СНИЖЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ ЗА СЧЁТ ДОБАВЛЕНИЯ В ТОПЛИВО МАСЕЛ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается воздействие на экологическую среду сжигания бензинового топлива. Снизить токсичность отработавших газов предлагается путем добавления в топливо для работы двигателей малой мощности 5% растительного масла. Рассматриваются экономические, экологические примущества применения подобного биотоплива.

ABSTRACT

This article discusses the impact on the ecological environment of burning gasoline fuel. It is proposed to reduce the toxicity of exhaust gases by adding 5% vegetable oil to the fuel for the operation of low-power engines. The economic and environmental advantages of using such biofuels are considered.

Ключевые слова: бензиновое топливо, экология, отработавшие газы, растительные масла, малые средства механизации, двигатель.

Keywords: gasoline fuel, ecology, exhaust gases, vegetable oils, small means of mechanization, engine.

ВВДЕНИЕ. Примение автомобильного топлива в больших объемах является одним из главных факторов загрязнения окружающей среды отработавщими газами. Потому в странах Европейского Союза и других странах мира действуют жесткие ограничения по содержанию в отработавших газах вредных веществ. По мере ужесточения стандартов требования к автомобильному топливу становятся все более строгими.

Бензин является продуктом нефтяного происхождения, то есть представляет собой смесь углеводородов, обладающих высокой токсичностью. Помимо этого, автомобильное топливо представляет высокую пожаро- и взрывоопасность. При контакте бензина  с кожей  человека способен проникать во внутренние ткани, его пары поражают органы дыхания, возможно попадание топлива и в органы пищеварения. При сжигании нефтяного топлива в атмосферу выбрасываются вредные вещества: оксид углерода СО, оксиды азота N_xO_y, оксид серы SO₂, канцерогены, альдегиды и соединения свинца в случае использования этилированного бензина [1]. В состав отработавших газов и степень их токсичности зависят от типа двигателя и его конструктивных особенностей, технического состояния мотора, условий эксплуатации, состава горючего и моторного масла [3].

Снижение токсичности отработавших газов, которые образуются при работе небольших хозяйственных механизмов (газонокосилок, бензопил и др.), можно за счет добавления в топливо растительных масел биологического происхождения. Впервые их использовал для своих двигателей Рудольф Дизель в XIX веке. Но из-за высокой стоимости от растительных масел вынуждены были отказаться в пользу нефтяного топлива. Однако рост цен на нефть вынудил вновь обратить внимание на растительные масла, и с 1977 года исследования в этом направлении активизировались. Сегодня разработка новых видов топлива с содержанием растительных масел ведется во многих странах мира, в том числе, в США, России [2], Великобритании, Германии, Швеции, Китае и Японии.

В качестве горючего в разных странах используются всевозможные виды растительных масел. Наибольшее распространение получило рапсовое масло ввиду дешевизны его производства, но также есть примеры использования арахисового, кокосового, пальмового, кукурузного и подсолнечного масел. Распространение рапсового масла в Европе объясняется его морозостойкостью и неприхотливостью при выращивании. В Узбекистане же имеется возможность применения хлопкового, соевого, подсолнечного и пальмового масел.

Во время использования растительных масел бензиновых двигателей, растет период задержки воспламенения. Сгорание топлива с растительным маслом происходит менее интенсивно, чем в случае использования чистого нефтяного горючего, что способствует более тихой работе двигателя. Исследования показали, что при сжигании в моторе топлива с добавлением растительного масла снижаются показатели среднего и максимального давления в цилиндре, снижается верхняя точка температуры сгорания топлива.

С экономической точки зрения топлива на основе растительных масел проигрывают нефтяным аналогам. Процесс сгорания масел продолжается дольше, чем сгорание бензина. Экологические же характеристики топлива при добавлении в него растительных масел изменяются по-разному. На них оказывают влияние такие факторы: конструкция мотора, условия его работы, физико-химические свойства масел, зависящие от сорта растения, условий, в которых оно выращивалось, и технологии его переработки.

В молекулах большинства растительных масел содержится большое количество кислорода. Это играет положительную роль при сгорании топлива и обуславливает высокую экологическую чистоту продуктов сгорания. Благодаря высокому содержанию кислорода процесс сгорания характеризуется уменьшением выброса в атмосферу ряда вредных веществ:

• C_nH_m - на 10-56%;
• СO - на 10-43%;
• СО₂ и сажа - на 50-55%.

Также к преимуществам растительных масел можно отнести то, что в них содержится очень незначительное количество серы. Если в дизельном топливе ее содержание составляет 0,2%, в бензине по Евро-2 - 0,05%, в бензине по Евро-4 - 0,005%, то в растительном масле - всего 0,002% [4], [5].

Одним из важным преимуществом растительных масел является отсутствие в их составе канцерогенных веществ, к которым относят полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Соответственно, и в отработавших газах таких веществ практически нет. Содержание же NO_x в выхлопе увеличивается на 10%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследований отмечается, что, если увеличивать содержание растительного масла в топливе, обобщенный критерий оптимальности постепенно снижается, но такое падение выглядит наиболее резким при малой концентрации растительного компонента в биотопливе. Это позволяет утверждать, что достаточно добавить в нефтяное топливо совсем небольшое количество растительного масла (5% от объема смеси), чтобы получить существенное снижение токсичности отработавших газов.

Список литературы:

1. Собиржонов А., Алимова З.Х., Ниязова Г.П., Абдухалилов Х.Т. Улучшение экологических показателей защитных и смазочных материалов // Сборники конференций НИЦ Социосфера. – Vedecko vydavatelske centrum Sociosfera-CZ sro, 2015. – №. 8. – С. 21-23.
2. Марков В А., Каськов С.И., Лобода С.С. Растительные масла как экологическая добавка к нефтяному дизельному топливу // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2018. – №. 7 (700).
3. Исматов Ж.Ф., Джалилов Ж.Х., Файзуллаев А.Ж. Применение водорода в виде добавки автомобильных двигателях // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 4(85). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11523.
4. Повышение экологической безопасности автомобилей путем добавки водорода к бензину // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Исматов Ж.Ф. [и др.]. 2021. 5(86). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11777.
5. Description by the method of combustion mass transfer of a gasoline-hydrogen-air mixture and reduction of harm to the environment. Ismatov, J., Matmurodov, F., Kholikov, A., ...Djalilov, J., Muhammadiyev, U. Journal of Physics: Conference Seriesthis link is disabled, 2021, 2131(3), 032067.