< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Використовувані ресурси

Для всіх видів рухомого транспорту необхідною умовою для забезпечення його руху є вивільнення енергії, яка відбувається або в процесі горіння палива, або внаслідок вивільнення акумульованої чи підведеної електричної енергії.

Використовувані транспортом ресурси можна поділити на:

  • 1. Ресурси для забезпечення руху рухомого складу транспорту.
  • • Паливо.
  • • Повітря для горіння палива.
  • • Електроенергія.
  • • Ядерна енергія.
  • 2. Ресурси для забезпечення експлуатації транспорту.
  • • Мастила для змащування рухомих елементів транспортних засобів.
  • • Змінні та зношувані елементи рухомого складу транспорту.
  • 3. Ресурси для забезпечення функціонування спеціальних видів транспорту.

Вид палива, яке використовується для забезпечення руху транспортних засобів, залежить від виду силової установки, де потенційна енергія палива перетворюється в кінетичну енергію руху. Найбільш поширеними видами силових установок є:

  • – карбюраторний двигун внутрішнього згоряння;
  • – дизельний двигун внутрішнього згоряння;
  • – газова турбіна;
  • – ракетний двигун;
  • – ядерна силова установка.

Карбюраторні двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) використовуються у автомобілях та суднах. Чотиритактні двигуни застосовуються переважно в автомобілях, а двотактні – на легких мотоциклах та невеликих човнах.

Паливом для карбюраторних ДВЗ служить бензин. В різних країнах та регіонах застосовують різне позначення для різних марок бензину. В Україні застосовують автомобільний бензин марок А-72, А-76, А-80, АИ-91, А-92, АИ-93, АИ-95 та інші модифікації. Характеристикою бензину є так зване октанове число, яке характеризує детонаційну стійкість палива (здатність палива протистояти самозагорянню в процесі стискування) Це умовне число, яке рівне вмісту у об'ємних відсотках ізооктану (2,2,4- триметилпентана) у його суміші з н-гептаном, за якого ця суміш еквівалентна за детонаційними властивостями досліджуваному паливу в стандартних умовах випробування.

В різних регіонах світу використовують різні марки автомобільного бензину. В Європі поширені марки "суперплюс" або "супер" (не етильований літній та зимовий), "преміум" або "європейський" (не етильований літній та зимовий), "німецький" (етильований літній та зимовий), "італійський" (етильований літній та зимовий), "регулар" (не етильований літній та зимовий". В США застосовують автомобільний бензин марок "регулар", "мідгрейт", "преміум" та "суперпреміум". Всі марки бувають як літні, так і зимові. В Азіатсько-тихоокеанському регіоні застосовують автомобільний бензин марок 91RON, 92RON, 95RON, 97RON. Абревіатура RON складена із перших букв англійських слів research octane number (октанове число згідно дослідницького методу).

У дизельному двигуні паливно-повітряна суміш стискується до межі, що приблизно вдвічі перевищує тиск у бензиновому двигуні. У результаті суміш стає• настільки гарячою, Що загоряється без електричної іскри. Дизельні двигуни більш потужні і економічні, але мають більшу питому масу на одиницю потужності; Порівняно з бензиновими. Дизельні двигуни використовуються окрім автомобільного на залізничному, морському та річковому транспорті.

Паливом для дизельних двигунів є дизельне паливо (солярка). Розрізняють дистилятне низьков'язке паливо – для швидкохідних транспортних засобів та високов'язке -- для тихохідних (суднових, стаціонарних) двигунів. Окрім того розрізняють зимове та літнє дизельне паливо. Основна їх відмінність – у значенні температури граничної фільтрації та температури помутніння та застигання, які вказуються в стандартах на ці види палива. Виробництво зимового палива дорожче, однак літне дизельне паливо за температури нижче –10 С без попереднього підігріву використовувати неможливо.

Основний показник дизельного палива – цетанове число, яке характеризує властивість палива до запалювання в камері згоряння і рівне об'ємному вмісту цетану в суміші з α-метилнафталіном, яка в стандартних умовах має однакову здатність до запалювання у зрівнянні з досліджуваним паливом. Температура спалаху для дизельного палива повинна бути не вище 70 С.

