Экологичность двигателей внутреннего сгорания

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение города Москвы

«Школа №763»

Индивидуальный проект по теме:

«ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО       СГОРАНИЯ»

Направление: физика

Работа допущена (не допущена) к защите

__________/___________________________

«________»____________________2019/20г.

Выполнила: Белова Мария Сергеевна

Ученица 11-Б-Т класса

                                                                    Руководитель: Соловьев Николай

                    Михайлович

                          Учитель физики

                                                             Москва

2019/2020

Оглавление

1. Введение____________________________________стр.3
2. Часть первая. Модернизация топлива____________стр.4
3. Часть вторая. Модернизация двигателей__________стр.6
4. Заключение__________________________________стр.8
5. Список литературы____________________________стр.9

Введение

В настоящее время экология – одна из главных забот человечества. Она страдает из-за множества факторов, одним из которых является использование человеком устройств и механизмов, загрязняющих окружающую среду, одним из таких механизмов является автомобильный транспорт. Именно такая его часть как двигатель вырабатывает ядовитые отходы. Единственный способ устранить проблему – модернизация двигателей внутреннего сгорания, поиск их альтернативы и улучшение автомобильного топлива.

    Цель работы: узнать об инновационных методах снижения расхода топлива и его более экологичных вариациях, а также о современных модернизациях бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания.

[pic 1]*значения указаны в тоннах в год

Модернизация топлива

    Экологичность автомобилей определяется их топливной расходной характеристикой, то есть чем меньше машина потребляет нефтегазового топлива, тем меньше её воздействие на окружающую среду. При одинаковом расходе наиболее экологически чистым будем считаться то топливо, количество и токсичность отходов которого будут меньше.

    Уменьшение токсичности достигается за счет топливных присадок (примесей). Первые эксперименты с примесями проводились в 70-80х годах двадцатого века. Одной из примесей, например, была этиловая жидкость (разбавленный этиловый спирт), которая позволяла увеличить октановое число топлива (степень стойкости топлива к самовоспламенению). Однако позже выяснилось, что такая смесь является ещё более токсичной, чем бензиновое или дизельное топливо в чистом виде. После эксперимента применение этиловых присадок было запрещено законодательно в большинстве стран Европы.

    Вторым поколением примесей являются металлоорганические соединения (соли, окиси), но и эти присадки не считаются экологически чистыми из-за реакции бензинового топлива с катионами металлов и образования кислот и выраженных кислотных сред.

    Наилучшие результаты дали эксперименты с органическими оксигенатами (органические соединения с высокой концентрацией кислорода). Они уменьшили отложение отходов в выхлопной системе автомобиля примерно на 60% и сократили расход топлива в среднем на 3%. Оксигенаты смогли повысить надежность двигательных клапанов и цилиндров, увеличить срок службы двигателя, сократить затраты на техобслуживание. Но из-за сложности получения данных соединений такой вид топлива недоступен n-ному слою населения.

    В настоящее время существует несколько видов альтернативного топлива: природный газ, биодизельное топливо (дизель на растительной основе), водород. Природный газ не получил распространения из-за большой стоимости оборудования, позволяющего превратить газ в топливо. Биодизель – альтернативный вид топлива, получаемый из растительных масел путём соединения масел и жиров с метиловым спиртом (смесь моноалкильных эфиров жирных кислот). Биодизель обладает следующими преимуществами: не токсичен, почти не содержит серы, разлагается в естественных условиях за довольно короткий срок (3-6 месяцев), имеет большое октановое число (точка воспламенения для биодизеля превышает 150оС, топливо на рапсовом масле воспламеняется при температуре 320оС ). Стоимость биодизельного топлива ежегодно снижается, что делает его более доступным для потребителя. Отрицательные аспекты биодизельного топлива следующие: постоянное культивирование растений, из которых его получают, следовательно, разрушение плодородного слоя почвы, в холодное время года быстрое замерзание топлива и необходимость постоянно его подогревать перед выпуском из топливного бака в топливный насос. Испытания водородного топлива пока что не проводились.