ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА.
Предмет: ОП.02 Материаловедение____
Дата проведения: _23. 03. 2020г._______________
№ занятия: ___19__
№ урока:______37-38_- 2 часа____
ФИО препод.: __Салахбекова Маржанат Муртузалиевна___
Группа:__1-13_
Специальность: 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Тип урока: урок формирования новых знаний
Межпредметная связь: химия, экология, охрана труда
Метод проведения урока: лекция с элементами беседы
Раздел программы: Горюче-смазочные материалы.
Тема программы: 2.1 Горюче-смазочные материалы и специальные жидкости.
Тема урока: Состав и свойства бензинов. Эксплуатационные требования, марки и область применения топлив.
Цель урока: Ознакомить учащихся с назначением бензина, получением его с составом и свойствами бензина, с марками бензина
_______________________________________________________________________________________
Задачи:
Обучающая: Сформировать знания, понятия у уч-ся по теме на уровне запоминания, воспроизведения и практического применения________________________________________ _______________________________________________________________________________________
Развивающая: Формирование речи, памяти, логического мышления, воображения, наблюдательности, активности и самостоятельности ____________________________ ____________________________________________________________________________________
Воспитательная: Формирование интереса к предмету, дисциплинированности,
ответственности, аккуратности, чувства товарищества, долга, нравственности_____________ _______________________________________________________________________________________
Материально-дидактическое
обеспечение урока: ПК с выходом в Интернет, демонстрационные стенды, меловой плакат_______
_______________________________________________________________________________________
Литература:
_ Черепахин А.А.- Материаловедение,
Стуканов В.А. - Автомобильные эксплуатационные материалы
Ход урока
1. Организационная часть
- приветствие, подготовка учащихся к восприятию нового материала;
- сообщение темы и цели урока.
2. Изложение нового материала:
- план изложения нового материала
__________________________________________________________________________________________ План.
1. Введение
2. Состав бензинов
3. Свойства бензинов
4. Марки бензинов
1.ВВЕДЕНИЕ
1.Бензин - продукт переработки нефти, представляющий собой горючее с низкими детонационными характеристиками. Из сырой нефти производится до 50% бензина. Эта величина включает природный бензин, бензин крекинг-процесса, продукты полимеризации, сжиженные нефтяные газы и все продукты, используемые в качестве промышленных моторных топлив.
Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).
К бензинам предъявляются следующие требования:
— обеспечение нормального и полного сгорания полученной смеси в двигателях (без возникновения детонации);
— образование горючей смеси необходимого состава;
— обеспечение бесперебойной подачи в систему питания;
— отсутствие коррозионного воздействия на детали двигателя;
— незначительное образование отложений в двигателе;
— сохранение качеств при хранении и транспортировке.
В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.
2.СОСТАВ БЕНЗИНОВ
Бензин - представляет собой смесь углеводородов, состоящих в основном из предельных 25-61 %, непредельных 13-45%, нафтеновых 9-71 %, ароматических 4-16 % углеводородов с длиной молекулы углеводорода от C 5 до C 10 и числом углеродных атомов от 4-5 до 9-10 со средней молекулярной массой около 100Д. Так же в состав бензина могут входить примеси - серо-, азот- и кислослородсодержащих соединений.
Бензин - это самая легкая фракция из жидких фракций нефти. Эту фракцию получают в числе разных процессов возгонки нефти. Поэтому от фракционного состава бензинов зависят легкость и надежность пуска двигателя, полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля и интенсивность износа деталей двигателя. Фракционный состав бензинов определяется согласно ГОСТа 2177-99.
Легкие фракции бензина характеризуют пусковые свойства топлива - чем ниже температура выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства. Для запуска холодного двигателя необходимо, чтобы 10% бензина выкипало при температуре не выше 55 градусов (зимний сорт) и 70 градусов (летний) по Цельсию. Зимние сорта бензина имеют более легкий (чем летние) фракционный состав. Легкие фракции нужны только на период пуска и прогрева двигателя.
Основная часть топлива называется рабочей фракцией. От ее испаряемости зависят: образование горючей смеси при разных режимах работы двигателя, продолжительность прогрева (перевода с холостого хода под нагрузку), приемистость (возможность быстрого перевода с одного режима на другой). Содержание рабочей фракции должно совпадать с 50% отгона. Минимальный интервал температур от 90% до конца кипения улучшает качество топлива и снижает его склонность к конденсации, что повышает экономичность и уменьшает износ деталей двигателя. Температуру выкипания 90% топлива иногда называют точкой росы.
3.СВОЙСТВА БЕНЗИНОВ
Бензины - легковоспламеняющиеся бесцветные или слегка желтые (при отсутствии специальных добавок) жидкости, имеющие плотность 700-780 кг/м?. Бензины имеют высокую летучесть, и температуру вспышки в пределах 20-40 градусов по Цельсию. Температура кипения бензинов находится в интервале от 30 до 200 C. Температура застывания - ниже минус 60 градусов. При сгорании бензинов образуется вода и углекислый газ. При концентрациях паров в воздухе 70--120 г/м3 образуются взрывчатые смеси.
Автомобильные бензины в силу своих физико-химических характеристик должны обладать следующими свойствами:
Однородность смеси;
Плотность топлива - при +20 °С должна составлять 690...750 кг/м2;
Небольшую вязкость - с ее увеличением затрудняется протекание топлива через жиклеры, что ведет к обеднению смеси. Вязкость в значительной степени зависит от температуры. При изменении температуры от +40 до -40 °С расход бензина через жиклер меняется на 20...30%;
Испаряемость - способность переходить из жидкого состояния в газообразное. Автомобильные бензины должны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя (особенно зимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а также исключалось образование паровых пробок в топливной системе;
Давление насыщенных паров - чем выше давление паров при испарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс их конденсации. Стандартом ограничивается верхний предел давления паров летом - до 670 ГПа и зимой - от 670 до 930 ГПа. Бензины с более высоким давлением склонны к образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнение цилиндров и теряется мощность двигателя, увеличиваются потери от испарения при хранении в баках автомобилей и на складах;
Низкотемпературные свойства - способность бензина выдерживать низкие температуры;
Сгорание бензина. Под "сгоранием" применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделением значительного количества тепла. Температура паров при горении достигает 1500...2400 °С.
4.Выпускают автомобильный бензин марок А-72 (этилированный и неэтилированный, летний и зимний), А-76 (этилированный и неэтилированный, летний и зимний), А-80 (этилированный и неэтилированный), АИ-91 (неэтилированный, летний и зимний), А-92 (этилированный и неэтилированный, летний и зимний), АИ-93 (этилированный, летний и зимний), АИ-95 «Экстра» (неэтилированный летний) и АИ-95 (неэтилированный, летний и зимний).
В разных регионах мира используются разные марки автомобильного бензина. В Европе распространены марки «суперплюс» или «супер» (неэтилированный, летний и зимний), «премиум» или «европейский» (неэтилированный, летний и зимний), «немецкий» (этилированный, летний и зимний), «итальянский» (этилированный, летний и зимний), «регулар» (неэтилированный, летний и зимний). В США применяется автомобильный бензин марок «регулар», «мидгрейд», «премиум» и «суперпремиум». Все марки бывают как летние, так и зимние. В США применяется только неэтилированный или, вернее, малоэтилированный автомобильный бензин с содержанием свинца менее 0,0026 г/л. В Азиатско-Тихоокеанском регионе применяется автомобильный бензин марок 91RON, 92RON, 95RON, 97RON. Все они малоэтилированные (летние) с содержанием свинца до 0,01 г/л. Аббревиатура RON составлена из первых букв английских слов research octane number (октановое число по исследовательскому методу). При написании марок бензина используются разные значения октановых чисел, поэтому при подборе аналогов необходимо ознакомиться с описанием каждой марки. Производство автомобильного бензина в мире примерно 900 млн т в год, что составляет 30% от общего производства нефтепродуктов.