Останнім часом в рамках боротьби за охорону навколишнього середовища жорстко нормується вміст сірки в дизельному паливі. Під сіркою мають на увазі вміст сірчистих сполук – меркаптанів, сульфідів, дисульфідів, тіофенів, тіофанів і т.п. Допустимий вміст сірки в деяких остаточних паливах – до 3%, в суднових паливах – до 1%, а згідно останніх нормативів Євросоюзу допустимий вміст сірки в дизельному паливі не більше 0,001% (10ррm).

Бензинові та дизельні двигуни постійно удосконалюються для підвищення ефективності їхньої роботи і зниження забруднення довкілля. У сучасних двигунах карбюратор замінюють електронною системою впуску палива. Мікропроцесор контролює подачу суміші і час згоряння, підвищуючи ефективність згоряння палива та зменшуючи утворення надлишкової кількості вихлопних газів.

Газова турбіна – це тепловий двигун безперервної дії, на лопатках якого енергія стисненого і нагрітого газу перетворюється в механічну роботу на валу. Складається з компресора, сполученого безпосередньо з турбіною, і камерою згоряння між ними. Стиснуте атмосферне повітря з компресора надходить в камеру згоряння, де після змішування з паливом і суміш згоряє. У результаті згоряння зростає температура, швидкість і обсяг потоку газу. Входячи в соплову частину турбіни гарячі гази розширюються, і їх теплова енергія перетворюється в кінетичну. У роторній частині турбіни, кінетична енергія газів змушує обертатися ротор турбіни. Частина потужності турбіни витрачається на роботу компресора, а решта є корисною вихідною потужністю. Енергія турбіни використовується в літаках, на залізничному транспорті та на кораблях.

У авіаційному транспорті використовують повітряно-реактивні двигуни – газові двигуни, оптимізовані для отримання тяги від вихлопних газів або від тунельного вентилятора, приєднаного до газової турбіни. Реактивні двигуни, які виробляють тягу, головним чином, від прямого імпульсу вихлопних газів, часто називаються турбореактивними, в той час, як ті, які створюють тягу від тунельного вентилятора, часто називаються турбовентиляторними.

Як паливо для авіаційних двигунів використовують гас (керосин) – продукт переробки нафти, до складу якого входять парафінові, нафтенові та ароматичні вуглеводи. На відміну від бензинів у керосині значно більша кількість ароматичних вуглеводів.

Для інших турбін використовують газотурбінне паливо вуглеводневі гази або рідке нафтове паливо. Газоподібне паливо (природні гази) застосовують головним чином в газотурбінних установках (у трубопровідному транспорті), що працюють на станціях перекачування газів магістральних газопроводів; рідке газотурбінне паливо – в транспортних (автомобільних, тепловозах, суднових) і крупних стаціонарних газових турбінах. До нафтового газотурбінного палива відносяться дистиляти, які отримують в процесі перегонки нафти, переробки продуктів крекінгу, дистиляти сповільненого коксування мазуту та інші продукти вторинної переробки нафти. Основні вимоги, які ставляться до цього палива – низький вміст ванадію і мала зольність. У рідке газотурбінне паливо додають присадки, що знижують корозію лопаток, відкладення нагару та золи. Промисловість випускає два види рідкого газотурбінного палива: з tзаст=5°С (для локомотивних газотурбінних двигунів) і 12°С (для інших транспортних і стаціонарних газових турбін).

Ракетний двигун – різновид реактивного двигуна, у якому робоче тіло (газ, продукти згоряння, потік іонів) міститься в об'єкті (ракеті). Практичне застосування мають переважно ракетні двигуни, у яких тяга створюється внаслідок спалювання палива, кисень для

цього використовується з окиснювача (рідкого кисню, перекису водню та ін.); Ракетні двигуни приводять у дію ракети-носії космічних кораблів.

Для роботи ракетного двигуна застосовується як рідке, так і тверде ракетне паливо. Пальним у рідкому ракетному паливі служить звичайно рідкий водень, гас (С9 – С16) чи діметилгідразин (СН3)2N-Н2. Окиснювачі – рідкий кисень чи тетраоксиддіазоту N2O4. До складу твердого ракетного палива входять пил на основі нітроцелюлози [C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x]n – пальне і перхлорат амонію NH4ClO4 – окиснювач.

Ядерна силова установка – це силова установка, принцип дії якої оснований на енергії розпаду в процесі ядерних реакцій. Основна сфера застосування – атомний флот та авіація. Такий двигун у порівнянні з іншими для флоту забезпечує практично необмежену автономність плавання, велику потужність на валу і як наслідок можливість на протязі тривалого часу підтримувати високу швидкість ходу. Основними компонентами двигуна є ядерний реактор (від одного до двох в установці), теплова енергія, яка виділяється в результаті його роботи передається на двигун, або безпосередньо є робочим тілом (у випадку літака).

Як паливо для роботи ядерної силової установки використовується ядерне паливо, характеристика якого приведена у розділі 2 (атомні електричні станції).

Повітря, яке використовується для горіння палива у перелічених вище силових установках використовується без будь-якого попереднього збагачення. Обов'язковою операцією є тільки попереднє очищення повітря від механічних зважених частинок шляхом використання фільтрів.

Мастила (оливи) для змащування рухомих елементів транспортних засобів. Мастила широко застосовуються для змащування поршневих двигунів внутрішнього згорання (моторні оливи), у вузлах тертя (трансмісійні оливи), для змащування та охолодження підшипників турбоагрегатів (турбінні оливи), а також в інших випадках, де необхідно зменшити сили тертя (оливи загального призначення). Основними якісними показниками, що характеризують експлуатаційні властивості олив, є в'язкість, стабільність проти окиснювання, антикорозійні властивості та стійкість до піноутворення.

Трансмісійні оливи використовують у вузлах тертя агрегатів трансмісій легкових та вантажних автомобілів, автобусів, тракторів, тепловозів, дорожньо-будівельних та інших машин, а також у різних зубчатих редукторах і черв'ячних передачах промислового устаткування. Це базові оливи, леговані різними функціональними присадками. Як базові компоненти використовують мінеральні, частково або цілком синтетичні оливи. Трансмісійні оливи працюють у режимах високих швидкостей ковзання, тисків та широкого діапазону температур. їх пускові властивості і тривала працездатність повинні забезпечуватися в інтервалі температур від – 60 до +150 °С. Тому до трансмісійних олив висувають досить жорсткі вимоги.

Основні функції трансмісійних олив:

  • • зниження до мінімуму втрат енергії на тертя;
  • • відвід тепла від поверхонь тертя;
  • • зниження шуму і вібрації зубчатих коліс, зменшення ударних навантажень;
  • • захист поверхонь тертя від зносу, заїдання та інших ушкоджень;

Для змащування та охолодження підшипників різних турбоагрегатів (парових та газових турбін, гідротурбін, турбокомпресорних машин) використовують турбінні оливи. Ці ж оливи використовують як робочі рідини у системах регулювання турбоагрегатів, а також у циркуляційних та гідравлічних системах різних промислових механізмів. Турбінні оливи повинні мати достатню стабільність проти окиснювання, не виділяти за умови тривалої роботи осаду, не утворювати з водою стійких емульсій , які можуть проникати в мастильну систему в процесі експлуатації, захищати поверхню сталевих деталей від корозійного впливу.

Перераховані експлуатаційні властивості досягаються використанням високоякісної нафти, застосуванням глибокого очищення в процесі перероблення, введенням композицій присадок.

Змінні та зношувані елементи рухомого складу транспорту характеризуються великою різноманітністю і налічують велику кількість труп готових виробів, матеріалів та хімічних сполук. Проте можна виділити великі групи змінних та зношуваних ресурсів, які створюють однакову ступінь складності у їх утилізації з ціллю попередження забруднення навколишнього середовища. Це перш за все шини автомобільного та авіаційного транспорту, акумулятори, вода та охолоджувальні рідини, антизамерзаючі рідини

Ресурси для забезпечення функціонування спеціальних видів транспорту є. індивідуальними для кожного конкретного випадку його експлуатації. Так для трубопровідного транспорту це може бути паливо та електроенергія, яка застосовується на перекачувальних та теплових станціях, на ЛЕП – змінні ізолятори, трансформаторні оливи і т.п.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >