Альтернативное автомобильное топливо

Транспортные средства могут работать на различных газах, таких как природный газ, сжиженный нефтяной газ или биогаз . Двигатель внутреннего сгорания также может работать на газообразном водороде. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на угарном газе, использовались в СССР во время Второй мировой войны. В них угарный газ получали из древесного угля.

Использование газа в качестве топлива снижает загрязнение окружающей среды, поскольку он сгорает чище, чем нефть. Существующие автомобили с бензиновым двигателем можно переоборудовать для работы на природном газе, но сегодня все большая часть автомобилей в мире производится непосредственно для работы на газе. Автомобили меньшего размера, работающие на газе, часто также имеют бензобак, но автомобили большего размера имеют только бак для природного газа. Лиц идущих на покупку автомобиля, работающего на природном газе, привлекает низкая цена топлива и более низкие выбросы углекислого газа, оксида азота и твердых частиц. Природный газ продается в качестве топлива для автомобилей, цена природного газа составляет около 1,30 евро за килограмм. В пересчете на энергетический эквивалент в литрах газа стоимость природного газа составляет около 0,832 евро.

В 2006 году в мире насчитывалось около 5,7 млн ​​автомобилей, работающих на газе. В Аргентине, Бразилии и Пакистане больше всего автомобилей, работающих на газе. В Европе они популярны в Италии (433 000), Украине (100 000), России (75 000), Германии (55 300) и Швеции (14 530). Есть также автомобили во Франции (10 200) и Беларуси (5 500). Цена природного газа в этих европейских странах составляет 40-80 % от цены бензина. В некоторых европейских странах и Японии, где все такси работают на газе, газовые автомобили используют в основном сжиженный нефтяной газ. Преимущество сжиженного нефтяного газа заключается в том, что он хранится при гораздо более низком давлении, чем природный газ, поэтому можно использовать более легкий газовый баллон.

Количество транспортных средств, работающих на природном газе, в Финляндии, включая городские автобусы, мусоровозы, такси и частных лиц, составляет примерно 800 (2011 г.). Первая общественная заправочная станция для автомобилей, работающих на природном газе, была открыта в Хельсинки в Мальми в июне 2005 года. В Финляндии насчитывается 16 общественных заправочных станций, работающих на природном газе (2011 год), и компания Gasum планирует построить сеть из 30 заправочных станций в ближайшие несколько лет. В Швеции уже более 160 заправок, в Германии 900, в Италии 850, в Австрии 210 и в России 240.[3].

Трамвай с аммиачным газовым двигателем в Новом Орлеане, нарисованный Альфредом Во в 1871 году.

Самолет Х-15 использовал аммиак в качестве одного из компонентов топлива своего ракетного двигателя.

Аммиак получают путем соединения газообразного водорода с азотом из воздуха. Крупномасштабное производство аммиака использует природный газ в качестве источника водорода. Аммиак использовался во время Второй мировой войны для питания автобусов в Бельгии, а также в двигателях и системах солнечной энергии до 1900 года. Жидкий аммиак также использовался в ракетном двигателе Reaction Motors XLR99, который приводил в действие гиперзвуковой исследовательский самолет X-15. Хотя оно и не такое мощное, как другие виды топлива, оно не оставляло копоти в многоразовом ракетном двигателе, а его плотность примерно соответствовала плотности окислителя — жидкого кислорода, что упрощало конструкцию самолета.

Аммиак был предложен в качестве практической альтернативы ископаемому топливу для двигателей внутреннего сгорания.[48] Теплотворная способность аммиака составляет 22,5 МДж/кг, что примерно вдвое меньше, чем у дизельного топлива. В обычном двигателе, в котором водяной пар не конденсируется, теплотворная способность аммиака будет примерно на 21 % меньше этой цифры. Его можно использовать в существующих двигателях лишь с небольшими модификациями карбюраторов/форсунок.

При производстве из угля CO2 можно легко улавливать[48][49] (продуктами сгорания являются азот и вода).

