Эфирные и спиртовые топлива для автомобилей: преимущества и недостатки

Диметиловый эфир

Перспективность этого дизельного топлива определяется двумя основными обстоятельствами:

- сырьем для производства диметилового эфира является природный газ;
- высокими эксплуатационными и экологическими свойствами диметилового эфира.

В первую очередь среди положительных эксплуатационных качеств диметилового эфира следует отметить высокое цетановое число (55 - 60 единиц). Наличие в молекуле диметилового эфира атома кислорода обеспечивает:

- полноту сгорания диметилового эфира, что обеспечивает практическое отсутствие в камере сгорания нагара и сажистых частиц в отработавших газах;
- снижение температуры горения топлива в камере сгорания и, как следствие, снижение содержания оксидов азота в отработавших газах.

Отсутствие серы в диметиловом эфире решает проблему содержания оксидов серы в отработавших газах, что является одной из наиболее актуальных проблем использования нефтяных дизельных топлив.

Наиболее существенными недостатками диметилового эфира как дизельного топлива является в 1,5 раза меньшая теплота сгорания, что приводит к увеличению расхода диметилового эфира в 1,5 - 1,6 раза по сравнению с дизельным топливом.

Спиртовые топлива

Из большого количества спиртов в качестве топлив нашли применение только метанол и этанол.

Ограниченность их использования в качестве горючего связана с такими недостатками:

- пониженная теплота сгорания, что понижает мощность двигателя;
- низкая энергоплотность, которая приводит к увеличению почти в 2 раза удельного расхода спиртового топлива и требует почти вдвое большего объема топливного бака;
- низкое давление насыщенных паров и высокая теплота испарения затрудняет пуск двигателя при низких температурах;
- попадание даже небольшого количества воды резко ухудшает эксплуатационные свойства спиртовых топлив;
- высокая коррозионная агрессивность спиртов;
- спирты оказывают отрицательное влияние на резинотехнические и пластмассовые детали;
- в отработавших газах присутствуют альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты;
- переход с углеводородных топлив на спиртовые требует модернизации или перерегулировки системы подачи топлива, а также изменения степени сжатия и других параметров двигателя.

Применение специальных мер для устранения этих недостатков:

- ограничение возможности контакта с водой и водяными парами или проведение осушки спиртов перед заправкой в автомобиль;
- использование различных покрытий, не подвергающихся коррозии при контакте со спиртовыми топливами или введение в спиртовые топлива специальных антикоррозионных присадок;
- замена резинотехнических и пластмассовых изделий на материалы, стойкие к воздействию;
- разработка каталитических нейтрализаторов отработавших газов, способных обеспечить окисление продуктов неполного сгорания спиртовых топлив;
- организация производства двигателей, специально предназначенных для работы на спиртовых топливах.

К положительным качествам метанола и этанола в первую очередь относятся высокие антидетонационные свойства, что позволяет повысить степень сжатия в камере сгорания до и повысить КПД двигателя.
При использовании спиртовых топлив снижается содержание токсичных веществ в отработавших газах.
Использование спиртов в дизельных двигателях затрудняется из-за низких цетановых чисел, высокой температуры самовоспламенения и низких смазывающих свойств, которые ведут к быстрому износу топливных насосов.