Автомобильный бензин марки А-72 (Low octane motor gasoline)
Автомобильный неэтилированный бензин низкого качества с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержит продукты термического и каталитического крекинга, коксования и пиролиза, прямогонный бензин и антиокислительные присадки. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу -- 72, по исследовательскому методу не нормируется.
Автомобильный бензин марки А-76 (Low octane motor gasoline)
Автомобильный бензин низкого качества. Содержит продукты термического и каталитического крекинга, коксования и пиролиза, прямогонный бензин, антиокислительные и антидетонационные присадки. Самая распространенная марка бензина для использования в сельском хозяйстве.
А-76 производят этилированный (желтого цвета) с содержанием свинца не более 0,17 г/л и неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу -- 76, а по исследовательскому методу не нормируется, но обычно близко к 80.
Автомобильный бензин марки А-80 (Low octane motor gasoline)
Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. производят этилированный с содержанием свинца не более 0,15 г/л и неэтилированный с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы -- не более 0,05%. Плотность -- не более 0,755 г/смА-803. Октановое число по моторному методу -- 76, а по исследовательскому методу -- 80. Фактически -- это бензин марки с немного улучшенными характеристиками.
Автомобильный бензин марки А-92 (Regular motor gasoline)
Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. Самая распространенная марка бензина в крупных городах РФ и Украины. производят этилированный с содержанием свинца не более 0,15 г/л и неэтилированный с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы -- не более 0,05%. Плотность -- не более 0,77 г/смА-923. Октановое число по моторному методу -- 83, а по исследовательскому методу -- 92. По качеству близок к европейской марке «регулар» и азиатской 92RON, но содержит на 30% больше свинца.
Автомобильный бензин марки АИ-91 (AI-91 regular motor gasoline)
Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. производят неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы -- не более 0,1%. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу -- 82,5, а по исследовательскому методу -- 91. По качеству близок к европейской марке «регулар» и азиатской 91RON, но содержит на 30% больше свинца.
Автомобильный бензин марки АИ-93 (AI-93 regular motor gasoline)
Автомобильный бензин обычного качества. Этилированный АИ-93 готовят на основе бензина каталитического риформинга мягкого режима, с добавлением толуола и алкилбензина. Для повышения давления паров добавляют фракцию прямой перегонки с температурой кипения до 62°С или бутан-бутиленовую фракцию. Неэтилированный АИ-93 готовят на основе бензина каталитического риформинга жесткого режима с добавлением алкилбензина, изопентана и бутан-бутиленовой фракции. Содержит антидетонационные присадки.
АИ-93 производят этилированный (оранжево-красного цвета) с содержанием свинца не более 0,37 г/л и неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы -- не более 0,1%. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу -- 85, а по исследовательскому методу -- 93. Специально для экспорта производился этилированный АИ-93 без добавления красителя, с содержанием свинца не более 0,15 г/л и серы не более 0,001%. При определении экспортной цены бензина этой марки базисным сортом является европейский «регулар».
Автомобильный бензин марки АИ-95 (AI-95 premium motor gasoline)
Автомобильный бензин улучшенного качества. Готовят на основе бензина каталитического крекинга легкого дистиллятного сырья с изопарафиновыми и ароматическими компонентами и добавкой газового бензина. Содержит антидетонационные присадки. производят неэтилированный (бесцветный) с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Плотность не нормируется. Октановое число по моторному методу -- 85, а по исследовательскому методу -- 95. По качеству близок к европейской марке «премиум» и азиатской 95RON, но содержит на 30% больше свинца.
Автомобильный бензин марки АИ-95 «Экстра» (AI-95 Extra premium motor gasoline)
Автомобильный бензин улучшенного качества. Готовят на основе бензина каталитического крекинга легкого дистиллятного сырья с изопарафиновыми и ароматическими компонентами и добавкой газового бензина. Содержит антидетонационные присадки.
АИ-95 производят неэтилированный (бесцветный), свинец в нем отсутствует. Плотность -- не более 0,720 г/см3, содержание серы -- не более 0,05%, давление насыщенных паров -- не менее 53,3 кПа (400 мм рт. ст.). Октановое число по моторному методу -- 85, а по исследовательскому методу -- 95. По качеству близок к европейской марке «премиум» и азиатской 95RON, но лучше, так как не содержит свинца._______________________________________________________________________
В РФ в соответствии с ГОСТами и техническими условиями (ТУ) вырабатывались различающиеся по ОЧ и другим показателям качества автомобильные бензины: по ГОСТ 2084-77 (А-72, А-76э, АИ-91, АИ-93, АИ-95 летний и зимний); ТУ 38.001165-97 (А-80, А-92); ТУ 38.401-58-122 – 95 и ТУ 38.401-58-127 – 95 (АИ-98). Бензины А-80, А-92 и АИ-98 – всесезонные.
В 2003 году на территории РФ отменен ГОСТ 2084-77 за исключением бензина марки А-76 неэтилированного. По ГОСТ Р 51105-97, действующему с 1999 года, вырабатываются бензины Нормаль-80, Регулар-91, Премиум-95, Супер-98.
Буква “А” в марке бензина означает, что бензин автомобильный; буква “И” - что октановое число (показатель стойкости бензина к детонации) определено по исследовательскому методу; в бензинах без буквы “И” ОЧ определено по моторному методу.
За рубежом в промышленно развитых странах применяется в основном бензин двух марок — «Премиум» с ОЧИ 97... 98 и «Регулар»
р» с ОЧИ 90...94. В последние несколько лет возросли требования к качеству нефтепродуктов, вызванные в первую очередь экологическими ограничениями. В связи с этим нормативно-техническая документация, регламентирующая контроль качества нефтепродуктов, постепенно гармонизируется с мировыми стандартами.
Так, ранее использовавшиеся стандарты на бензины автомобильные заменяются стандартом ГОСТ Р 51866-2002 (так называемый «лукойловский стандарт» - бензины марок Евро-95, СуперЕвро-98 и Регулар Евро-92), соответствующим европейской нормали EN 228-99. Принят ГОСТ Р 52201-2004 для жидких моторных топлив, содержащих 5-10% этанола и предназначенных для двигателей с принудительным зажиганием.
___________________________________________________________________________________
3. Закрепление нового материала (указываются виды деятельности учащихся
Вопросы:
1. Что такое бензин?
2. Для чего предназначен бензин?
3. Какие требования предъявляются к бензинам?
4.Что входит в состав бензина?
5.Для чего предназначены легкие фракции бензина?
6.Как называется основная часть топлива?
7.Какими свойствами должен обладать бензин
8. Каких марок выпускают бензин?
4. Подведение итогов урока
_______________________________________________________________________________________
5. Выдача задания на дом ( на самостоятельную работу).
__повторить пройденный материал, составить конспект, ответить письменно на поставленные вопросы.
6. Отметки за урок:
План-конспект урока
Предмет: ОП.02 Материаловедение_
Дата проведения: ____________
№ занятия: 20
№ урока: _39-40_
ФИО препод.: Салахбекова Маржанат Муртузалиевна_
Группа: 1-13
Специальность: 35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
Раздел программы: 2. Горюче-смазочные материалы
Тема программы: 2.1 Горюче-смазочные материалы и специальные жидкости
Тема урока: Состав и свойства дизельных топлив и альтернативных топлив. Эксплуатационные требования, марки и область применения топлив.
Тип урока: комбинированный
Межпредметная связь: химия, экология, охрана труда
Метод проведения урока: диалогический
Цель: ознакомить учащихся с составом дизельных топлив, свойствами ДТ,
с эксплуатационными требованиями, марками и областью применения топлив, о назначении альтернативных топлив, их агрегатном состоянии и способах получения.
_____________________________________________________________________________________
Задачи:
Обучающая: Сформировать знания, понятия у уч-ся по теме на уровне запоминания, воспроизведения и практического применения________________________________________
Развивающая: Формирование речи, памяти, логического мышления, воображения, наблюдательности, активности и самостоятельности ____________________________
Воспитательная: Формирование интереса к предмету, дисциплинированности,
ответственности, аккуратности, чувства товарищества, долга, нравственности_____________ _______________________________________________________________________________________
Материально-дидактическое
обеспечение урока: __ПК с выходом в сеть Интернет, меловой плакат, __________
Литература:
_ Барташевич А.А.__Материаловедение,_
Стуканов В.А. Автомобильные эксплуатационные материалы _______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Ход урока
1. Организационная часть
- приветствие, подготовка учащихся к восприятию нового материала;
- целевая установка на занятие.
2. Повторение (актуализация ранее усвоенных знаний, умений)
Вопросы на повторение материала:
1. Что такое бензин?
2. Для чего предназначен бензин?
3. Какие требования предъявляются к бензинам?
4.Что входит в состав бензина?
5.Для чего предназначены легкие фракции бензина?
6.Как называется основная часть топлива?
7.Какими свойствами должен обладать бензин?
8. Каких марок выпускают бензин?
3. Изложение нового материала:
- план изложения нового материала
План
1.Состав дизельных топлив
2. Свойства ДТ
3. Эксплуатационные требования, марки и область применения топлив.
4. Альтернативные топлива.
1.Дизельное топливо — это нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды с температурами кипения 200-350 0С. Выглядит дизельное топливо как более вязкая, чем бензин, прозрачная жидкость желтого или светло-коричневого цвета в зависимости от содержания смол.
2.Главными свойствами дизельных топлив являются 1) вязкость, 2) фракционный состав, 3) склонность к воспламенению и 4) температура кристаллизации.
Вязкость и фракционный состав оказывают влияние на процесс смесеобразования.
Склонность к воспламенению характеризует качество топлива и влияет на процесс горения смеси.
Температура кристаллизации определяет возможность применения топлива в различных климатических условиях.
Вязкость. Увеличение вязкости топлива приводит 1) к повышению расхода топлива; 2) увеличению продолжительности впрыска топлива; 3) ухудшению качества распыливания топлива.
Дизельное топливо обладает смазывающим свойством. Это свойство используется для смазывания деталей топливных систем, например, форсунок, плунжерных пар насоса высокого давления и т.п. Уменьшение вязкости топлива приводит к ухудшению его смазывающих характеристик.
Вязкость дизельного топлива меняется с изменением температуры окружающей среды. С повышением температуры вязкость уменьшается, а с понижением, наоборот, увеличивается. Вязкость также может изменяться и под влиянием других факторов.
Фракционный состав дизельных топлив оценивают также как и бензинов, т. е. по температуре испаряемости 10, 50 и 90%.
Чрезмерное содержание лёгких фракций топлива приводит к их интенсивному испарению и увеличению скорости нарастания давления газов в цилиндре. Работа двигателя при этом сопровождается повышенным механическим шумом, вибрациями и интенсивным износом деталей.
При повышенном содержании тяжёлых углеводородов скорость испарения топлива уменьшается, ухудшается качество смеси, характеристики двигателя снижаются, увеличивается нагароотложение на деталях, дымность и токсичность отработавших газов.
Склонность к воспламенению определяет длительность временного периода от начала впрыскивания топлива в камеру сгорания до момента начала его горения. Данный промежуток времени получил название – «период задержки воспламенения».
Склонность топлива к воспламенению характеризуется цетановым числом и определяется на специальной установке. Исследуемое топливо сравнивается с топливом, цетановое число которого известно. Такие топлива состоят из смеси цетана, воспламеняемость которого принята за 100 единиц, и альфа-метилнафталина, воспламеняемость которого принята за «ноль». Если, например, исследуемое топливо имеет такую же воспламеняемость как смесь, содержащая 45% цетана и 55% альфа-метилнафталина, то его цетановое число равняется «45». Чем выше цетановое число топлива, тем выше его склонность к воспламенению. Цетановые числа, используемых в настоящее время топлив составляют 40 – 50 единиц. Топлива с большим цетановым числом сгорают «мягче», без резкого повышения давления в цилиндре. Топлива с излишне высокой склонностью к воспламенению воспламеняются до распределения в воздушном заряде, что приводит к неполному сгоранию смеси. При использовании топлив с низким цетановым числом увеличивается период задержки воспламенения, в который возрастает количество подготовленной к воспламенению смеси. При воспламенении этой смеси давление в цилиндре резко возрастает, что приводит к жёсткой работе двигателя.