Были предложены и иногда использовались аммиачные двигатели или аммиачные двигатели, использующие аммиак в качестве рабочей жидкости. Принцип аналогичен тому, что используется в безтопочном локомотиве, но с аммиаком в качестве рабочего тела вместо пара или сжатого воздуха. Аммиачные двигатели экспериментально использовались в 19 веке Голдсуорти Герни в Великобритании и в трамваях Нового Орлеана. В 1981 году канадская компания переоборудовала Chevrolet Impala 1981 года для работы на аммиаке в качестве топлива.

Аммиак и «GreenNH3» с успехом используются разработчиками в Канаде, [53] поскольку он может работать в двигателях с искровым зажиганием или дизельных двигателях с небольшими модификациями, а также является единственным «зеленым» топливом для реактивных двигателей, и, несмотря на его токсичность, считается, что он не более опаснее бензина или сжиженного нефтяного газа.[54] Он может быть получен из возобновляемой электроэнергии, и его плотность лишь вдвое меньше, чем у бензина или дизельного топлива, и его можно легко перевозить в достаточном количестве на транспортных средствах. При полном сгорании у него нет других выбросов, кроме азота и водяного пара. Химическая формула горения: 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O, в результате получается 75 % воды.

Паровой автомобиль — это автомобиль с паровым двигателем. В качестве топлива можно использовать древесину, уголь, этанол или что-то другое . Топливо сжигается в котле, а тепло превращает воду в пар . Когда вода превращается в пар, она расширяется. Расширение создает давление . Давление толкает поршни вперед и назад. При этом карданный вал вращает колеса, что обеспечивает движение автомобиля вперед. Он работает как паровоз на угольном топливе.

Паровым автомобилям требуется много времени для запуска, но некоторые из них в конечном итоге могут развивать скорость более 100 миль в час (161 км / ч). Паровые автомобили Doble последней модели можно было привести в рабочее состояние менее чем за 30 секунд, они имели высокие максимальные скорости и быстрое ускорение, но были дорогими в покупке.

Паровой двигатель использует внешнее сгорание, в отличие от внутреннего сгорания. Автомобили с бензиновым двигателем более эффективны с КПД около 25-28 % . Хотя теоретически паровой двигатель с комбинированным циклом, в котором горящий материал сначала используется для привода газовой турбины, может иметь КПД от 50 % до 60 %, практические примеры автомобилей с паровым двигателем работают с КПД всего около 5-8 %.

Самым известным и продаваемым паровым автомобилем был Stanley Steamer . В нем использовался компактный жаротрубный котел под капотом для питания простого двухпоршневого двигателя, который был подключен непосредственно к задней оси. До того, как Генри Форд с большим успехом ввел финансирование ежемесячных платежей, автомобили обычно покупались сразу. Поэтому Стэнли и имел упрощенную конструкцию; чтобы цена покупки была доступной.

Сила пара может быть объединена со стандартным двигателем ДВС для создания гибрида (Шеститактный двигатель). Впрыск воды в цилиндр происходит после сгорания топлива, когда поршень еще перегрет, часто при температуре 1500 градусов и более. Вода будет мгновенно испаряться в пар, используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую.

Моторное отделение гиробуса. Справа виден трёхфазный двигатель, ниже него — картер маховика

Маховики также могут использоваться в качестве альтернативного топлива и использовались в 1950-х годах для приведения в движение автобусов в Швейцарии, так называемых гиробусов. Маховик автобуса заряжался электроэнергией на концах линии и позволял ему проехать до 8 километров только на одном маховике. Автомобили с маховиком тише, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, не требуют контактной сети и не производят выхлопных газов, но маховик имеет большой вес (1,5 тонны на 5 кВтч) и требует специальных мер безопасности из-за высокой скорости вращения.

• Газовый двигатель
• Масло как топливо
• Топливные гранулы
• Атомолёт
• Атомовоз
• Экологичные автомобили
• Устойчивый транспорт
• Веломобиль