Про доцільність переведення двигунів на живлення метанолом свідчить зменшення викидів більшості шкідливих речовин з відпрацьованими газами в порівнянні з бензином. Живлення метанолом дає можливість зменшити вміст NOх завдяки нижчій температурі в циліндрах двигуна в процесі згоряння метанолу. Вміст CO під час роботи двигуна, як на бензині та і на метанолі, на збагачених сумішах приблизно однаковий, а при складі суміші, що наближається до стехіометричного, на метанолі значно нижчий, внаслідок більш повного згоряння. З цієї ж причини вміст СmНn на метанолі становить 25…33% вмісту вуглеводнів на бензині. Кількість альдегідів під час роботи на метанолі збільшується приблизно в 2 рази в порівнянні в роботою на бензині. Проте поліциклічних вуглеводнів, які мають канцерогенні властивості, при роботі на метанолі викидається на порядок менше. Разом з тим не утворюється сажа і відсутні сполуки сірки. Таким чином, загальна токсичність двигуна з іскровим запалюванням під час роботи на метанолі значно менша ніж за роботи на бензині.

Перспективним паливом для двигунів вважають етанол (С2Н5ОН), який отримують, в основному, з рослинної сировини.

Для живлення двигуна з іскровим запалюванням етанол використовують в чистому вигляді і в суміші з бензином. За умови використання у чистому вигляді особливості роботи, енергетичні, економічні і екологічні показники двигунів близькі до показників роботи двигуна на метанолі.

Концентрація CO у ВГ при роботі на різних видах палива практично однакова.

Значним збідненням паливо-повітряної суміші при переході на живлення етанолом пояснюються нижчі концентрації CO2.

Концентрація вуглеводнів СmНn при роботі на етанолі незначна і практично незмінна в усьому діапазоні навантажень.

Важливим показником, на який необхідно звертати увагу замінюючи традиційні види автомобільного палива альтернативними, є токсичність ВГ. При цьому треба контролювати викиди не лише ті, що нормуються, але і інші токсичні сполуки, які формуються в камері згоряння або випускному тракті і можуть нанести школу довкіллю або здоров'ю людини. За таких міркувань добавки спиртів до палива можуть призвести до небажаних, з огляду екології, наслідків. Зокрема, добре відомий факт підвищення викидів альдегідів при додаванні метилтретбутилефіру, води і спиртів в бензин. Дослідження американських і японських спеціалістів довели, що добавки в паливо, які знижують токсичність ВГ, в свою чергу ведуть до утворення нових токсичних речовин.

Рослинні олії. Останнім часом в нашій країні і за кордоном вивчається проблема заміни бензину і дизельного палива рослинною олією. Такою може бути олія ріпаку.

Ріпакову олію можна використовувати у вигляді добавок до дизельного палива або продукувати з неї метилефір, який безпосередньо використовується як паливо для дизелів.

Метилефір отримують з ріпакової олії трансетерифікацією (хімічним перетворенням).

Основні параметри ріпакової олії та метилефіру наведено в табл. 2.1.

Таблиця 2.

Приблизний елементарний склад та характеристики палив

Параметри | Ріпаковий метилефір | Ріпакова олія

Елементарний склад, за масою

С | 0,77 | 0,77

Н | 0,12 | 0,114

О | 0,112 | 0,116

Середня молярна маса, кг/моль | 296 | 883

Густина, кг/м3 | 880 | 920

Динамічна в'язкість в сП при 20°С | 7,5 | 72

Теоретично необхідна кількість повітря для повного згоряння палива, кг/кг | 12,43 | 12,28

Ріпакова олія, як олива для систем змащування за своїми властивостями не поступається нафтовим. Вона має цілком прийнятні температуру застигання. За антикорозійними та проти-зношуваними властивостями ріпакова олія перевищує нафтові оливи.

Основні технічні показники штатного дизельного палива і метилового ефіру, одержаного з ріпакової олії приведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.

Показники дизельного палива і метилового ефіру

Властивість | Метиловий ефір | Нафтове паливо

Густина при 20°С | 880 | 810…890

Цетанове число | 51 | 45…50

В'язкість при 20°С | 7,5 | 9,5

Температура застигання | мінус 12 | мінус 15

Температура википання | 350…371 | 80% при 350

Як видно з наведених характеристик, енергетичні показники дизеля за роботи його на дизельному паливі і його суміші з ріпаковою олією практично однакові.

За умови роботи дизеля на сумішах ріпакової олії і дизельного палива зміна концентрацій шкідливих компонентів відпрацьованих газів (CO, СmНn, NOx, CO2) і їх димність К залежно від навантаження мають такий же характер як і для звичайних дизелів. Величини концентрацій таких шкідливих складових CO і СmНn при роботі на суміші хоча мають деякі відхилення від аналогічних параметрів роботи лише на дизельному паливі, проте ці відхилення знаходяться в межах точності вимірювання цих параметрів і мають для дизелів незначні величини. Дещо збільшуються, у разі роботи на суміші, в зоні великих навантажень концентрації оксидів азоту NOx і має місце тенденція до зростання димності відпрацьованих газів К. Зростання димності, скоріш всього, пов'язане з більшою в'язкістю сумішевого палива і, як результат, погіршенням якості його розпилювання.

У випадку роботи дизеля на ріпаковому метилефірі має місце більш суттєве збільшення годинної GП і питомої gВ витрат палива і концентрації оксидів азоту NOх у відпрацьованих газах.

Відхилення величин решти порівнюваних показників знаходиться в межах їх можливої точності вимірювання.

Викиди шкідливих речовин з продуктами згоряння метилефіру значно менші, ніж при використанні нафтового палива особливо щодо сірки – в 70 разів.

Динамічні властивості автомобіля при переведення дизеля з роботи на дизельному паливі на ріпакову олію практично не змінюються. Витрати дизельного палива і ріпакової олії при різних швидкостях руху автомобіля відрізняються незначно.

Під час роботи дизеля на ріпаковій олії викиди оксиду вуглецю на один кілометр шляху дещо зростають, порівнюючи з дизельним паливом (2,48 і 1,67 г/км відповідно), вуглеводнів і оксидів азоту менше. Окрім того ВГ такого дизеля не містять сірки і важких металів.

2.3.