Температура кристаллизации. При низких температурах, растворённые в топливе парафиновые углеводороды кристаллизуются и препятствуют подачи топлива через фильтры к форсункам.
3.Топливо для дизелей, эксплуатирующихся при температуре от 0°С и выше, обозначают буквой «Л» (летнее), от минус 20°С и выше – буквой «З» (зимнее), от минус 50°С и выше – буквой «А» (арктическое). В маркировке топлива указывают также допустимую массовую долю серы в %. Например, «З – 0,2 – 35» - топливо зимнее, с массовой долей серы – 0,2% и температурой застывания минус 35°С.
Цетановое число топлива связано с его температурными характеристиками. Чем оно меньше, тем ниже температура кристаллизации. Следовательно, зимние топлива с низкой температурой замерзания имеют малое октановое число, что предопределяет более жёсткую работу двигателя.
Преимущества дизельных двигателей. На 30-35% меньше расход топлива Более устойчивы в работе, допускают большие перегрузки Нет детонационного горения топлива Менее пожароопасны Выхлопные газы менее токсичны Возможность использования топлива с различной испаряемостью
Недостатки дизельных двигателей Большая удельная масса. Менее быстроходны. Трудности при запуске в зимних условиях.
Применение
Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника и сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных и газодизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах при механической и закалочных жидкостях при термической обработке металлов.
4. Альтернативные виды топлив
Газообразные топлива
В настоящее время наибольшее распространение получили два вида газообразного топлива: сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ).
Сжиженные газы
Основные компоненты сжиженных газов - это пропан С3Н8, бутан С4Н10 и их смеси. Получают их из газов, выходящих из буровых скважин вместе с нефтью и из газообразных фракций, получаемых при переработке нефти.
Оба углеводорода при небольшом давлении (без охлаждения) можно перевести в жидкое состояние. К примеру, при +20 0С пропан сжижается при 0,716, а бутан - при 0,103 МПа.
Сжиженные газы хранят в баллонах, рассчитанных на рабочее давление 1,6 МПа. В таких условиях даже чистый пропан находится в жидком виде, что позволяет эксплуатировать автомобили на СНГ круглогодично на всей территории страны, кроме южных районов в летнее время (где t выше 48,5 0С). Для газобаллонных автомобилей в соответствии с ГОСТ 20448 - 90 выпускают сжиженные газы двух марок: СПБТЗ (смесь пропана и бутана техническая зимняя) и СПБТЛ (смесь пропана и бутана техническая летняя). В таблице 1 приведён состав этих газов.
В состав СНГ добавляют специальные вещества - одоранты, обладающие сильным запахом, так как СНГ обычно не имеют запаха и цвета, и обнаружить их утечку очень трудно. Наиболее распространённый одорант - этилмеркаптан С2Н5SH, его ощущают уже при концентрации 0,2 г на 1000 м3 воздуха или газа.
Автомобили, работающие на сжиженном газе, имеют такой же запас хода, как и автомобили, работающие на бензине. Сжиженные газы транспортируются в обычных автомобильных или железнодорожных цистернах. Заправка ими автомобилей осуществляется с помощью простых газозаправочных устройств. Автомобили, работающие на СНГ, не рекомендуется запускать при температуре ниже -5 0С. При низких температурах снижается надёжность газового оборудования, запуск двигателя затруднён.
Препятствием для дальнейшего расширения применения СНГ в качестве топлива является ограниченность ресурсов сжиженного нефтяного газа и большая ценность его, как сырья для химической промышленности. Более перспективен в этом плане сжатый природный газ. Следует учитывать огромные запасы этого газа, его дешевизну и высокий уровень развития газовой промышленности.
Сжатые газы
Основные компоненты сжатых газов - метан СН4, окись углерода СО и водород Н2 - получают преимущественно из природных газов (возможно получение из попутных, нефтяных, коксовых и других газов).
При высокой температуре, даже при высоком давлении эти газы не могут быть сжижены: для этого необходимы низкие температуры.
Для сжатого газа применяют газобаллонные установки, рассчитанные на работу при высоком давлении - 20 МПа.
Для заправки автомобилей применяют две марки сжатого природного газа (СПГ) - А (95 % СН4 по объёму) и Б (90 % СН4 по объёму).
На автомобиле СПГ храниться в толстостенных стальных баллонах ёмкостью по 50 литров. Батарея таких баллонов имеет достаточно большой вес (около 500 кг), в результате чего снижается грузоподъёмность автомобиля. Это же обстоятельство является основным препятствием использования СПГ на легковых автомобилях. Дальность ездки на одной заправке газом значительно меньше по сравнению с заправкой бензином и не превышает 200 - 250 км.
Более перспективной считают криогенную технологию хранения СПГ на автомобиле. Это направление является этапным на пути создания водородных двигателей
СПГ воспламеняется при температуре 630 - 645 0С, что в три раза выше температуры воспламенения бензина. Это затрудняет запуск двигателя особенно при низких температурах.
Водород
В настоящее время всё более широко ведутся работы по применению в качестве топлива водорода, а также его смесей с бензином. Характерные особенности водорода заключаются в следующем:
водород самый лёгкий элемент, даже в жидком состоянии он в 14 раз легче воды;
в единице массы водород содержит в 3 раза больше тепловой энергии, чем все известные ископаемые топлива. Однако, чтобы его разместить, необходимы довольно большие объёмы;
водород обладает способностью моментально смешиваться с другими газами и, в частности, с воздухом атмосферы;
водород горит в газообразном состоянии с образованием паров воды. Для сжигания 1 кг водорода необходимо в 2 раза больше воздуха, чем для сжигания бензина;
отработавшие газы при работе на водороде не содержат окиси углерода, углеводородов, окислов свинца, а окислы азота присутствуют в меньших количествах, чем при работе на бензине.
Использование водорода в чистом виде требует значительного усложнения конструкции системы питания и двигателя в целом. Но использование водорода в качестве добавки к бензовоздушной смеси не требует таких изменений. Эксплуатация автомобилей на бензоводородных смесях в условиях интенсивного городского движения позволяет экономить топливо нефтяного происхождения и при этом снизить загрязнение окружающей среды токсичными продуктами отработавших газов. Так, например, если расход бензина составлял 12,2 кг/100 км, то в данном случае он снизится до 5,5, а расход водорода составит всего 1,8 кг. При этом концентрация окиси углерода в отработавших газах снижается в 13 раз, окислов азота - в 5 раз, углеводородов - на 30 %.
Следует иметь в виду, что по стоимости водородное топливо не выше других синтетических топлив.
Преимущества и недостатки применения газовых топлив
Преимущества:
- снижается токсичность отработавших газов;
увеличивается срок службы масла (в 2 - 2,5 раза);
более мягкая работа двигателя (октановое число более 100);
увеличивается моторесурс и надёжность работы двигателей;
снижаются затраты на перевозки (низкая стоимость топлива).
Недостатки:
ухудшаются пусковые качества двигателей при низких температурах;
снижаются мощность и топливная экономичность двигателя (особенно на СПГ);
увеличивается трудоёмкость технического обслуживания;
увеличивается стоимость автомобиля (особенно на СПГ);
повышается пожарная опасность эксплуатации автомобилей (особенно на СНГ).
Синтетические спирты
Из выпускаемых промышленностью синтетических спиртов практический интерес представляет метанол. В качестве сырья для производства метанола перспективны природный газ, нефтяные остатки и более всего угль.
Метанол и этанол при использовании их в качестве топлива для автомобильных двигателей характеризуются высоким октановым числом, меньшей по сравнению с бензинами теплотворной способностью, высокой скрытой теплотой испарения, низкой упругостью паров и температурой кипения (отсюда, однако, двойное снижение запаса хода автомобиля и ухудшение пусковых качеств двигателя). В то же время метанол, как автомобильное топливо обусловливает рост мощности и к.п.д. двигателя. При работе на нём обеспечивается снижение теплонапряжённости деталей цилиндропоршневой группы, закоксовывания и нагарообразования. К достоинствам применения чистого метанола можно отнести также ощутимое расширение пределов эффективного обеднения топливовоздушной смеси и пределов регулирования, существенное уменьшение токсичности отработавших газов. Рассмотренные достоинства метанола не позволяют тем не менее рекомендовать его к повсеместному применению, так как сохранение технико - эксплуатационных показателей автомобиля в этих условиях влечёт за собой конструктивные изменения топливной аппаратуры, двигателя и в какой - то мере самого автомобиля. Поэтому в настоящее время метанол может быть практически использован в качестве добавки к бензину.
Метилтретичнобутиловый эфир
Метилтретичнобутиловый эфир (МТБЭ - СН3ОС4Н9) используется, как добавка к бензину. Его получают путём синтеза 65 % изобутилена и 35 % метанола в присутствии катализаторов. Положительные стороны применения МТБЭ таковы:
возможно получение неэтилированных высокооктановых смесей;
нет необходимости изменять регулировку топливной аппаратуры;
облегчается фракционный состав бензинов, а, следовательно, и их пусковые качества. Однако несколько возрастает опасность образования паровых пробок;
несколько улучшаются мощностные и экономические показатели двигателя;
снижается токсичность отработавших газов.
Возможное использование метилтретичнобутилового эфира справедливо рассматривается сегодня, как одно из перспективных направлений расширения ресурсов высокооктановых неэтилированных бензинов.
Газовые конденсаты
Газовые конденсаты (жидкие углеводороды, конденсирующиеся при нормальных условиях из природных газов) рассматриваются, как дополнительный источник сырья для получения автомобильного топлива.
Уровень физико - химических и эксплуатационных свойств газоконденсатов близок к дизельным топливам.
Считают наиболее целесообразным использовать газовые конденсаты в качестве топлива для дизелей на местах их добычи без сложной переработки.
Газоконденсатное топливо рекомендуется для эксплуатации дизелей в северных условиях при температуре воздуха минус 45 0С и выше.
4. Закрепление нового материала (указываются виды деятельности учащихся).
ВОПРОСЫ:
1.Что такое дизельное топливо и каков его состав?
2.Назовите главные свойства дизельных топлив?
3. К чему приводит увеличение вязкости топлива?
4.Перечислите марки дизельных топлив.
5.Каковы преимущества дизельных двигателей?
6.Каковы недостатки дизельных двигателей?
7. Где применяют дизельное топливо?
8. Назовите виды альтернативных топлив.
9. Перечислите основные виды газообразных топлив.
10. Назовите основные компоненты сжиженных газов.
11. Какие марки сжиженных газов используются в нашей стране, как автомобильное топливо?
12. Что является препятствием для дальнейшего расширения применения сжиженных газов, на автомобильном транспорте?
13. Назовите основные компоненты сжатых газов, используемых, как автомобильное топливо.
15. Опишите условия хранения сжатого природного газа при использовании его на автотранспорте.
16.Перечислите характерные особенности водорода, как автомобильного топлива?
17. Каковы наиболее перспективные направления использования водорода в качестве автомобильного топлива?
18. Что является сырьём для производства синтетических спиртов?
19. Назовите основные преимущества и недостатки применения синтетических спиртов в качестве автомобильного топлива -
20. Какие преимущества даёт применение метилтретичнобутилового эфира, в качестве добавки к автомобильным бензинам?
21. Какова область применения газовых конденсатов, как автомобильного топлива?
5. Подведение итогов урока
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Выдача задания на дом. Составить опорный конспект, ответить на поставленные вопросы, подготовиться к практическому занятию №7
7. Отметки за урок: ___________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
38 784
651 
