PhD, профессор, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН НА АЛЬТЕРНАТИВНЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВАХ
АННОТАЦИЯ
В условиях глобальных изменений климата, роста стоимости традиционного топлива и ужесточения экологических требований вопрос применения альтернативных моторных топлив становится особенно актуальным. В настоящей исследовании было определено, что автотранспорт является одним из крупнейших источников выбросов CO₂, оксидов азота и твердых частиц, поэтому целесообразен переход на более экологически чистые энергоносители. В статье проанализирован один из эффективных способов снижения негативного влияния транспорта на окружающую среду. Выявлено, что использование альтернативных топлив требует глубокого анализа того, как они влияют на параметры работы двигателя, ресурс агрегатов и эксплуатационные характеристики машины в целом.
ABSTRACT
In the context of global climate change, rising costs of traditional fuels, and stricter environmental regulations, the use of alternative motor fuels has become increasingly important. It has been identified that transportation is one of the largest contributors to CO₂, nitrogen oxide, and particulate matter emissions, making the transition to cleaner energy sources crucial. The article analyzes one of the effective ways to reduce the negative impact of transport on the environment. It is revealed that the use of alternative fuels requires a thorough analysis of how they affect engine performance, unit resources, and overall vehicle performance.
Ключевое слова: альтернативное топливо, биодизель, система обеспечения, этанол, метанол, эксплуатация, природный газ, долговечность, альдегид, коррозия.
Keywords: alternative fuel, biodiesel, fuel system, ethanol, methanol, operation, natural gas, durability, aldehyde, corrosion.
Введение. Цель настоящей статьи — это исследование изменений ключевых параметров при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания на альтернативных видах топлива, включая биодизель, биоэтанол, природный газ, синтетические топлива и водород. Рассматриваются как положительные, так и возможные негативные аспекты их применения.
Особенности альтернативных моторных топлив заключаются в том, что в их составе существуют отличия от традиционных физико-химических свойств, которые определяют сгорание, воспламеняемость, влияние на детали двигателя и экологические показатели.
Материалы и методы исследования.
Альтернативные моторные топлива оказывают комплексное влияние на эксплуатацию машин. Они способны улучшать экологические показатели, снижать уровень вредных выбросов и уменьшать загрязнение двигателя. Однако их использование может потребовать модификации топливной системы, изменения режима технического обслуживания и адаптации двигателя к новым условиям работы.
Комплексный подход к оценке параметров двигателя, корректировка его настроек и использование качественного топлива позволяют эффективно применять альтернативные виды топлива, обеспечивая экономичность, надежность и экологическую безопасность эксплуатации машин.
Биодизельное топливо. Биодизель получают из растительных масел или животных жиров. Он обладает высокой смазывающей способностью, но более высокой вязкостью и меньшей теплотворной способностью.
Спиртовые топлива (этанол, метанол). Этанол и метанол имеют высокое октановое число, что улучшает антидетонационные свойства. Однако они гигроскопичны, что может вызывать коррозию.
Газомоторное топливо (CNG, LNG). Природный газ обеспечивает более чистое сгорание и низкий уровень выбросов, однако требует изменения конструкции топливной системы.
Водородное топливо. Водород является перспективным, так как в процессе сгорания не производит углеродных выбросов. Однако требует специальных систем хранения и повышенной герметичности.
Результаты и обсуждение.
Применение альтернативных топлив влияет на энергетические и эксплуатационные показатели двигателя. Рассмотрим основные из них.
Изменение мощности двигателя. Мощность двигателя может снижаться при использовании топлива с низкой теплотворной способностью. Например, при переходе на биодизель потери могут составлять 3–7 %, а при использовании спиртовых топлив — до 10 %.
Изменение расхода топлива. Расход возрастает пропорционально энергетической ценности топлива. Спиртовые топлива увеличивают расход до 30 %, так как имеют низкую теплотворную способность.
Температура сгорания и термонапряжённость двигателя
Некоторые альтернативные виды топлива обеспечивают более медленное или более полное сгорание. Это может влиять на температуру в цилиндре, что в свою очередь отражается на термонагруженности деталей двигателя.
Особенности воспламенения. Биодизель имеет более высокое цетановое число, что обеспечивает более раннее воспламенение. Газовое топливо требует более точной системы зажигания.
Таблица 1.
Влияния различных альтернативных топлив на ключевые параметры двигателя
|
Вид топлива |
Мощность двигателя |
Расход топлива |
Выбросы вредных веществ |
Износ деталей |
|
Биодизель |
Снижение 3–7% |
+5–10% |
CO₂ ниже, PM ниже |
Снижен из-за смазывающих свойств |
|
Этанол/метанол |
Снижение до 10% |
+20–30% |
NOx ниже, но ↑ альдегиды |
Возможна коррозия, ↑ износ |
|
Природный газ (CNG/LNG) |
Незначительное снижение |
+5% |
Сильное снижение PM, CO, NOx |
Минимальный износ, меньше нагара |
|
Водород |
Незначительные изменения |
Низкий, высокая эффективность |
Практически нулевые углеродные выбросы |
Не вызывает нагар, но требует спец. материалов |
|
Экологическая безопасность — одно из ключевых преимуществ альтернативных топлив. |
|
|
|
|
Экологические показатели. Биодизель и другие биотоплива считаются климатически нейтральными, поскольку CO₂ компенсируется ростом растений, из которых произведено топливо.
Снижение выбросов вредных веществ. Газовое топливо значительно снижает:
- твердые частицы — до 90 %;
- NOx — до 30 %
- CO — до 80 %.
Особенности токсичности выхлопных газов. Спиртовые топлива могут увеличивать содержание альдегидов, что требует дополнительных каталитических нейтрализаторов.
Заключение
Применение альтернативных топлив может как улучшать, так и ухудшать ресурс двигателя. Итоговые заключения исслекдования приведены авторами ниже.
1. Влияние топлива на износ деталей:
- биодизель снижает износ благодаря смазывающим свойствам;
- спиртовые топлива могут снижать смазывающую способность, увеличивая износ;
- газовое топливо уменьшает образование нагара.
2. Коррозионная активность.
Спиртовые топлива активно поглощают воду, что может вызывать коррозию топливной системы.
Альтернативные топлива могут изменять свойства моторного масла, что требует сокращения интервалов замены.
3. Топливные фильтры и система подачи. Биодизель может растворять отложения в топливной системе, что приводит к загрязнению фильтров.
4. Воспламенение и система зажигания. Газовые двигатели требуют усиленных свечей зажигания и точного контроля искры.
Список литературы:
- Икрамов М.А. Автотранспорт воситалари асослари. — Т., 2010. — 9 бет.
- Ишмуратов Х.К., Мирхомидов Н.И. Ўзбекистонда автомобил саноати ва унинг автосервис ривожидаги аҳамиятининг таҳлили. — Термиз, 2020. —47–49 бетлар.
- ООО «Автомобильная статистика». Официальный сайт аналитическое агентство «Автостат». [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www. autostat.ru/news/31279/ (дата обращения: 04.12.2025).
- Полвонов А, Шодмонов Д. Автотранспорт воситалари сервиси асослари. — Наманган,2017. — 53–54 бетлар.
- Халқаро энергетика агентлиги (ИЕА). — 2025. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://gov.uz/uz/esma/news/view/63706 (дата обращения: 04.12.2025).