Повышение качества топлива (улучшение состава топлив).

Свойства топлива оказывает заметное влияние на эмиссию вредных веществ. Например: увеличение цетанового числа ДТ уменьшает выброс NОx дизелями грузовых автомобилей; для всех дизелей – снижается выброс углеводородов и СО. Чем более в ДТ легких фракций, тем более однородным будет состав смеси в камере сгорания, что приведет к снижению дымности ОГ и содержания в них NОx.

Присутствие в ДТ серы: с 1996 г. в Европе используется ДТ с содержанием серы 0,05%.

Снижение содержания в ДТ ароматических углеводородов может заметно снизить выброс канцерогенных веществ.

Изменение состава ДТ и разработка новых присадок к нему направлены на снижении эмиссии NОx и твердых частиц.

1 января 2010 г. утвержден и введен в дейтсвие ТР 2008/011/BY «Автомобильный бензин и дизельное топливо. Безопасность». ВТР устанавливаются требования к выпускаемым в обращение автомобильному бензину и дизтопливу в целях ООС, защиты здоровья человека и имущества, безопасности применения топлива. Устанавливается предельное содержание:

- для бензинов (серы – 10мг/кг, бензола – 1%, свинца – не более 5 мкг/л, октановое число).

- для дизтоплива (серы – 10мг/кг, ПАУ – 11%, свинца – не более 5 мкг/л, цетановое число – не менее 51).

Присадки к топливу – подразделяют на присадки, интенсифицирующие горение, и антидымные присадки – интенсификаторы горения (кислородосодержащие) повышают цетановое число и уменьшают количество светлого дыма, появляющегося при работе холодного дизеля.

Антидымные присадки применяют для снижения темного дыма (сажи). Добавка к ДТ в количестве до 1% антидымных присадок (например: на основе бария, марганца) позволяет в несколько раз снизить дымность ОГ и содержание в них альдегидов и бенз(а)пирена. Использование спиртов в качестве добавки к ДТ сопровождается значительным снижением дымности ОГ при одновременном снижении выбросов NОx и СО. Однако выбросы углеводородов при этом сильно возрастают.

Тема 7 АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПРИВОДНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

- Электродвигатель;

- гибридный двигатель;

- использование энергии солнца.

- Преимущества и недостатки альтернативных приводных механизмов, перспективы развития.

Альтернативные приводные механизмы – это либо моторы, работающие на альтернативных видах топлива, либо комбинация из производителей энергии (дизельный генератор, камера сгорания) и электрического мотора (Например, двигатель, работающий на природном газе или электричестве, либо гибридный двигатель).

Электродвигатели

В электрических транспортных средствах используется генератор, в качестве накопителя энергии используется аккумулятор. Его можно заряжать различными способами:

1) через первичные производители энергии (например, солнечная батарея на крыше);

2) через зарядные устройства, которые подключаются к электросети.

«–»Зарядка аккумулятора от электрической сети влечет за собой потерю энергии и загрязнение окружающей среды при производстве электроэнергии из традиционных источников энергии.

Использование солнечных батарей:

«–» низкий КПД и зависимость от погоды.

Вследствие перечисленных недостатков использование электродвигателей целесообразным является только в заповедных территориях, историческом центре города, остро нуждающихся в чистом воздухе и др.

Электромобили (ЭМ)

Один из первых работающих ЭМ был построен американским изобретателем Томасом Эдисоном в 1889 г.

«+»Основные преимущества ЭМ заключаются в отсутствии выброса ОГ и бесшумности работы. Расходы на ремонт относительно небольшие. ЭМ обладают хорошей маневренностью, динамичностью. Что делает привлекательным применение ЭМ в городских условиях.

«–»Основным препятствием широкого распространения электромобиля является небольшой запас хода.

Говоря об экологической чистоте электромобиля по сравнению с традиционным АТС, необходимо рассматривать их полный жизненный цикл, т.е.: производство самого электромобиля и электроэнергии. Считать ЭМ экологически безопасным нельзя, т.к. он лишь выносит источник загрязнения за пределы движения ТС: силовые электростанции являются мощными загрязнителями атмосферы. Установлено, что для пробега 1 км легковому автомобилю необходимо затратить
0,31 кВт·ч электроэнергии. Для получения такого количества электроэнергии необходимо сжечь на электростанции 0,43 кг угля, в результате чего выделяются в атмосферу значительное количество загрязняющих веществ.

Конкурентоспособность ЭМ определяется в первую очередь качеством аккумуляторной батареи.

Важные показатели аккумуляторной батареи – мощность и энергия. Для быстрого разгона, преодоления подъемов и движения с максимальной скоростью аккумуляторная батарея должна обладать большой мощностью, а для увеличения запаса хода – высоким запасом энергии. Аккумуляторная батарея должна иметь продолжительный срок службы, допускать быструю зарядку, надежно работать в большом интервале температур, не саморазряжаться во время стоянки, не требовать обслуживания.

Перспективными системами электропитания являются топливные элементы (ТЭ).

Основа любого ТЭ – 2 электрода, соединенные электролитом. В ТЭ электроны отбираются у реагирующих веществ на одном электроде, отдают свою энергию в виде электрического тока и присоединяются к реагирующим веществам на другом. На аноде окисляется, т.е. отдает электроны, восстановитель (топливо СО или Н2), свободные электроны с анода поступают во внешнюю цепь, а положительные ионы удерживаются на границе анод-электролит. С другого конца цепи электроны подходят к катоду, на котором идет реакция восстановления (присоединения электронов окислителем О2). Затем ионы окислителя переносятся электрическим током к катоду.

Рисунок 7.1 – Механизм действия топливного элемента

В ТЭ сведены 3 фазы: 1) газ (топливо, окислитель);

2) электролит (проводник ионов);

3) металлический электрод (проводник электронов).

В ТЭ происходит преобразование энергии окислительно-восстановительной реакции в электрическую энергию. Электроды и электролит в реакции не участвуют.

«–»Недостатком использования ТЭ является то, что топливо требуется готовить. Для ТЭ водород получают электролизом воды, плазмохимической реакцией и др.