Сравнительная экономическая характеристика автомобильных двигателей, работающих на различных видах топлива

  Потребление СНГ как топливо на автомобильном транспорте в 2000 году в Европе составило более 4,5 млн. т.

  Широкое применение как автомобильное топливо  СНГ нашел в настоящее время также в США, Канаде, Японии, Южной Корее.

  В США в настоящее время эксплуатируется  более 500 тыс. грузовых автомобилей на СНГ и имеется более 10 тыс. газозаправочных станций (общее количество АЗС - 160 тыс.).

  В Японии в настоящее время эксплуатируется 700 тыс. газобаллонных автомобилей на СНГ - в основном автомобили - такси и небольшие фургоны. Только в г. Токио на СНГ эксплуатируется 200 тыс. таксомоторов.

  В Южной Корее сейчас эксплуатируется  более 80 тыс. газобаллонных автомобилей на СНГ, что обусловлено политикой правительства, стремящегося использовать СНГ как стандартное топливо для всех пассажирских транспортных средств.

  Расширяется использование СНГ на автомобильном транспорте в Китайской народной республике.[2] 
 

6. Компримированный  природный газ

    Компримированный природный газ — сжатый природный газ, используемый в качестве моторного топлива вместо бензина, дизельного топлива и пропана. Он дешевле традиционного топлива, а вызываемый продуктами его сгорания парниковый эффект меньше по сравнению с обычными видами топлива, поэтому он безопаснее для окружающей среды. Компримированный природный газ производят путем сжатия (компримирования) природного газа в компрессорных установках. Хранение и транспортировка компримированного природного газа происходит в специальных накопителях газа под давлением 200—220 бар. Также используется добавление к компримированному природному газу биогаза, что позволяет снизить выбросы углерода в атмосферу.

    Сжатый природный газ как топливо имеет целый ряд преимуществ:

• Метан (основной компонент природного газа) легче воздуха и в случае аварийного разлива он быстро испаряется, в отличие от более тяжёлого пропана, накапливающегося в естественных и искусственных углублениях и создающего опасность взрыва.
• Не токсичен в малых концентрациях;
• Не вызывает коррозии металлов.
• Компримированный природный газ дешевле, чем любое нефтяное топливо, в том числе и дизельное.
• Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха.
• Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологию и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы.

    Страны  Ближнего Востока выступают пионерами  перехода на компримированный природный  газ (КПГ) по той очевидной причине, что, продавая нефть и бензин США  и Европе и обеспечивая их население  дешевым КПГ из крупных локальных запасов газа, они смогут больше заработать.[3]

    В Европе сегодня 30% транспорта переведено на компримированный газ, в Северной Америке — более 50% транспорта, а если взять, к примеру, Аргентину, то там уже 70-80% машин «бегают» на компримированном газе.[4] 

7. Сжиженный природный газ

    Сжи́женный приро́дный газ — природный газ, искусственно сжиженный, путём охлаждения до −160 °C, для облегчения хранения и транспортировки. Для хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах.

    Газ в качестве топлива для двигателей стали применять раньше, чем бензин: с газового горючего, собственно, и началась вся история нынешнего автомобилестроения. Прототипом современного двигателя внутреннего сгорания была построенная в 1860 году машина Этьена Ленуара - агрегат мощностью 1,5 л.с, работавший на светильном газе. Тем же топливом питались и первые автомобили. Например, хорошо известный «Бенц-Виктория» 1893 года с 3-сильным двигателем рабочим объемом 2900 см3, где в цилиндрах сгорал каменноугольный газ, подаваемый из баллона через специальный вентиль.

    Снизить расходы на топливо в 2-3 раза - это, конечно, хорошо, но на этом плюсы перехода на газовое топливо не заканчиваются. При использовании правильно установленного газобаллонного оборудования и работе на газовом топливе автомобиль получает ряд очевидных преимуществ.

• Газ обладает всеми качествами полноценного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Его использование не требует изменения конструкции автомобиля, оставляя возможность использовать как бензин, так и газ. Переключение с одного топлива на другое осуществляется на ходу прямо из салона. Следует отметить, что газобаллонное оборудование фактически дублируется бензиновой системой питания, повышая безотказность автомобиля и уменьшая практически до нуля риск остаться без движения при поломке в системе питания.
• Газ - это высококачественное топливо с октановым числом около 105, поэтому ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Следовательно, снижается нагрузка на детали цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма.
• Газовое топливо продлевает работоспособность двигателя. Происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, благодаря чему улучшаются условия смазки трущейся пары цилиндр - поршневые кольца, так как газовое топливо не смывает масло с их стенок и не растворяет его, снижая расход масла на 10-15%. Кроме того, двигатель работает ровнее и тише: газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью. В сумме все эти факторы продлевают срок службы двигателя на 30-40%, масла и свечей -в два раза и, как следствие, значительно снижают затраты не только на эксплуатацию, но и на ремонт.
• Газ практически безвреден для окружающей среды. Применение газового топлива заметно снижает суммарную токсичность отработавших газов.
• Относительно низкая стоимость топлива и, как следствие, быстрая окупаемость оборудования.
• Суммарный пробег на одной заправке при установке ГБО возрастает вдвое (обычно на автомобиль устанавливается газовое оборудование с емкостью не меньше, чем емкость бензинового бака). Это преимущество газобаллонного оборудования особенно полезно тем, кто совершает поездки на дальние расстояния и не уверен в качестве «провинциального» бензина.
• Не стоит забывать и о противоугонных возможностях газового оборудования, устанавливаемого на инжекторные автомобили: отсоединив легкосъемный коммутатор, можно надежно заблокировать подачу обоих видов топлива при несанкционировованном пуске двигателя.
• Минимальная амортизация. При правильной эксплуатации установленного газового оборудования межремонтный период до замены резинотехнических изделий составит не менее 5 лет. Более того, многие детали установленного ГБО могут быть переустановлены на другой автомобиль, продолжая служить еще долгое время.

