числе на свечах зажигания, что вызывает различные неполадки.

Очень эффективен антидетонатор на основе циклопентадиенилтрикарбонила марганца — АД-ЦТМ. При его использовании износ двигателей в 1,5 раза меньше, чем при применении АД-ТЭС. Недавно Госстандарт РФ разрешил использование АД-ЦТМ. Наиболее перспективными можно считать антидетонаторы на основе карбонилов металлов.

В отличие от антидетонаторов присадки увеличивают октановое число бензина за счет своего количества. Присадки, как правило, имеют собственное октановое число выше 100.

В качестве октаноповышающих добавок в настоящее время используются метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), этанол, метил-циклопентадиэтилтрикарбонил марганца (МЦТМ) и этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ). МТБЭ, например, повышает октановое число, а также снижает уровень СО в отработавших газах и способствует более полному сгоранию углеводородов.

Большие мощности по производству МТБЭ имеются в США, Индии, Тринидаде, Великобритании, во Франции, в последние годы в Китае. У нас в стране производство МТБЭ организовано на предприятии «Нижнекамскнефтехим». Недостатком МТБЭ является гигроскопичность, усиленный износ двигателя вследствие образования нагара, плохая совместимость с резинами и другими эластомерами. Кроме того, его высокая концентрация в бензине приводит к увеличению в выбросах концентрации формальдегида, оксида азота, ацетальдегида. Поэтому в Японии установлен норматив введения МТБЭ — не более 7 %. Аналогичные ограничения существуют и в странах Западной Европы.

ЭТБЭ — наиболее устойчивая присадка, она может быть использована даже как альтернативное топливо, однако ее промышленное производство пока не налажено.

За рубежом для улучшения эксплуатационных свойств автомобильного бензина широко используют многофункциональные присадки, уделяя особое внимание моющим. Применение моющих присадок обеспечивает нормальную работу двигателя при его эксплуатации. Впервые бензин с моющими присадками был разработан фирмой SHEVRON в 1954 г., но широкое распространение они получили лишь с введением принудительной системы вентиляции картера.

В России промышленное производство моющих и многофункциональных присадок к автомобильному бензину до 90-х годов отсутствовало. В середине 90-х годов ВНИИ НП разработал бензольную многофункциональную присадку «Афен» — композицию аминоамидов с добавлением поверхностно-активного вещества и бинарного растворителя. «Афен» предотвращает образование льда и коррозию топливной системы, смывает смолистые отложения в карбюраторе автомобиля и предотвращает их образование, что обеспечивает экономию бензина до 5 % и в 1,5 раза снижает концентрацию оксида углерода в отработавших газах. По моющим свойствам «Афен» не уступает зарубежным аналогам. Позже тем же институтом была разработана модификация «Афена» — многофункциональная присадка «Автомат» на базе более доступного сырья. По результатам испытаний она допущена к применению. На бензин с этой присадкой получен гигиенический сертификат.

Ассортимент присадок (добавок) и антиокислителей, используемых в России

Антидетонационные присадки (добавки)

Хайтек-3000 (фирма Ethyl).........................До 50 мг/л Мп

АвтоВЭМ (ТУ 38.401-58-185-97)..............До 1,3%

Феррада (ТУ 38.401-58-186-97).................До 1,3 % (37 мг/л Fe)

АПК (ТУ 38.401-58-189-97)......................До 0,3% (37 мг/л Fe)

ФероЗ (ТУ 38.401-58-83-94)......................До 0,02% (37 мг/л Fe)

АДА (ТУ 38.401-58-61-93).........................До 1,3%

БВД (ТУ 38.401-58-228-99).......................До 1,9%

БОКЭ (ТУ 38.401-58-244-99).....................До 5 %

МАФ (ТУ 38.401-1045-96).........................До 3,5 % (37 мг/л Fe)

Фэтерол ТУ 2421-009-04749189-95).........До 15%

МТБЭ (ТУ 103704-90)................................До 15%

ДАКС (ТУ 0251-003-02066612-96).............До 3,5 %

Октан-Максимум (ТУ 38.401-144-97)......3-7 мг/л Fe

Моющие и многофункциональные присадки

Хайтек 4449 (фирма Ethyl).........................0,035-0,06%

Керопур 3222 (фирма BASF)......................0,035-0,06%

SAP 9500 (фирма Shell)..............................0,035 %

Автомат (ТУ 38.401-58-171-96).................0,05%

Афен (ТУ 38.401743-89)............................0,05%

Антиокислители

Агидол-1 (ТУ 38.5901237-90)....................До 0,1 %

Агидол-12 (ТУ 38.30216371-88).................До 0,3%

Наряду с октановым числом качество бензина формирует его фракционный состав, то есть преобладание той или иной группы углеводородов в природной нефти или в нефтепродуктах, а также присутствие в них серу-, азот- и кислородсодержащих соединений.

Если, к примеру, в бензине есть примесь серы, при его сгорании образуются сернистые соединения, которые загрязняют окружающую среду, вызывая появление «кислотных дождей». Водорастворимые кислоты и щелочи недопустимы, так как они вызывают коррозию двигателя.

Жидкие парафиновые углеводороды (от С5 до С15) почти все при перегонке нефти попадают в бензиновый дистиллят. Если в бензине присутствует значительное количество парафиновых углеводородов так называемого нормального строения, то есть таких, в которых атомы углерода соединены в виде прямой цепочки, качество бензина низкое. И наоборот, парафиновые углеводороды изомерного строения, с разветвленной цепочкой углеводородных атомов, имеют высокое октановое число, а бензин, содержащий такие углеводороды, отличается хорошей октановой характеристикой.

Содержание в бензине цикланов весьма желательно, так как они имеют более высокие октановые числа, чем парафиновые углеводороды нормального строения.

Ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилол, этил-бензол и другие — являются ценным сырьем для производства высокооктанового бензина, они обладают высокими октановыми числами.

Однако усиленное применение ароматических компонентов вместо этиловой жидкости для повышения октановой характеристики бензина может привести к увеличению выбросов ароматических углеводородов, в частности бензола, с отработавшими газами. Поэтому применение неэтилированного бензина на автомобилях без каталитических нейтрализаторов недопустимо.

С фракционным составом бензина связаны такие характеристики двигателя, как его пуск, образование паровых пробок в системе питания, прогрев и приемистость, экономичность и долговечность работы.

Пусковые характеристики двигателя улучшаются по мере увеличения содержания в бензине низкокипящих фракций. Однако при этом увеличивается вероятность образования паровых пробок. При нагревании бензина в системе питания двигателя его низкокипящие углеводороды испаряются, образуя пары, объем которых примерно в 150—200 раз больше объема жидкого бензина. Подача бензина в цилиндры из-за снижения массовой производительности уменьшается, горючая смесь обедняется, что приводит к потере мощности двигателя или даже к прекращению его работы.

Как устранить эти явления? Для бензина установлены ограничения на содержание низкокипящих фракций, регламентированы температура начала кипения бензина (для летних сортов), температура перегонки его 10 %, а также давление насыщенных паров. Кроме того, чтобы избежать образование паровых пробок, следует использовать марку бензина, соответствующую сезону.

Для бензина с высоким содержанием низкокипящих фракций характерны большие потери при хранении и транспортировании. Такой бензин может приводить к обледенению карбюратора, так как быстро испаряющиеся низкокипящие фракции отнимают теплоту из воздуха, в котором происходит испарение, и от металлических деталей впускной системы карбюратора. Чем больше низкокипящих фракций в бензине, тем ниже температура топливо-воздушной смеси.

С учетом противоречивых требований к фракционному составу бензина у нас в стране вырабатывают два вида бензина — зимний и летний. Автомобильный бензин, за исключением марки АИ-98, подразделяется на летний — для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля по 30 сентября (в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всего года), и зимний — для применения в течение всех сезонов в северо-восточных районах, а в остальных районах с 1 октября по 31 марта. Эти виды бензина имеют оптимальный фракционный состав для определенных температурных условий и позволяют без осложнений эксплуатировать автомобили в различное время года в различных географических районах и климатических условиях.

От наличия в бензине тяжелых фракций углеводородов в значительной мере зависят долговечность двигателя и его экономичность. Количество тяжелых фракций углеводородов обусловливает температуры конца кипения и перегонки 90 % бензина. Если эти температуры достаточно высоки, то тяжелые фракции не успевают испаряться во впускной системе и поступают в цилиндры двигателя в жидком виде. В результате часть их не успевает сгорать — экономичность двигателя снижается.

Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают масло с трущихся поверхностей и ухудшают условия их смазки, они попадают в картер двигателя и снижают вязкость масла, что также увеличивает износ двигателя. Несгоревшее в цилиндре топливо откладывается на поверхности камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонацию, калильное зажигание и другие нарушения в работе двигателя.

Поэтому, чем ниже температура конца кипения бензина и перегонки его 90 %, тем лучше бензин, двигатель долговечнее и экономичнее. Для бензина установлены нормы температуры перегонки его 90 % и конца его кипения: для летнего — соответственно не выше 180 и 195 °С, для зимнего — соответственно не выше 160 и 185 °С.

В процессе хранения бензин подвергается различным химическим превращениям, ведущим к ухудшению его эксплуатационных свойств. Способность бензина противостоять этим химическим превращениям называют химической стабильностью. Химическая стабильность бензина определяется главным образом содержанием в нем непредельных углеводородов, которые в силу их химической структуры легко взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя высокомолекулярные смолистые вещества. На процесс окисления влияют также содержащиеся в бензине неуглеводородные соединения.

Оседая на штоках и тарелках клапанов, в камере сгорания при высокой температуре смолистые вещества превращаются в твердые отложения — нагары. Это приводит к нарушениям в работе двигателя и, как следствие, к снижению его мощности и экономичности. Поэтому необходимы ограничения на содержание в бензине высокомолекулярных смол.

Нагарообразование в двигателе возрастает также с увеличением содержания в бензине тетраэтилсвинца, серы и ароматических углеводородов. Содержание свинца и серы в бензине строго регламентируется. Ароматические углеводороды вследствие своей высокой детонационной стойкости являются желательной составляющей бензина, но из-за повышенного нагарообразования их количество в бензине следует ограничить.

Новыми нормативными документами предусмотрено ужесточение требований к показателям качества. Бензин с улучшенными экологическими свойствами должен содержать: бензола 1 — 3%, серы не более 0,03 %, ароматических углеводородов не более 45 %, олефиновых углеводородов не более 20 % и применяться только с моющими присадками. Кроме того, принято решение, что автомобильный бензин, выпускаемый не по ГОСТ, а по ТУ, проходит обязательную сертификацию на соответствие ГОСТ 51313—99.

В России эксплуатируется значительное число импортного дизельного автотранспорта. Предполагается, что дизели будут устанавливаться и на отечественных автомобилях УАЗ и «Газель». В Европе доля продаж машин, оснащенных дизелями, в среднем достигла почти 30 % (в Германии она составляет 85 %).

Дизельное топливо используется как на передвижных, так и на стационарных установках с дизелем, характеризующимся большими экономичностью, приемистостью, надежностью, долговечностью, меньшей пожароопасностью.

Работа дизеля существенно отличается от работы двигателя карбюраторного. Топливо подается в камеру сгорания через форсунки в капельно-жидком состоянии, смешивается с воздухом и воспламеняется от сжатия.

В качестве дизельного топлива используется нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды с температурой кипения 170 — 360 °С (против 35 — 200 °С для бензинов). В ней содержится по массе 87 % углерода, 13 % водорода, до 0,5 % серы, незначительное количество кислорода и азота. По внешнему виду дизельное топливо — это жидкость от желтого до темно-коричневого цвета с высокой удельной теплотой сгорания (примерно 43 МДж/кг), что позволяет автомобилям с дизельными двигателями иметь большой запас хода. По объемам производства дизельное топливо находится на втором месте, несколько уступая топочному мазуту и в 1,8 раза превосходя автомобильный бензин.

Дизельное топливо должно удовлетворять следующим требованиям:

• для обеспечения хорошего смесеобразования в цилиндрах двигателя иметь определенный фракционный состав. Так, 50 % зимнего дизельного топлива должны выкипать при температуре до 250 °С, летнего — до 280 °С. Чем больше в топливе легкокипящих фракций, тем быстрее оно испаряется после впрыска, обеспечивая лучшую полноту сгорания, малую дымность и более легкий пуск двигателя;

• хорошо течь, что необходимо для бесперебойной подачи в камеру сгорания, облегчения фильтрации и хорошего смесеобразования. Текучесть топлива характеризуется вязкостью при температуре 20 °С;

• температура застывания должна обеспечивать надежность работы двигателя зимой. При температуре ниже установленного значения нарушается прокачиваемость дизельного топлива и невозможна его подача в цилиндры двигателя. Температура застывания летнего топлива должна быть не выше минус 10 °С, зимнего — не выше минус 35 °С, арктического — не выше минус 55 °С;

• быстро воспламеняться и плавно сгорать. Воспламенение топлива, поданного в камеру сгорания, происходит не сразу. Между моментом впрыскивания и воспламенением происходит распыление топлива, перемешивание его с воздухом, нагревание, испарение и окисление. В результате накапливается тепло, повышается температура — топливо воспламеняется. Температуру, до которой нужно нагреть топливо в смеси с кислородом воздуха, чтобы началось его горение, называют температурой самовоспламенения. Чем ниже температура самовоспламенения, тем легче запускается холодный двигатель;

• иметь диапазон цетанового числа (ЦЧ) 45 — 50 единиц. Чем короче период задержки самовоспламенения, тем плавнее и эффективнее сгорает топливо. Этот период оценивается цетановым числом, т.е. процентным содержанием (по объему) цетана (ЦЧ-100) в искусственно приготовленной смеси с α-метилнафталином (ЦЧ-0). Для повышения ЦЧ, особенно для топлива, используемого при низких температурах, к нему добавляют специальные присадки — изопропилнитраты.

Кроме того, дизельное топливо должно обладать способностью обеспечивать чистоту топливоподающей системы, деталей двигателя, не вызывать их коррозии, полностью сгорать, не образуя дыма, быть стабильным при хранении. Эти свойства в стандартах нормируются такими показателями качества, как коксовое число, температура вспышки, фильтруемость, наличие механических примесей и воды, содержание серы, кислотность.

Коксовое число характеризует способность топлива при температуре 800 — 900 °С без доступа воздуха образовывать твердый остаток — кокс. Коксуемость зависит от наличия в топливе смолистых соединений, его вязкости и фракционного состава.

Температура вспышки определяет степень пожароопасности топлива при транспортировании, хранении и применении. Желательно, чтобы она была как можно более высокой.

Фильтруемость дизельного топлива показывает его способность предотвращать засорение фильтров и характеризуется специальным коэффициентом. Чем ближе коэффициент фильтруемости к единице, тем выше качество дизельного топлива.

Содержание механических примесей и воды в дизельном топливе приводит к износу деталей и образованию ледяных пробок в зимнее время года.

Отечественная нефтеперерабатывающая промышленность в соответствии с ГОСТ 305 — 82 вырабатывает дизельное топливо трех марок:

Л — летнее, применяется при температуре окружающего воздуха выше 0 °С;

3 — зимнее, применяется при температуре до минус 30 °С;

А — арктическое, применяется при температуре до минус 50 °С.

Содержание серы в дизельном топливе марок J1 и 3 не должно превышать 0,2 %, марки А — 0,4 %. Для экспорта в соответствии с ТУ 38.401-58-110—94 производится дизельное топливо с содержанием серы 0,2 %.

Коррозионные свойства (кислотность) топлива зависят от содержания в нем органических кислот и серы, содержание их строго ограничивается.

Дизельные топлива, как и бензины, имеют условные обозначения. Например, Л-0,2-40: летнее, содержание серы 0,2%, температура вспышки 40 °С; 3-0,4-35: зимнее, содержание серы 0,4 %, температура застывания минус 35 °С. В обозначение арктического топлива входит только содержание серы.

В последние годы получило распространение наиболее эффективное в условиях России дизельное топливо. Зимнее дизельное топливо с депрессорными присадками (ТУ 38.101889—81) марки ДЗп получают на базе летнего дизельного топлива путем добавления присадки на основе сополимеров этилена с винилацетатом. Присадка обеспечивает снижение температуры застывания до минус 30 °С. В районах с холодным климатом (температура до минус 45 °С) используется топливо, вырабатываемое по ТУ 38.401-58-6— 92. Экологически чистое дизельное топливо (ТУ 38.1011348—89) имеет показатель содержания серы 0,05 и 0,1 %. Такое топливо получают гидроочисткой дизельного топлива. Городское дизельное топливо (ТУ 38.401-58-170—96) предназначено для использования в Москве. Оно отличается от экологически чистого пониженными дымностью и токсичностью отработанных газов на 30 — 50%. Низкотемпературные свойства этого топлива также улучшены.

Применение автомобильного бензина АИ-95 в качестве авиационного топлива| Нектон Сиа

Применение автомобильного бензина АИ-95 в качестве авиационного топлива

17.04.2014

С 15 по 18 апреля в столице проводится первый Международный форум двигателестроения «МФД-2014». В рамках данного форума будут рассмотрены вопросы, касающиеся проблем производства двигателей. В преддверии данного форума Президент Ассоциации «Союз авиационного двигателестроения» В.Чуйко в одном из интервью отметил, отвечая на вопрос о производстве поршневых двигателей для малой авиации, что есть поручение премьер-министра Д.Медведева подготовить постановление, готовятся решения. Но в условиях рыночной экономики государство не участвует в создании и приобретении малого авиатранспорта. Чуйко назвал систему, сложившуюся в управлении, «броуновским движением в замкнутом круге», когда внутри всё движется, трётся друг об друга, но выделяемое при этом тепло не выходит наружу.


В феврале этого года в Москве проходила другая международная конференция «Авиатопливо-2014», на которой обсуждались вопросы, связанные с обеспечением авиационным топливом гражданской авиации РФ и стран СНГ. Предметом обсуждения были вопросы политики государства в сфере обеспечения авиационным топливом, развитие рынка данного вида топлива, проблемы, касающиеся обеспечения качества авиационного топлива и безопасности полётов. Представитель Минтранспорта РФ А.Шнырёв проинформировал присутствующих о том, что Минтранс РФ инициировал на законодательном уровне отмену обязательной сертификации в сфере обеспечения авиатопливом. Шнырёв также подчеркнул необходимость подготовки всей авиационной отрасли к использованию альтернативных видов топлива.
Гендиректор «Авиасервис» С.Ткачёв отметил, что огромной проблемой отечественного рынка авиационного топлива является отсутствие производства авиатоплива.


В связи с этим хотелось бы рассмотреть вопрос эксплуатации автомобильного топлива в качестве альтернативы авиатопливу.


Федеральная программа развития гражданской авиации на ближайшие годы ориентирована лишь на модернизацию турбовинтовых и турбореактивных двигателей. Поршневые высокоэффективные двигатели, способные функционировать на стандартном безопасном в отношении возгорания и взрыва авиационном дизельном топливе, в данном документе обошли вниманием. 


В наши дни во многих странах проводят замену ТВД на поршневые двигатели, работающие на дизтопливе. Данный вид двигателей экономичнее и дешевле в производстве. В Германии представлены четырёхтактные дизельные двигатели, удельный вес которых приближается к весу турбовинтовых двигателей, а КПД составляет более 50%. При этом достигается значительная экономия топлива. 

Эксплуатационные расходы в результате перехода с турбовинтовых двигателей на двигатели поршневого типа снижаются в пять раз. На территории Российской Федерации данным перспективным направлением никто не занимается.


Другим направлением, разрабатываемым во многих странах, является замена авиационного горючего в поршневых двигателях на автомобильное. В последние годы в Австралии, Великобритании, а также в США проводятся работы по замене авиационного бензина на автомобильное топливо в двигателях поршневого типа. Федеральное управление гражданской авиации, FAA (США) в начале ХХ1 века разрешило применение автомобильного бензина в качестве топлива на лёгких самолётах типа Cessna 150. До принятия этого решения проводились лётные испытания различных партий бензина. Данные испытания включали и проверку на появление паровых пробок в топливной системе. Проводились мероприятия в течение 730 часов. В нашей стране подобные опытные испытания на самолётах Ан-2 проводятся в течение 12 лет, но никаких решений до сих пор не принято.


Авиационный бензин марки Б-91/115, используемый на территории нашей страны, является этилированным топливом, представляющим большую опасность для экологии. При его производстве в качестве специальной добавки используется тетраэтилсвинец, который накапливается в почве. Хранение данного вида топлива, его транспортировка и сам процесс эксплуатации связан с необходимостью иметь специальное оборудование в соответствии с санитарными нормами. Следующее поколение топлива Б-92 также содержит ТЭС. В автомобильном бензине марки АИ-95 тетраэтилсвинца нет.

Процесс складирования продукта и его эксплуатация значительно экономичнее, так как не требует оборудования специальных средств для улавливания и нейтрализации молекул тетраэтилсвинца. Производится автомобильное топливо на многих нефтеперерабатывающих заводах. Процесс перевозки автомобильного топлива давно налажен. Цена АИ-95 во много раз ниже, чем у Б-91/115. 


Но следует отметить, что состав высокооктанового бензина АИ-95 требует ряда изменений, для того чтобы данный продукт мог эксплуатироваться в качестве безопасного топлива в авиационной технике. 


Свинец, имеющийся в составе авиационного бензина Б-91/115, в ходе целого ряда химических реакций преобразуется в низкоплавкое соединение, которое является, по сути, сухой смазкой и буфером, защищающим клапаны авиационного двигателя от обгорания и прогорания. Для того, чтобы автомобильный бензин обладал подобными свойствами, в его состав необходимо ввести специальные присадки, заменяющие свинец.


Следует помнить, что способность автомобильного топлива образовывать нагар значительно выше, чем у авиационного топлива. Для уменьшения этого процесса в АИ-95 добавляются моющие присадки, вымывающие образующийся нагар.


Содержащиеся в автомобильном топливе ароматические углеводороды имеют способность растворять различные материалы. Количество данных веществ в авиационном топливе в два раза ниже, чем у АИ-95. Соответственно, чтобы снизить количество ароматических углеводородов, требуются дополнительные присадки.


Помимо вышеуказанных веществ автомобильное горючее содержит значительное количество сернистых и кислотных соединений, вызывающих активный коррозионный процесс на поверхности деталей двигателя. Для предотвращения данного процесса необходимо использовать авиационные масла с противокоррозионными добавками.


Одна из наиболее популярных присадок, используемых с целью повышения октанового числа топлива, является метил-трет-бутиловый эфир. Но эта присадка имеет высокую степень гигроскопичности, что приводит к вымыванию её водой из состава бензина. Ещё одним минусом при использовании МТБЭ является образование кристалликов льда при отрицательной температуре, помутнение и даже расслоение бензина с потерей его эксплуатационных свойств.


Следует помнить, что в процессе хранения бензин АИ-95 теряет свои первоначальные качества, а это требует частой проверки бензина для контроля его качества. Также при складировании и перевозке возможно попадание в ёмкости различных инородных частиц, что требует тщательной фильтрации топлива до начала заправки летательного аппарата. 


Ни для кого не секрет, что качество автомобильного бензина оставляет желать лучшего. Остаётся большой проблемой процесс распознавания качества топлива.


Рассмотрим подробнее основные свойства автомобильного бензина, имеющие огромное значение при применении данного вида горючего в авиации.


Пусковые свойства обоих видов топлива не отличаются друг от друга. Давление насыщенных паров почти в два раза выше в АИ-95, нежели в Б-91/115. Известно, что чем выше этот показатель, тем больше степень испарения топлива. Данное свойство способствует образованию паровых пробок в системе топлива. Чем выше температура среды, тем больше вероятность образования воздушной пробки. Помимо температурного показателя имеют значение скорость полёта и высота, на которой происходит полёт. Чем выше поднимается самолёт, тем быстрее образуется паровая пробка. При интенсивном образовании паровых пробок происходит закипание топливно-воздушной смеси (кавитация) и перебои с поступлением топлива.


При использовании автомобильного топлива в авиации имеет значение детонационная стойкость, характеризующая способность воздушно-топливной смеси сгорать без детонации (взрыва). При отсутствии детонации мощность двигателя растёт плавно и динамично, он функционирует надёжно при работе на бедных смесях. Бензин Б-91/115, применяемый в двигателе марки АШ-62ИР, на бедных воздушно-топливных смесях имеет октановое число равное 91 единице, определённое по моторному методу. Данный показатель у автомобильного бензина равен 85 единицам, что приводит к нагреву головок цилиндров и снижает мощность двигателя. Для уменьшения детонации в АИ-95 вводят метил-циклопентадиенил-трикарбонил марганца (ММТ). Данная присадка известна под торговым названием «Хайтек-3000».


Быстрое сгорание смеси автомобильного топлива и воздуха вызывает дребезжание клапанов двигателя, их обгорание и прогар.


Все отмеченные нами недостатки высокооктанового бензина АИ-95 влияют на безопасность полётов. 

Вместе с тем, они могут быть легко устранены. Необходимо провести ряд мероприятий, условно подразделяемых на несколько видов:


• Конструкционные мероприятия, связанные с разработкой новых агрегатов;
• Тюнинговые мероприятия, при которых проводится разработка программ, настраивающих систему двигателя на работу без детонации;
• Технологические мероприятия, при которых проводится доработка двигателя в ходе эксплуатации;
• Химмотологические мероприятия, в ходе которых проводится изменение свойств АИ-95 в лучшую сторону;
• Контрольные мероприятия, позволяющие импользовать только бензин соответствующего качества;
• Организационные мероприятия, оптимизирующие переход с дорогого и экологически опасного Б-91/115 на более безопасный и дешёвый АИ-95.

Проведение данных мероприятий требует участия государства, так как эксплуатирующие организации не могут самостоятельно, незаконно, действовать в данном направлении.

Центр данных по альтернативным видам топлива: электромобили на топливных элементах

Электромобили на топливных элементах (FCEV) работают на водороде. Они более эффективны, чем обычные автомобили с двигателем внутреннего сгорания, и не производят выхлопных газов - они выделяют только водяной пар и теплый воздух. FCEV и водородная инфраструктура для их заправки находятся на ранних стадиях внедрения. Министерство энергетики США возглавляет исследовательские работы, направленные на то, чтобы автомобили с водородным двигателем стали доступным, экологически чистым и безопасным средством передвижения.Водород считается альтернативным топливом в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года и может претендовать на налоговые льготы на альтернативное топливо для транспортных средств.

Что такое электромобиль на топливных элементах?

FCEV используют силовую установку, аналогичную силовой установке электромобилей, где энергия, накопленная в виде водорода, преобразуется в электрическую с помощью топливного элемента. В отличие от обычных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, эти автомобили не производят вредных выбросов из выхлопной трубы. Другие преимущества включают повышение энергетической безопасности США и укрепление экономики.

FCEV заправляются чистым газообразным водородом, хранящимся в баке транспортного средства. Подобно обычным автомобилям с двигателем внутреннего сгорания, они могут заправиться менее чем за 4 минуты и имеют запас хода более 300 миль. FCEV оснащены другими передовыми технологиями для повышения эффективности, такими как системы рекуперативного торможения, которые улавливают энергию, потерянную во время торможения, и сохраняют ее в аккумуляторе. Крупные производители автомобилей предлагают ограниченное, но постоянно растущее количество серийных FCEV для населения на определенных рынках в соответствии с тем, что может поддерживать развивающаяся инфраструктура.

Как работают топливные элементы

Самым распространенным типом топливных элементов для транспортных средств является топливный элемент с полимерно-электролитной мембраной (PEM). В топливном элементе PEM электролитная мембрана расположена между положительным электродом (катодом) и отрицательным электродом (анодом). На анод вводится водород, а на катод - кислород (из воздуха). Молекулы водорода распадаются на протоны и электроны из-за электрохимической реакции в катализаторе топливного элемента.Затем протоны проходят через мембрану к катоду.

Электроны вынуждены проходить через внешнюю цепь для выполнения работы (обеспечения питания электромобиля), а затем рекомбинировать с протонами на катодной стороне, где протоны, электроны и молекулы кислорода объединяются, образуя воду. Посмотрите анимацию о топливных элементах или инфографику с электромобилем на топливных элементах (FCEV), чтобы узнать больше об этом процессе.

Дополнительная информация

Доступность Выбросы Законы и стимулы

Альтернативные виды топлива и современные автомобили

Более десятка альтернативных видов топлива производятся или разрабатываются для использования в транспортных средствах с альтернативным топливом и транспортных средствах с передовыми технологиями.Автопарки государственного и частного секторов являются основными потребителями большинства этих видов топлива и транспортных средств, но индивидуальные потребители проявляют к ним все больший интерес. Использование альтернативных видов топлива и современных транспортных средств вместо обычных видов топлива и транспортных средств помогает Соединенным Штатам экономить топливо и сокращать выбросы транспортных средств.

Биодизель - это возобновляемое топливо, которое можно производить из растительных масел, животных жиров или переработанного кулинарного жира для использования в транспортных средствах с дизельным двигателем.

Электричество можно использовать для питания подключаемых к электросети электромобилей, которые становятся все более доступными. Гибриды используют электричество для повышения эффективности.

Этанол - широко используемое возобновляемое топливо, получаемое из кукурузы и других растительных материалов.Он смешан с бензином для использования в транспортных средствах.

Водород - это потенциально экологически чистое альтернативное топливо, которое можно производить из внутренних источников для использования в транспортных средствах на топливных элементах.

Природный газ - это газообразное топливо, имеющееся в большом количестве внутри страны, которое может иметь значительные преимущества по стоимости топлива по сравнению с бензином и дизельным топливом.

Пропан - легкодоступное газообразное топливо, которое на протяжении десятилетий широко используется в автомобилях по всему миру.

Несколько новых видов топлива считаются альтернативными видами топлива в соответствии с Законом об энергетической политике и могут находиться в стадии разработки или уже разработаны и доступны в Соединенных Штатах.

Обычные автомобили и двигатели могут быть модифицированы для работы на другом топливе или источнике энергии.

Цены на альтернативное топливо могут колебаться в зависимости от местоположения, времени года или политического климата.

9 Применение автомобильных технологий к классам транспортных средств | Оценка технологий экономии топлива для легковых автомобилей

минимальное значение для комбинированной экономии топлива, как показано в процессе сертификации выбросов выхлопных газов транспортных средств Агентства по охране окружающей среды. Один потенциальный недостаток этой методологии является результатом процесса, в котором модель с сосредоточенными параметрами используется для прогнозирования величины сокращения потерь энергии за счет применения дискретных технологий на фактической основе для каждого транспортного средства.Не зная начальной точки в терминах того, насколько уже были уменьшены потери энергии, возможность точно спрогнозировать дальнейшее сокращение таких потерь энергии в системе и, следовательно, расхода топлива может быть очень ошибочной.

Другими словами, наиболее логично начинать любой прогнозный анализ с фактических экспериментальных данных транспортного средства, если они доступны, как в случае со всеми транспортными средствами, сертифицированными в соответствии со Списком испытательных автомобилей Агентства по охране окружающей среды. Однако, не зная, насколько успешно каждый производитель на индивидуальной основе предпринимал постоянные попытки сократить такие потери энергии, невозможно без подробных экспериментальных методов транспортного средства и силовой передачи определить степень, в которой любые такие потери могут быть дополнительно уменьшены с разумным уровнем точности на реальной модели транспортного средства.

С пониманием потенциальных ошибок, которые могут возникнуть в результате применения метода аппроксимации, представленного выше, или других подходов с сосредоточенными параметрами, когда недостаточно информации об уровне снижения потерь энергии, которое ранее произошло на конкретном транспортном средстве, комитет предлагает альтернативный метод. посредством чего можно оценить потенциал снижения расхода топлива и связанных с этим затрат. Этот предлагаемый метод позволит определить характеристическое транспортное средство, которое будет определено как разумный средний представитель класса транспортных средств.Это репрезентативное транспортное средство, будь то реальное или теоретическое, будет подвергаться достаточному FSS в сочетании с экспериментально определенным системным картированием и картированием для конкретного класса транспортного средства, что позволит разумно понять влияние применяемых технологий на снижение потерь энергии. Ссылка на «теоретическое» транспортное средство предполагает, что, если в процессе регулирования НАБДД и Агентство по охране окружающей среды придут к выводу, что транспортное средство может быть охарактеризовано как представляющее класс, который может не производиться, модели FSS все равно могут быть созданы с использованием основанных на физике модели автомобилей в сочетании с экспериментально созданными картами двигателей.

