 |
Модели мотоциклов на биотопливе.
|
|
|
|
Экологически чистые виды мототехники в мире в начале XXI века
проектная работа
Научный руководитель:
кандидат педагогических наук Тхуго И. Л.
Москва – 2017
Общая характеристика работы.
| Актуальность исследования. 2017 год проходит в России под знаком охраны окружающей среды. Среди проблем, связанных с экологическим развитием Российской Федерации, сохранением биологического разнообразия и обеспечением экологической безопасности, пристальное внимание исследователей в последние годы привлекает вопрос об альтернативных видах топлива – биотопливе. |
Я увлекаюсь мототехникой и заинтересовался вопросом «Если существуют автомобили, работающие на биотопливе, то есть ли модели мотоциклов, работающих на биологическом топливе?».
Объект исследования. Модели мототехники на биологических видах топлива.
Цель данной работы состоит в анализе создания ведущими мировыми производителями моделей мотоциклов, работающих на биотопливе.
Поставленная цель определила задачи исследования:
1) изучить виды биотоплива;
2) проанализировать современные модели мототехники на биотопливе в мире и России;
3) представить результаты исследования в виде доклада, учебного фильма и презентации.
Методы исследования:
1. Аналитический – анализ популярной литературы.
2. Литературный – использование материалов литературы и различных интернет-источников.
3. Статистический – анализ статистических данных.
Содержание.
1. Общая характеристика работы…………………………………………..2
2. Виды биологического топлива…………………………………………..4
3. Модели мотоциклов на биотопливе …………………………………….7
4. Выводы…………………………………………………………………….9
|
|
|
5. Источники……………………………………………………………… 10
6. Приложения………………………………………………………………11
| 2. Виды биологического топлива. Состояние окружающей среды и организация рационального природопользования становятся наиболее актуальными проблемами мирового сообщества. Формирование экологического сознания и новой системы ценностей, содействие экологической ответственности российских производителей являются определяющими направлениями деятельности международных экологических организаций. |
Постепенное истощение запасов нефти и газа, удорожание добычи углеводородов, катастрофическое загрязнение окружающей среды при добыче и сжигании угля привели к необходимости использования альтернативных источников энергии. Особое место среди них занимает биотопливо - различные виды горючих продуктов из растительного сырья, главным преимуществом которых является возобновляемость. Сейчас всё внимание исследователей и практиков направлено на получение жидких и газообразных видов топлива для транспортных средств, а также для систем отопления и производства электроэнергии.
Различается
· жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель),
· твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга),
· газообразное (синтез-газ, биогаз, водород).
Транспортное биотопливо существует в основном как этанол и биодизель. В 2014 году этанол составлял 74% рынка транспортного биотоплива, биодизель — 23% (преимущественно в форме метиловых эфиров жирных кислот), гидрированное растительное масло (HVO) — 3% (Приложение 1). Эти виды топлива производятся из пищевого сырья. Попытки коммерциализации жидких видов биотоплива из источников, не конкурирующих с производством продуктов питания, пока не привели к статистически значимым рыночным результатам.
|
|
|
Рассмотрим каждый из наиболее распространенных видов альтернативного топлива более подробно (Приложение 2).
Природный газ в большинстве стран является наиболее распространенным видом альтернативного моторного топлива. Природный газ в качестве моторного топлива может применяться как в виде сжатого до давления 200 атмосфер, газа, так и в виде жидкого, охлажденного до -160°С газа.
Газовый конденсат – его использование в качестве моторного топлива сведено к минимуму из-за следующих недостатков: вредное воздействие на центральную нервную систему человека, недопустимое искрообразование в процессе работы с топливом, снижение мощности двигателя (на 20%), повышение удельного расхода топлива.
Шахтный метан добывают из угольных пород. Так, к 1990 г. в США, Италии, Германии и Великобритании на шахтном метане работали свыше 90 тыс. автомобилей. В Великобритании, например, он широко используется в качестве моторного топлива для рейсовых автобусов в угольных регионах страны.
Синтетический бензин получают путём переработки угля, природного газа и других веществ. Из 1 кубического метра синтез-газа получают 120-180 г синтетического бензина. За рубежом, в отличие от России, производство синтетического моторного топлива из природного газа освоено в промышленном масштабе. Так, в Новой Зеландии на установке фирмы "Мобил" из предварительно полученного метанола ежегодно синтезируется 570 тыс. т моторных топлива.
Спирты, метанол и этанол, можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства - высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток - пониженная тепловая способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, затруднён запуск двигателя из-за плохого испарения метанола и этанола.
Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для работы на метаноле достаточно отрегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые подверженные коррозии материалы более стойкими. Учитывая то, что чистый метанол ядовитый, необходимо предусмотреть тщательную герметизацию топливной системы автомобиля.
|
|
|
Биодизельное топливо по составу близкое к дизельному топливу из нефти, получают из липидов (жиров) масличных растений:
· рапса (страны Европы),
· подсолнечника (Франция и Италия),
· сои в США, Бразилии и в Африке,
· пальмового масла в Индонезии и Малайзии.
В США планируется на 20% заменить обычное дизельное топливо биодизельным и использовать его на морских судах, городских автобусах и грузовых автомобилях. В России, на химфаке МГУ была разработана и запатентована биотехнология получения биодизеля на основе липидов мицелиальных грибов, например, гриба Канингхамелла джапоника (Cunnihghamella japonica), образующего до 50 процентов липидов, близких по составу к маслу рапса. Применение биодизельного топлива связано, в первую очередь, со значительным снижением выброса вредных веществ в отработанных газах (на 25-50%), улучшением экологической обстановки в регионах интенсивного использования дизелей.
Биогаз представляет собой смесь метана и углекислого газа и является продуктом метанового брожения органических веществ растительного и животного происхождения. Его получают из местного сырья, потенциальных источников для его производства достаточно много, на практике круг их сужается вследствие географических, климатических, экономических и других факторов. Биогаз как альтернативный энергоноситель может служить высококалорийным топливом. Он предназначен для улучшения технико-эксплуатационных и экологических показателей работы двигателя внутреннего сгорания. Применение биогаза в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания позволяет снизить выбросы, а также улучшить топливную экономичность. Метан в 20 раз сильнее оказывает влияние на парниковый эффект и его утилизация - прекрасный способ борьбы с глобальным потеплением.
Отработанное масло. В настоящее время на ряде предприятий различных стран мира весьма эффективно работают установки, преобразующие отработанное масло (моторное, трансмиссионное, гидравлическое, индустриальное, трансформаторное, синтетическое и т. д.) в состояние, которое позволяет полностью использовать его в качестве дизельного топлива. Установка подмешивает очищенные масла в соответствующее топливо, в точно заданной пропорции, с образованием навсегда стабильной, неразделяемой топливной смеси.
|
|
|
Модели мотоциклов на биотопливе.
Рассмотрим модели мотоциклов, работающих на биотопливе, созданные ведущими мировыми производителями в начале XXI века (Приложение 3).
В Бразилии японский автоконцерн «Хонда» /Honda Motor/ производит мотоциклы «Титан Микс» /Titan Mix/ с двигателем объемом 150 куб.см, который заправляется смесью бензина с биоэтанолом, производимым из сахарного тростника. В Бразилии технологии альтернативного топлива хорошо развиты, и поэтому почти 90% новых автомобилей и мотоциклов, продаваемых там, оборудованы двигателями, работающими на смесях бензина и биоэтанола. Технология впрыска смешанного топлива - собственная разработка Honda. Стоит отметить, что это первый в мире серийный мотоцикл, снабженный такой системой. Это позволяет не только уменьшить вредные выбросы, но и снизить стоимость топлива для пользователей.
Компания Lotus Cars Limited - английский производитель спортивных и гоночных машин, базирующийся в графстве Норфолк в Англии, создала уникальный концепт Lotus ski buggy, способный передвигаться по льду и выдерживать температуры до -72C, он развивает скорость до 135 км/ч, работая при этом на биотопливе. Адаптированный двигатель BMW 1150, который обычно устанавливается на мотоциклы, выделяет на 70% меньше вредных выбросов, по сравнению с двигателем, работающим на обычном топливе.
Американская компания Greenline Industries, один из лидеров в разработке и производстве биодизельных технологий, представила биодизельный мотоцикл Die Moto, который создан для покорения рекордов скорости, в научно-производственном центре в Окленде, штат Калифорния в США. Мотоцикл уже достигал скорости в 209 км/ч на чистом биодизельном топливе.
В Нидерландах фирмой Track выпускают Track T800CDI, оснащённый небольшим 800-кубовым дизелем, развивающим мощность 45 л.с. и крутящий момент 100 Нм на очень низких для мотоцикла оборотах. Кроме того, мотоцикл оснащается вариатором, словно скутер, а расход топлива не превышает 5 литров на 100 км, в то время как топливный бак вмешает 19 литров топлива. Мотоцикл может работать на биодизельном топливе.
На этой модели американец Эрик Пирсон совершил трансамериканский пробег на мотоцикле, заправленным свиным салом: 113 килограммов бекона, запасенных для этой цели, были переработаны на 757 литров биодизеля по технологии, разработанной инженером Чарли Смитсоном, пять литров которого хватало на 150 километров пути.
|
|
|
Малазийская компания Modenas создала концепт спортивного мотоцикла Modenas, который ездит на биотопливе, а конкретнее - на пальмовом масле.
Японская компания TOTO, которая на самом деле не является производителем мотоциклов, а выпускает туалеты, создала абсолютно экологически безопасный мотоцикл «Toilet Bike Neo», который ездит на биогазе, производимом из стоков животноводческих хозяйств и бытовой сточной воды. Туалет Байк Нео (Bike Neo) представляет собой трехколесный мотоцикл с двигателем 250 куб.см, способен развивать скорость до 72 км/час. Сидение этого байка выполнено в виде настоящего унитаза, но мотоцикл не ездит на человеческих фекалиях. Сзади находятся резервуары с биотопливом, на одном резервуаре биотоплива Байк Нео может проехать расстояние до 288 км. Событием прошлого года стал круиз этого мотоцикла по Японии, общая протяженность пути составила 1 400 км.
Немногочисленные компании по производству мотоциклов в России, а их около десяти, такие как завод имени Дегтярёва (Ковров), Stels (Люберцы), «Урал» (Ирбит), Armada (Москва), Irbis (Чёрное, Московская область), Lebedev Motors (Санкт-Петербург), Baltmotors (Калининград), Avantis (Санкт-Петербург) не производят мотоциклов и скутеров, работающих на биотопливе.
Выводы.
Итак,подводя итоги, можно констатировать следующее:
1) удорожание добычи углеводородов, катастрофическое загрязнение окружающей среды при добыче и сжигании угля привели к необходимости разработки и использования различных видов биологического топлива и производстве мототехники, работающей на биотопливе.
2) Ведущие производители мотоциклов в мире уделяют этому большое внимание и выпускают на мировой рынок серийные модели такой мототехники, не ограничиваясь концептами и экспериментальными образцами.
3) Проведенные исследования российских компаний, производящих мотоциклы и скутеры в России, позволяют сделать вывод о том, что мотоциклов на биотопливе российские компании не производят. Вместе с тем следует отметить, что научные разработки новых видов биотоплива в нашей стране успешно развиваются, что позволяет надеяться, что в будущем появится и отечественные образцы мотоциклов, работающих на биотопливе.
Источники.
1. https://news.sputnik.ru/progress/f97e4ad8e8894b95f8a20392f404b9438b18df9f
2. http://elektrovesti.net/12422_mototsikl-na-biotoplive-ustanovil-rekord-skorosti
3. https://auto.mail.ru/article/47762-dizelnyi_motocikl_na_biotoplive_gotovitsya_k_rekordu/
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Modenas_Kriss_series
5. http://motoclub.bike/blogs/entry/%D0%94%D0%B8%D0%B7%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB-Track-T800Cdi
6. http://www.bagnet.org/news/world/245342/mototsikl-na-sale-proehal-cherez-vsyu-ameriku
7. https://www.popmech.ru/vehicles/263112-11-rossiyskikh-mototsiklov-vybiray-nashe/
Приложение 1
Доля видов транспортного биотоплива в 2014 году [https://ru.wikipedia.org/wiki]
Приложение 2
|
|
|