    Теперь несколько минусов применения газобаллонного оборудования:

• увеличение металлоемкости автомобиля на 30-40 кг. Баллон не может принять любую форму (как, например, бензобак) и занимает дополнительное пространство;
• затруднения с пуском холодного двигателя (рекомендуется заводить двигатель на бензине, а на газ переходить после его прогрева);
• потеря разгонной динамики и снижение максимальной скорости в среднем на 5-8%;
• потеря мощности на 10-15% (зависит от степени сжатия, от рабочего объема двигателя и от алгоритма зажигания). Чем выше степень сжатия, тем меньше потеря мощности. Например, у мотора, потребляющего 95-й бензин, при корректной регулировке теряется всего 2% мощности;
• недостаточное количество автомобильных газонаполнительных компрессорных станций;
• увеличение высоты центра тяжести, а также появление необходимости не только проходить ТО, но и ездить на опрессовку ГБО раз в два года;
• появляется необходимость обслуживать (в той или иной степени) еще одну систему питания;
• при использовании газа в качестве топлива не только падает мощность двигателя, но и увеличивается расход газа - он оказывается на 15-30% больше, чем бензина.

     Заключение

    Основными критериями для оценки эффективности применения различных видов топлива в двигателях служат: уровень вредных выбросов, затраты на топливо, инфраструктура применения топлива и стоимость двигателя. Эти критерии выбраны как наиболее важные по следующим соображениям. В настоящее время постоянно ужесточаются нормы на допустимые вредные выбросы автомобилем, что вынуждает конструкторов искать новые решения для удовлетворения этих норм. Одним из путей существенного улучшения экологических характеристик двигателей является применение "экологически чистых" альтернативных топлив (метанола, природного газа и др.), так как эти топлива позволяют не только снизить выбросы токсичных компонентов с отработавшими газами, но и уменьшить потребление нефтяных топлив.

    Второй критерий оценки - затраты на топливо и инфраструктуру - дает возможность оценить издержки на производство, доставку, распределение топлива и эксплуатацию транспортного средства. При работе на альтернативном топливе может существенно изменяться расход горючего на единицу работы, выполняемой автомобилем. Кроме того, цена альтернативного топлива также отличается от цены применяемого сейчас нефтяного топлива.

    Третий критерий - стоимость двигателя - характеризует затраты на конвертацию двигателя для работы на альтернативном топливе. В зависимости от вида применяемого топлива могут требоваться различные изменения в конструкции двигателя и его систем от достаточно простых (перерегулировка топливной аппаратуры) до существенного изменения конструкции двигателя (установка газовой аппаратуры). Таким образом, сложность модернизации двигателя будет существенно сказываться на его стоимости.

    До настоящего времени не существует единой концепции перехода на производство и использование альтернативных моторных топлив. Поэтому первым шагом в решении этой проблемы является рассмотрение всех видов возможных альтернативных моторных топлив и анализ перспективности их использования. В таблице 1 представлена оценка относительной эффективности использования различных альтернативных видов топлива на автотранспорте. За единицу приняты показатели нефтяного бензина.[7] 

    Таблица 1

    Оценка относительной эффективности использования различных альтернативных видов топлива на автотранспорте.

    * В затратах энергии учтены добыча, транспорт и переработка первичного энергоносителя в моторное топливо.

    ** Стоимость единицы пробега определена применительно к 6-местному автомобилю с конвертированным на газовое топливо двигателем.

    Исходя  из таблицы, можно сделать вывод, что наиболее выгодно использовать газовое топливо. Но следует учесть при переоборудовании автомобиля его пробег, большое потребление топлива, использование высокооктанового бензина, так как в настоящее время переоборудование стоит около 250 тыс тенге и количество газозаправочных станций (в нашем городе их около 5). Что же касается альтернативных видов топлив, то в нашей стране данное направление абсолютно не развито. Но практика зарубежных стран показывает выгодность использования альтернативных топлив, в первую очередь с точки зрения экологичности автомобильных двигателей.

     Список использованных источников 

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E5%ED%E7%E8%ED
2. http://www.stroyplan.ru/docs.php?showitem=47662
3. http://www.spgt.ru/article/764
4. http://www.mosavtogaz.ru/pressa5.html
5. http://www.topcar-t.ru/ju/go/uchene-svet/zakat_neftyanoj_eryi_chast_2.html
6. http://www.7samuraev.ru/useful/fuel/1.php
7. http://www.vide0.ws/index1121.html
8. http://www.map.asmap.ru/4%2868%29_06/toplivo.htm