В любом полном системном моделировании система двигатель / силовая передача / транспортное средство определяется входными данными, которые генерируются другими физическими анализами, инженерными решениями или экспериментально или эмпирически полученными тестами. Экспериментально измеренные данные для карт двигателя могут включать предварительно определенные производителем параметры калибровки, которые учитывают производственные эксплуатационные факторы, такие как предотвращение детонации зажигания или корректировки соотношения воздух / топливо, которые используются для защиты от экстремальных температур компонентов.Можно также использовать карты двигателя на основе физических данных, созданные на основе моделей сгорания двигателя, но для достижения наилучших возможных результатов прогнозирования в такие модели также должны быть включены параметры, специфичные для калибровки. Использование таких моделей может быть необходимо при оценке передовых технологий, таких как переменная степень сжатия, которые могут быть недоступны на серийных автомобилях.

Данные, относящиеся к транспортному средству, такие как данные о площади лобовой поверхности, сопротивлении качению и массе, также являются необходимыми входными данными для моделирования характеристик транспортного средства и экономии топлива.Однако эти данные легче аппроксимируются на основе упрощенных физических расчетов или публикуются в соответствии с сертификационными испытаниями транспортных средств. Следовательно, хотя доступны имитационные модели двигателя на основе физики, использование экспериментальных данных двигателя, как описано выше, значительно повышает точность моделирования.

Экспериментальные методы, используемые для понимания эффектов различных технологий в попытке уменьшить потери энергии в системе, были разработаны Консорциумом сравнительного анализа Совета Соединенных Штатов по автомобильным исследованиям (USCAR).Фактические серийные автомобили подвергаются достаточно подробным испытаниям, состоящим из автомобилей, двигателей и трансмиссии, чтобы понять, как каждый из них применяется и как они влияют на общую производительность и факторы расхода топлива в легковых автомобилях. Сочетание таких экспериментальных методов с моделированием FSS, при котором все переменные моделирования и карты подсистем будут прозрачны для всех заинтересованных сторон (например, как регулирующих органов, так и производителей автомобилей), предоставит, по мнению комитета, наилучшую возможность для определения техническая база, относительно которой можно было бы более точно и открыто анализировать потенциальные улучшения, чем применяемые в настоящее время методы.

Преимущества такого метода включают возможность явного учета всех категорий потерь энергии, возможность напрямую оценивать расход топлива (в отличие от процентного изменения расхода топлива) и способность представлять новые технологии и комбинации технологий. Он также признает все более широкое использование моделей FSS регулирующими органами и другими организациями за пределами автомобильной промышленности. Наконец, метод предлагает процедуру, с помощью которой можно получить экспериментальные данные двигателя и транспортного средства, не полагаясь на собственные данные, такие как карты двигателей, которые в прошлом препятствовали эффективному использованию моделей FSS не-OEM-производителями.

Шаги рекомендуемого процесса следующие:

  1. Разработайте набор базовых классов транспортных средств, из которых можно выбрать характерное транспортное средство для представления каждого класса. Транспортное средство может быть реальным или теоретическим и будет обладать средними характеристиками этого класса, определяемыми средневзвешенными показателями продаж.

  2. Определите технологии, которые могут снизить расход топлива.

  3. Определите применимость каждой технологии к различным классам автомобилей.

  4. Оценить предварительное влияние технологии на расход топлива и стоимость.

Введение в применение топливных элементов

Топливные элементы исследовались и разрабатывались для использования в нескольких приложениях с начала 1990-х годов. Топливные элементы могут использоваться для портативных, резервных, транспортных и стационарных источников питания. В этой статье кратко описаны некоторые из этих применений топливных элементов.

1.0 Портативный источник питания

Портативные топливные элементы - это легкие, долговечные портативные источники энергии, которые продлевают время использования устройства без подзарядки. Для сравнения, вторичные (перезаряжаемые) батареи имеют системы зарядных устройств, которые состоят из зарядных устройств переменного тока, для которых требуется розетка, или зарядных устройств постоянного тока, которые будут заряжать ваши батареи от других батарей. Перезаряжаемые батареи не подходят для некоторых портативных и военных электронных устройств, поскольку они могут быть тяжелыми и не соответствовать требованиям к питанию.Некоторые портативные приложения на топливных элементах включают ноутбуки, сотовые телефоны, электроинструменты, военное оборудование, зарядные устройства для аккумуляторов, необслуживаемые датчики, а также беспилотные летательные и подводные аппараты.

Заметное различие между перезаряжаемыми батареями и топливными элементами заключается в том, что топливный элемент нуждается в постоянной подаче топлива. Некоторые типы топлива, которые использовались с топливными элементами, включают гидриды металлов, метанол, муравьиную кислоту, этанол и, конечно же, водород. Для портативных топливных элементов метанол и этанол могут подаваться в топливный элемент в качестве топлива, или установка для риформинга топлива также может быть прикреплена к корпусу топливного элемента.

1.1 Резервное питание

Системы резервного питания обеспечивают питание при отключении основного источника питания. Топливные элементы, используемые для резервного питания, бывают разных размеров и типов и обычно используют водород в качестве топлива. Резервные топливные элементы могут быть коммерциализированы быстрее, чем другие топливные элементы, поскольку они не зависят от реализации водородной инфраструктуры. Некоторые приложения резервного питания включают компьютерные системы, производственные предприятия, дома и подстанции.

Топливный элемент PEM со сжатым водородным топливом - самый популярный тип топливного элемента, используемый для приложений резервного питания. Доступно множество вариантов топлива, таких как сжатый водород, жидкий водород, пропан, природный газ, а также многие другие виды топлива. Электролизерная система - хороший вариант для приложений резервного питания, поскольку она может производить водород по запросу. Электролизер может использоваться с электричеством, вырабатываемым солнечными панелями, источником ветра, ядерным источником, или электричеством, вырабатываемым местной энергетической компанией.

1.2 Транспортные приложения

Топливные элементы могут использоваться во многих транспортных приложениях, включая автомобили, автобусы, грузовые автомобили, скутеры и велосипеды. Для каждого из этих типов транспортных средств создано множество демонстрационных автомобилей на топливных элементах.

1.2.1 Автомобили

Большинство производителей автомобилей разрабатывают автомобили на топливных элементах как минимум пару десятилетий. Производители автомобилей заинтересованы в технологии топливных элементов, потому что это технология «следующего поколения», которая может воспроизводить топливо из местных источников и с низким или нулевым уровнем выбросов.Транспортные средства на топливных элементах обычно используют сжатый водород в качестве топлива, хотя несколько производителей также продемонстрировали транспортные средства на топливных элементах с метанолом. Автомобильные топливные элементы могут иметь одно или несколько из следующего:

• Топливный элемент можно использовать только для запуска или для обеспечения всей мощности транспортного средства.
• Топливный элемент обеспечивает постоянное количество энергии, поэтому для ускорения транспортного средства и других потребностей в увеличивающейся мощности к топливному элементу подключаются дополнительные устройства.
• Топливный элемент может использоваться в качестве вторичного источника энергии.

Рабочая температура автомобильного топливного элемента составляет от 60 до 80 ° C из-за использования полимерной мембраны, которая ограничивает температуру ниже 100 ° C.

1.2.2 Автобусы

Автобусы успешно продемонстрировали использование топливных элементов в транспортных целях на рынке коммерческих автомобилей. Разница между автобусами и автомобилями заключается в потребляемой мощности, свободном пространстве, режиме работы и местах заправки.Автобусам требуется больше мощности, чем автомобилям, и они изнашиваются из-за постоянных остановок и запусков. Большое количество водорода также можно легко хранить в автобусах из-за доступной площади автобуса.

Автобусы на топливных элементах имеют преимущество перед автобусами с дизельным двигателем, поскольку они не имеют выбросов. Это очень важно в густонаселенных и загрязненных городах. Многие производители автобусов начали демонстрировать свои первые автобусы на топливных элементах в начале 1990-х годов. Как и в автомобилях с топливными элементами, наиболее часто используемым типом топлива является сжатый водород, хотя были продемонстрированы метанол и цинк.Автобусы на топливных элементах ходят в Британской Колумбии, Калифорнии, Амстердаме, Барселоне, Гамбурге, Лондоне, Люксембурге, Мадриде, Порту, Рейкьявике, Стокгольме и Штутгарте.

1.2.3 Коммунальные машины

Коммунальные автомобили были успешным первым примером использования технологии топливных элементов, поскольку конкурирующей технологией для этих транспортных средств часто являются свинцово-кислотные аккумуляторы, требующие обслуживания и зарядки. Демонстрация грузовых автомобилей на топливных элементах показывает, что они предлагают более низкие эксплуатационные расходы, меньшее обслуживание, меньшее время простоя и увеличенный запас хода.Грузовые автомобили на топливных элементах также могут эксплуатироваться в закрытых помещениях, поскольку в них отсутствуют выбросы. Коммунальные автомобили, которые могут работать на топливных элементах, включают вилочные погрузчики, тележки для гольфа, автомобили для ухода за газонами, грузчики для аэропортов, инвалидные коляски, беспилотные автомобили, лодки, небольшие самолеты, подводные лодки, небольшие военные автомобили. Первые грузовые автомобили на топливных элементах были продемонстрированы в начале 2000-х годов. Как и в автомобилях с топливными элементами, наиболее часто используемым типом топлива является сжатый водород, хотя также были продемонстрированы метанол, гидриды металлов и боргидрид натрия.Наиболее распространенным типом используемых топливных элементов является протонообменный мембранный топливный элемент (PEMFC) , но также использовались топливные элементы с прямым метанолом (DMFC), и щелочные топливные элементы (AFC).

1.2.4 Скутеры и велосипеды

В странах с большим населением скутеры и велосипеды являются популярными видами транспорта. Топливные элементы со сжатым водородом и метанолом хорошо зарекомендовали себя в этих применениях. Хранение водорода по-прежнему является проблемой для этих транспортных средств; поэтому в течение последнего десятилетия изучались гидриды металлов и электролизеры.

Многие производители продемонстрировали свои первые скутеры и велосипеды на топливных элементах в начале 2000-х годов, что позже, чем многие демонстрации автомобилей и автобусов на топливных элементах. Как и в автомобилях с топливными элементами, наиболее часто используемым типом топлива является сжатый водород, хотя также были продемонстрированы метанол, гидриды металлов и цинк. Наиболее распространенным типом используемых топливных элементов является PEMFC, но также использовались DMFC и цинково-воздушные топливные элементы (ZAFC).

1.3 Стационарные источники питания

Топливные элементы для стационарных применений используются в коммерческих целях более двадцати лет.Основное различие в этих системах топливных элементов - это выбор топливного элемента и топлива, а также нагрев и охлаждение батарей. Стационарные топливные элементы могут использоваться в качестве основного источника энергии. Он часто используется для электроснабжения домов, которые не подключены к сети, или для обеспечения дополнительной энергии.

В гибридных энергосистемах топливные элементы могут быть подключены к фотоэлектрическим элементам, батареям, конденсаторам или ветровым турбинам, обеспечивая первичную или вторичную энергию. Топливные элементы также могут использоваться в качестве резервного источника энергии или генератора энергии, обеспечивающего питание при отключении сети.Автономной системе может потребоваться другой источник энергии в периоды пиковой нагрузки. Это могут быть батареи и суперконденсаторы или их комбинация.

Многие производители начали демонстрировать свои стационарные электростанции еще в 1990-х годах. В отличие от других применений топливных элементов, наиболее часто используемым типом топлива является природный газ. Другими распространенными типами топлива являются пропан, сжатый водород, биогаз, метанол, топливо на нефтяной основе, городской газ, синтез-газ, газ для варки и свалочный газ. Наиболее распространенным типом стационарных топливных элементов является топливный элемент с протонообменной мембраной (PEMFC), но твердооксидные топливные элементы (SOFC), топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC), щелочные топливные элементы (AFC) и топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC). ) также использовались.Наибольшее количество стационарных электростанций на топливных элементах находится в США, Германии и Японии.

Сводка

Были продемонстрированы топливные элементы для портативных, резервных, автомобильных или стационарных источников питания, и в этих категориях есть коммерчески доступные топливные элементы. DMFC и PEMFC обычно используются для портативных приложений. Для резервного питания часто используются топливные элементы PEMFC с хранением сжатого водорода. Автомобильные приложения могут использовать топливные элементы типа PEMFC и DMFC.Автобусы на топливных элементах используют PAFC, PEMFC, DMFC и ZAFC. Коммунальные машины, скутеры и велосипеды в основном используют PEMFC. В стационарных энергетических приложениях используются SOFC, MCFC, AFC и PEMFC. Конструкция топливного элемента, такая как выходная мощность, тепловой баланс, эффективность, размер, вес и подача топлива, могут немного отличаться для каждого приложения и должны быть адаптированы для соответствия требуемой нагрузке.

Автор: Д-р Коллин Шпигель

Доктор Коллин Шпигель - консультант по математическому моделированию и техническому письму (президент SEMSCIO) и профессор, имеющий докторскую степень.D. и степень магистра технических наук. Она имеет семнадцатилетний опыт работы в области инженерии, статистики, обработки данных, исследований и технического письма для многих компаний в качестве консультанта, сотрудника и независимого владельца бизнеса. Она является автором книг « Designing and Building Fuel Cells » (McGraw-Hill, 2007) и «PEM Fuel Cell Modeling and Simulation using MATLAB» (Elsevier Science, 2008). Ранее она владела Clean Fuel Cell Energy, LLC, организацией по топливным элементам, которая обслуживала ученых, инженеров и профессоров по всему миру.

Система топливных элементов с протонообменной мембраной, работающая на прямом водороде, для транспортных средств. Отчет о безопасности водородных транспортных средств (технический отчет)

Thomas, C. E. Система топливных элементов с протонообменной мембраной, работающая на прямом водороде, для транспортных средств. Отчет о безопасности водородных транспортных средств . США: Н. П., 1997. Интернет. DOI: 10,2172 / 534504.

Томас, К. Э. Система топливных элементов с протонообменной мембраной, работающая непосредственно на водороде, для транспортных средств. Отчет о безопасности водородных транспортных средств . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/534504

Томас, К. Э. Чт. «Система топливных элементов с протонообменной мембраной, работающая на прямом водороде, для транспортных средств. Отчет о безопасности водородных транспортных средств». Соединенные Штаты. https: // doi.org / 10.2172 / 534504. https://www.osti.gov/servlets/purl/534504.

@article {osti_534504,
title = {Система топливных элементов с протонообменной мембраной, работающая на прямом водороде, для транспортных средств. Отчет о безопасности водородных транспортных средств},
author = {Thomas, C. E},
abstractNote = {В этом отчете рассматриваются характеристики безопасности водорода как энергоносителя для транспортных средств на топливных элементах (FCV), с акцентом на хранении газообразного водорода под высоким давлением на борту.Помимо дозаправки, столкновений, эксплуатации в туннелях и хранения в гаражах авторы рассматривают нормальную работу автомобиля. Они определяют наиболее вероятные риски и режимы отказа, ведущие к опасным условиям, и обеспечивают потенциальные контрмеры в конструкции транспортного средства для предотвращения или существенного уменьшения последствий каждого вероятного режима отказа. Затем они сравнивают риски, связанные с водородом, с рисками, связанными с более распространенными видами автомобильного топлива, включая бензин, пропан и природный газ.},
doi = {10.2172/534504},
url = {https://www.osti.gov/biblio/534504}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1997},
месяц = ​​{5}
}

Использование водорода - Управление энергетической информации США (EIA)

Использование водорода

Почти весь водород, потребляемый в Соединенных Штатах, используется промышленностью для очистки нефти, обработки металлов, производства удобрений и обработки пищевых продуктов.Нефтеперерабатывающие заводы США используют водород для снижения содержания серы в топливе.

Ракетное топливо - основное использование водорода для получения энергии

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) начало использовать жидкий водород в 1950-х годах в качестве ракетного топлива, и НАСА было одним из первых, кто использовал водородные топливные элементы для питания электрических систем космических кораблей.

Космическая ракета НАСА

Источник: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) (общественное достояние)

Источник: адаптировано из Национального проекта энергетического образования (общественное достояние)

Водородные топливные элементы производят электроэнергию

Водородные топливные элементы производят электричество путем объединения атомов водорода и кислорода.Водород реагирует с кислородом через электрохимический элемент, аналогичный аккумулятору, с образованием электричества, воды и небольшого количества тепла.

Доступно множество различных типов топливных элементов для широкого спектра применений. Маленькие топливные элементы могут питать портативные компьютеры и даже сотовые телефоны, а также в военных приложениях. Большие топливные элементы могут обеспечивать электроэнергией для резервного или аварийного питания в зданиях и снабжать электричеством места, которые не подключены к электрическим сетям.

По состоянию на конец октября 2020 года на 108 объектах в Соединенных Штатах имелся около 161 действующий топливный элемент, общая электрическая мощность которых составляла около 250 мегаватт (МВт). Самым крупным из них является Энергетический центр Red Lion в Делавэре, общая мощность которого составляет около 25 МВт, в котором для работы топливных элементов используется водород, полученный из природного газа.

Использование водорода в транспортных средствах

Интерес к водороду как транспортному топливу основан на его потенциале для внутреннего производства и использования в топливных элементах для высокоэффективных электромобилей с нулевым уровнем выбросов.Топливный элемент в два-три раза эффективнее двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине. Использование водорода в транспортных средствах является одним из основных направлений исследований и разработок топливных элементов.

В Соединенных Штатах несколько производителей автомобилей начали выпускать малотоннажные электромобили на водородных топливных элементах в некоторых регионах, таких как Южная и Северная Калифорния, где есть доступ к водородным заправочным станциям. Испытательные автомобили также доступны в ограниченном количестве для избранных организаций, имеющих доступ к водородным заправочным станциям.

Большинство транспортных средств, работающих на водороде, - это автомобили и транзитные автобусы, у которых есть электродвигатель, работающий от водородного топливного элемента. Некоторые из этих автомобилей сжигают водород напрямую. Высокая стоимость топливных элементов и ограниченная доступность водородных заправочных станций ограничили количество автомобилей, работающих на водороде.

Гибридный автомобиль на водородных топливных элементах

Источник: Wikimedia Commons

Проблема заправки

Производство автомобилей на водородном топливе ограничено, потому что люди не будут покупать эти автомобили, если водородные заправочные станции труднодоступны, а компании не будут строить заправочные станции, если у них нет клиентов с автомобилями, работающими на водороде.В США около 46 заправочных станций водородом, и почти все они находятся в Калифорнии. Программа чистого транспорта штата Калифорния включает помощь в создании общедоступных заправочных станций для водородных транспортных средств по всей Калифорнии для продвижения потребительского рынка транспортных средств на топливных элементах с нулевым уровнем выбросов.

Последнее обновление: 7 января 2021 г.

Электромобили с водородными топливными элементами

март 2009 г.


В 2003 году NECAR 5 пересек U.С. за 12 дней, доказав, что автомобили на топливных элементах могут пройти дистанцию. (Изображение: DaimlerChrysler)

Более двухсот лет назад, в 1806 году, швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз изобрел двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве топлива использовалась смесь водорода и кислорода. Но машина, которую он спроектировал, для этого не удалось. Первые электромобили были изобретены примерно 25 лет спустя, задолго до того, как появились господа Даймлер, изобретатель современного газового двигателя в 1885 году, и Бенц, получивший патент DRP 37435 на газовый автомобиль в 1886 году.

На рубеже 20 -х годов Century электромобили были более популярны, чем модели с бензиновым двигателем, во многом по тем же причинам, по которым потребители смотрят на электромобили во второй раз: они не выделяли ядовитых паров, были тихими, плавными и плавными. легче водить. Так почему же на рынке преобладали автомобили с бензиновым двигателем, загрязняющие окружающую среду? В игру вступили несколько факторов.

Генри Форд, хорошие дороги, дешевый газ

«Я построю машину для великого множества людей», - заявил Генри Форд в 1903 году.Так он и поступил: в 1908 году была выпущена модель T с двигателем внутреннего сгорания на бензине, продававшаяся за 950 долларов США. За 19 лет производства его цена упала до 280 долларов США. Никакой другой автомобиль не мог конкурировать, не говоря уже об электромобилях, которые на пике своего развития в 1912 году продавались в среднем за 1950 долларов США. Письмо было на стене.

Электромобили также проиграли из-за своего ограниченного диапазона. На рубеже веков это не было проблемой, так как единственные подходящие дороги для движения находились в городах.Но после Первой мировой войны страны начали строить автомагистрали и дороги, чтобы соединить свои города. Вскоре владельцы автомобилей захотели выйти за пределы возможностей электромобилей.

Открытие богатых запасов сырой нефти снизило цену на бензин, сделав бензин более доступным. Но электромобили не исчезли, как и использование водорода в качестве топлива. Они просто исчезли из массового сознания, пока газовый кризис 1970-х годов и экологические проблемы не вернули их на первый план.

Чистая энергия

Современные двигатели внутреннего сгорания можно легко переоборудовать для работы на различных видах топлива, включая водород. Однако водородные топливные элементы, используемые для двигателей автомобилей с электродвигателями, в два-три раза более эффективны, чем двигатели внутреннего сгорания, работающие на газе. Кроме того, они имеют нулевой уровень выбросов и, поскольку в них мало движущихся частей, они бесшумны и не подвержены вибрации.

Водород - один из самых богатых элементов во Вселенной. Его можно добывать из природного газа, угля, сырой нефти и т. Д., но вода - единственный чистый источник водорода. Атомы водорода и кислорода в воде можно легко и чисто разделить электролизом, в идеале используя электричество из чистых источников, таких как солнечные батареи и ветряные турбины. Полученный водород можно сжимать для хранения и использования в топливных элементах.

Валлийский физик Уильям Гроув в 1842 году изобрел первый простой водородный топливный элемент. Гроув рекомбинировал водород с кислородом - процесс, обратный процессу электролиза, - чтобы произвести электричество, используя только чистую воду в качестве побочного продукта.

Фрэнсис Бэкон, инженер-химик из Кембриджского университета в Великобритании, чей интерес пробудился, когда он прочитал статьи, опубликованные Гроувом около 100 лет назад, резко продвинул технологию в 1950-х годах. Пратт и Уитни лицензировали патенты Бэкона на топливные элементы в 1960-х годах и далее разработали технологию для использования в НАСА - тот же топливный элемент мог обеспечивать электричеством в полете, теплом и чистой питьевой водой для экипажей на борту космических кораблей. Аполлон, Близнецы и все последующие миссии НАСА, включая космический шаттл, использовали топливные элементы.Технологии Гроув достигли совершеннолетия.


Баллард подал более 200 международных патентных заявок, касающихся технологии водородных топливных элементов, с тех пор, как компания начала использовать PCT в 1991 году. (Фото Ballard Power Systems)

Ряд компаний, основанных после нефтяного кризиса 1970-х годов, основывали свои бизнес-модели на водородном топливном элементе как чистом источнике возобновляемой энергии, используя статью Гроува и патентную информацию Бэкона в качестве отправной точки для своих исследований.В настоящее время исследователи работают над многими типами топливных элементов, о чем свидетельствуют сотни международных патентных заявок, поданных в соответствии с Договором о патентной кооперации (PCT) на изобретения, связанные с топливными элементами, за последние несколько лет.

В 1990-х годах исследовательская группа из Ballard Power Systems в Канаде совершила крупный прорыв, открыв способ увеличения удельной мощности водорода, подняв средний показатель с 200 Вт / литр до примерно 1500. Используя технологию топливных элементов PEM Балларда, автомобиль с двигателем такого же размера, как у бензинового автомобиля, может соответствовать ему по характеристикам - разгон с нуля до 100 км / час за 15 секунд с максимальной скоростью около 150 км / час.Эта технология также пригодна для использования в жилых помещениях - электричество и отопление - или в качестве резервного источника питания.

Но безопасно ли это?

Упомяните водород, и многие люди думают о катастрофе в Гинденбурге 1937 года, когда наполненный водородом Цеппелин загорелся, убив всех 35 человек на борту. Но многочисленные исследования, например, проведенные отставным инженером НАСА Аддисоном Бейном в 1997 году, пришли к выводу, что водород не играет никакой роли в возникновении пожара Гинденбурга.Катастрофу вызвала чрезвычайная горючесть алюминиевой оболочки «Гинденбурга», а не газ внутри.

Водород легко воспламеняется, но бензин тоже. Более того, водород по своей природе не взрывоопасен, и там, где нет источников воспламенения, очень маловероятно, что водород воспламенится в открытой атмосфере. В то время как бензин самовоспламеняется при температуре 228-501ºC, температура самовоспламенения водорода составляет 550ºC. В принципе, чтобы произошел взрыв, водород сначала должен накопиться и достичь четырехпроцентной концентрации в воздухе в замкнутом пространстве, а затем должен сработать источник воспламенения.При наличии надлежащих систем безопасности это вряд ли когда-либо произойдет. Водород легче воздуха и быстро рассеивается, поэтому риск возгорания или взрыва водорода на открытой местности также намного ниже, чем у бензина.

Источник www.fuelcellmarkets.com

Залейте ее: сжатый водород, пожалуйста


Honda демонстрирует концепт-кар FCX - полностью функциональный электромобиль нового поколения на топливных элементах . Honda подала более 40 патентов PCT, связанных с топливными элементами. (Предоставлено Honda)

DaimlerChrysler, Ford, Honda, General Motors, Mazda - все эти крупные автомобильные компании разработали концептуальные автомобили на топливных элементах, некоторые из которых были доставлены клиентам для испытаний. В 2003 году команда DaimlerChrysler пересекла США за 12 дней с топливным элементом NECAR 5, достигнув рекордной скорости 160 км / час и доказав, что автомобили на топливных элементах могут преодолевать большие расстояния. Mazda начала сдавать в аренду RX-8 на топливных элементах коммерческим клиентам в Японии в начале 2006 года, что сделало ее первым производителем, который передал водородный автомобиль в руки клиентов.

Заправка топливом в настоящее время остается проблемой для клиентов, если они не проживают в Калифорнии, где к 2010 году планируется построить от 150 до 200 заправочных станций. Ряд автомобильных компаний стремятся решить эту проблему, предоставив потребителям бытовые установки для заправки водородом. Honda недавно представила третье поколение домашнего устройства, разработанного совместно с американской компанией по производству топливных элементов Plug Power Inc., а GM, вице-председатель которой Боб Лутц считает, что топливные элементы могут создать новый золотой век для компании, планирует выпустить домашнюю модель. который будет производить водород из электричества или солнечного света в 2011 году.GM планирует разместить 100 внедорожников Chevrolet Equinox на водородных топливных элементах для тестирования потребителей в 2007 году.

Хорошо выглядеть


Изящный и бесшумный - велосипед ENV (Фото: Intelligent Energy Ltd.)

Автомобиль Франсуа Исаака де Риваза вышел из строя из-за плохой конструкции. Но взгляд на автомобили на топливных элементах на этих страницах показывает, что производители теперь хорошо понимают стратегическую важность хорошего дизайна. Их экологическая ценность может покорить умы потребителей, но их сердца покорит хороший дизайн.

ENV Bike от Intelligent Energy Ltd. получил золотую награду IDEA за дизайн в 2006 г. (см. Выпуск журнала WIPO Magazine 5/2006 - Обзор новостей). Он был построен с нуля, чтобы продемонстрировать использование водородных топливных элементов, практически бесшумный и развивает максимальную скорость 80 км / час. Intelligent Energy намеревается сделать байк доступным для потребителей в середине 2007 года по цене менее 10 000 долларов США. Компания начала использовать PCT в 2003 году и имеет десять опубликованных международных патентных заявок на свою технологию топливных элементов, в том числе «Core», портативный водородный топливный элемент, который можно использовать в велосипеде ENV для привода лодки или небольшого дома.

Солнечно-водородный дом

Майк Стризки, инженер Renewable Energy International, Inc. и Advanced Solar Products, Inc., построил экологически чистую энергосистему для своего дома, используя 56 солнечных панелей и электролизер для извлечения водорода из воды, который он затем хранит в танки на его собственности. Солнечные батареи обеспечивают 160 процентов потребности дома в электроэнергии летом и 60 процентов этой потребности зимой.Сезонное управление питанием создает запас водорода летом для использования зимой. Кроме того, достаточное количество водорода доступно для питания транспортных средств и бытовых приборов, в том числе для приготовления пищи на водороде, в течение всего года. У него более чем достаточно энергии, чтобы привести в действие его джакузи, бассейн, телевизор с большим экраном и автомобили на водородных топливных элементах. (Фото: Renewable Energy International)

Снова в пути

Правительство Бразилии объявило, что Сан-Паулу, один из самых загрязненных городов мира, который также имеет крупнейший в мире городской автобусный парк, начал эксплуатацию пяти автобусов на водородных топливных элементах в ноябре 2007 года.Проект стоимостью 16 миллионов долларов США поддерживается Программой развития Организации Объединенных Наций (ПРООН), Глобальным экологическим фондом (ГЭФ) и Финансовым агентством исследований и проектов (FINEP). Цели проекта:

  • Разработать решение для общественного транспорта с нулевым уровнем выбросов;
  • Чтобы получить представление о топливных элементах и ​​водородной технологии, что позволит Бразилии занять лидирующие позиции благодаря своему потенциальному рынку;
  • Работать над развитием опыта и знаний в Бразилии с целью создания рынка технологий водородных и топливных элементов; и
  • Разработать бразильские спецификации для безопасного и эффективного производства, транспортировки, стационарных и автомобильных приложений, позволяющих разработать безопасное и эффективное использование водорода.


Автобусы на водородных топливных элементах проходят испытания в Перте, Австралия. (Фото: Ballard Power Systems)

Санта-Клара, США, Перт, Австралия, Пекин, Китай и десять европейских городов уже тестируют автобусы на водородных топливных элементах в своих системах общественного транспорта. Результаты пока положительные. Три автобуса, курсирующие в Перте с сентября 2004 года, ходят более восьми часов в день пять дней в неделю. Водитель автобуса Пол Вроблевски говорит: «Пассажирам очень понравились автобусы на топливных элементах.Тишина внутри автобуса позволила мне подслушать оживленные дискуссии о новых технологиях и их новых знаниях ».

Мы уже на месте?

Не совсем так. У водорода есть несколько недостатков:

  • Для извлечения водорода из воды требуется довольно много энергии.
  • Водород, газ при комнатной температуре, трудно хранить: он должен быть сильно сжат, что требует безопасных резервуаров для хранения под давлением, или сжижаться путем охлаждения (криогенный водород).
  • Технология топливных элементов является относительно новой, а элементы являются хрупкими и дорогими.

Продолжаются работы по разработке менее дорогостоящих топливных элементов, которые соответствуют или превосходят технические характеристики для приложений, в которых они используются. Исследователи недавно объявили об альтернативном методе создания водорода непосредственно из солнечного света и воды с помощью металлического катализатора, который может обеспечить экономичное прямое преобразование солнечной энергии в водород. Ученые также исследуют гидриды металлов и кристаллические материалы как решения проблем хранения.Гидриды металлов образуются в результате объединения чистого водорода с чистым или легированным металлом и обеспечивают более высокую плотность хранения водорода, чем сжатие.

За относительно короткое время исследования и человеческая изобретательность превратили то, что было умирающей технологией, в возможное решение проблемы возобновляемых источников энергии, предоставляя чистые и привлекательные автомобили. Кто знает, какие еще самородки могут таиться в выцветших научных статьях и патентной информации?

Сильви Кастонгуай, редакция журнала WIPO Magazine, Отдел коммуникаций

Ссылки по теме

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *