Nejdůležitější částí dopravních prostředků je motor (agregát). Jedná se o hnací stroj, který vykonává práci bez toho, aniž by ho poháněl jiný stroj. Motor přeměňuje různé druhy energie na energii mechanickou (pohybovou). Existuje mnoho druhů motorů v závislosti na zdroji energie.
1. Tepelný motor - spalovací motor, parní stroj, Stirlingův motor, spalovací turbína, raketový motor
2. Elektromotor - stejnosměrný motor, krokový motor, asynchronní motor, synchronní motor
3. Kapalinový motor - hydrostatický motor, hydrodynamický motor
4. Pneumatický motor
5. Magnetický motor
Mezi motorová vozidla patří například osobní automobily, nákladní automobily, motocykly, traktory, zemědělská nebo lesnická technika a pracovní stroje. Silniční motorová vozidla byla v dávných dobách poháněna párou, kterou nahradily spalovací motory (zážehové) a vznětové motory. V současnosti dochází k postupnému nárůstu motorů na elektrickou energii a plyn.
Pohonné hmoty, jiným názvem také pohonné látky, označují látky určené pro pohon tepelných motorů. Do této skupiny patří směsi uhlovodíků v kapalném nebo plynném skupenství, při jejichž spalování se chemická energie mění na pohybovou energii.
Mezi pohonné hmoty řadíme benzín, motorovou naftu, letecký petrolej, zemní plyn, propan-butan, raketové palivo a vodík. PHM pro běžná motorová vozidla se tankují na čerpacích stanicích.
Obecně je možné pojem palivo definovat jako chemické látky (nebo jejich směsi), jež jsou schopné za předem stanovených podmínek zahájit a udržet chemickou reakci spalování (oxidace). V průběhu spalování vzniká teplo. Dochází k uvolňování chemické energie obsažené v palivu, která se následně mění na tepelnou energii a dále se mechanicky převádí na točivý moment pohánějící dopravní prostředek.
Stručně řečeno, palivo je základní surovinou pro výrobu energie a nedílnou složkou potřebnou pro chod motoru. Pro správné fungování konkrétního motoru je nutné používat vždy jen určitý typ paliva, jinak může dojít k nevratnému poškození vstřikovačů, vysokotlakého čerpadla i mechaniky motoru.
Paliva se dělí dle skupenství na pevná, kapalná a plynná. Specifickou skupinou paliv jsou pohonné hmoty.
Tuhá paliva se nepoužívají v běžných motorech, neboť zatím nebyl vymyšlen efektivní způsob jejich spalování. Do této skupiny patří uhlí, koks, brikety, dřevo.
Nejpoužívanější druh paliva pro spalovací motory, kam spadá ropa a její deriváty, ethylalkohol, methylalkohol, potom také benzín, motorová nafta, bionafta, petrolej, benzen a alkoholy.
Jiným označením surová nafta, zemní olej nebo černé zlato je hořlavá olejovitá kapalina, kterou tvoří směs uhlovodíků (převážně alkanů). Ropa má nižší hmotnost než voda. Její barva bývá různá, od tmavě hnědé, přes žlutou, zelenou až po černou barvu s nazelenalým nádechem a typickým zápachem. Dle největší pravděpodobnosti ropa vznikla rozkladem mikroorganismů a rostlin v době před mnoha miliony let. Černé zlato se nachází v horních vrstvách zemské kůry, těží se z hloubky až 8 kilometrů pod zemí.
Získává se z ropy frakční destilací při teplotě 70 °C. Koncem 19. století se benzín začal používat jako palivo v automobilovém průmyslu pro zážehové agregáty.
Kvalitu benzínu označuje oktanové číslo. Čím je oktanové číslo vyšší, tím vyšší má benzín odolnost proti samozápalu při kompresi ve válci motoru.
Do benzínu se mohou přidávat aditiva (antidetonátory) - například etergenty, antioxidanty, inhibitory koroze a deaktivátory kovů. Tyto přísady zlepšují výkon motoru a zároveň zvyšují oktanové číslo benzínu. V České republice se můžete setkat s několika druhy benzínu.
Special 91 - oktanové číslo 91, už se neprodává
Natural 91 - oktanové číslo 91, vyskytuje se jen výjimečně
Natural 95 - oktanové číslo 95 (dříve Super 96), od roku 2018 označení E5
Natural 98 - oktanové číslo 98 (dříve Super Plus 98), od roku 2018 označení E5
Natural 98 - oktanové číslo 91–94, obsahuje 10% biosložku, od roku 2018 označení E10
Motorová nafta se získává z ropy frakční destilací při teplotě 140–370 °C. Je to směs kapalných uhlovodíků, která patří mezi střední ropné deriváty. Pro jiné označení nafty se mezi lidmi používá termín diesel podle vynálezce vznětového motoru Rudolfa Diesela. Nafta je nejdůležitější motorové palivo současnosti, neboť se využívá jako palivo nejen pro osobní automobily se vznětovým agregátem, ale také pro nákladní vozidla, autobusy a zemědělské stroje. Ve velké míře rovněž v železniční dopravě a lodním průmyslu.
Podobně jako v případě benzínu se i do motorové nafty přidávají aditiva pro zlepšení vlastností. V rámci ochrany životního prostředí dochází ke snižování obsahu síry v naftě, což zapříčiňuje snížení mazací schopnosti. Aby se zamezilo snižování životnosti motoru, do nafty se přidávají aditiva, která pomáhají zajistit mazací schopnost.
Kvalita nafty se udává veličinou zvanou cetanové číslo. Čím je cetanové číslo vyšší, tím je nafta kvalitnější. Prémiová naftová paliva mají lepší vznětové charakteristiky. Motor rychleji startuje, má vyšší výkon, tišší chod a produkuje méně zplodin.
Nafta se značí písmenem B doplněným o číslo označující podíl biosložky. Nejběžnější typ nafty pro motorová vozidla je B7, ale můžete se setkat i s označeními B8, B10, B20 nebo B100. Speciálním druhem nafty je syntetická nafta s názvem XTL.
FAME (Fatty Acid Methyl Ester) neboli bionafta či biodiesel je biopalivo vyrobené z biomasy. Jedná se o směs metylesterů nenasycených mastných kyselin rostlinného původu. Bionafta je produkt vyrobený z olejnatých plodin (například sója, palmový olej, řepka, slunečnice), takže je to ekologický druh paliva. Mezi výhody bionafty patří biologická odbouratelnost, vysoká mazací schopnost a nízký obsah emisí.
Bionafta se využívá v motorových vozidlech se vznětovým motorem. Povinně se přidává do nafty vyrobené z ropy v minimálním množství 7 %, proto nese běžná nafta označení B7. Každý výrobce automobilů má vlastní seznam vozidel, který umožňuje do vozu tankovat 100% bionaftu.
Využívají se jako doplňkový zdroj paliva - vodík, zemní plyn, bioplyn, svítiplyn, koksárenský plyn, vysokopecní plyn, generátorový plyn. U motorových vozidel se můžeme nejhojněji setkat s palivy LPG (propan-butan) a CNG (stlačený zemní plyn).
Zemní plyn je hořlavý plyn přírodního původu, patří mezi plynná fosilní paliva (odtud se někdy označuje jako fosilní plyn). Zemní plyn tvoří z více než 90 % methan, v menší míře pak ethan a oxid uhličitý. Těží se samostatně nebo společně s ropou či černým uhlím z hloubky několika kilometrů pod povrchem země. Je charakteristický výrazným štiplavým zápachem. V automobilovém průmyslu se zemní plyn používá ve stlačené nebo zkapalněné formě.
Stlačený zemní plyn je známý pod označením CNG (zkratka anglických slov Compressed Natural Gas). Dopravní prostředky na zemní plyn produkují čisté spaliny a jejich provozní náklady jsou ve srovnání s benzínem a naftou přibližně o 25 % nižší. Osobní nebo nákladní automobily lze dodatečně přestavět na CNG pohon, jenže přijdete o dost místa v zavazadlovém prostoru kvůli instalaci tlakových lahví. I přes finanční úsporu nejsou vozidla na CNG tak rozšířená jako dieselová nebo benzínová auta, v České republice je navíc poněkud omezený počet čerpacích stanic na CNG.
Zkratka LNG pochází z anglických slov Liquefied Natural Gas. Jedná se o zemní plyn, který se ihned po vytěžení ochlazuje, čímž dojde k jeho zkapalnění. LNG má menší objem než CNG, převáží se převáží pomocí cisternových vozidel a speciálních plavidel pro kapalný náklad (tankerů). Ve světě se zkapalněný zemní plyn začal využívat jako palivo od poloviny 20. století, nicméně v České republice o něj nebyl zájem. Poptávka po zkapalněném zemním plynu narůstá a ve světě se postupně staví nové čerpací stanice na LNG. Největší zájem o tento typ paliva je v dálkové autobusové a nákladní dopravě.
Pod zkratkou anglických slov Liquified Petroleum Gas se ukrývá zkapalněný ropný plyn. Je tvořen směsí různých plynů známou pod pojmem propan-butan. LPG se používá jako alternativní palivo u vozidel se zážehovými motory. Cena LPG na čerpacích stanicích je oproti benzínu zhruba poloviční. V Česku se nachází kolem tisícovky LPG stanic. S přestavbou vozidla na LPG můžete ušetřit až 50 % nákladů za pohonné hmoty. Pokud však máte vozidlo na LPG, máte zakázán vjezd do některých podzemních garáží.
Současný trend automobilového průmyslu se zaměřuje na udržitelnost a snižování emisí, což vede k rostoucímu významu alternativních paliv. Tyto pohonné látky jsou klíčovým krokem k ekologičtější dopravě a zásadně přispívají k transformaci dopravního sektoru.
4.1 Biopaliva
Biopaliva jsou ekologičtější alternativa k tradičním fosilním palivům, neboť jsou vyráběna z obnovitelných zdrojů. Mezi nejznámější typy biopaliv patří bioethanol, bionafta a bioplyn.
Bioethanol
Bioethanol je alkohol vyráběný fermentací biomasy a to nejčastěji z kukuřice nebo cukrové třtiny. Jedná se o obnovitelný zdroj energie, jehož hlavní výhodou jsou nižší emise skleníkových plynů. V praxi se bioethanol často míchá s běžným benzínem v různých poměrech, přičemž nejběžnější směsi jsou označovány jako E10 nebo E85. Tyto směsi lze používat v upravených zážehových motorech, což z bioethanolu činí dostupnou ekologickou alternativu.
Bionafta
Bionafta je palivo produkované z rostlinných olejů nebo živočišných tuků. Vyniká svou biodegradabilitou, produkcí nižších emisí a vyšší mazací schopností ve srovnání s běžnou naftou. Bionaftu lze použít buď v čisté formě (označované jako B100) nebo jako příměs do běžné nafty (například B20 nebo B7). Díky těmto vlastnostem představuje bionafta slibnou alternativu pro majitele vozidel s dieselovými motory, kteří chtějí snížit svou uhlíkovou stopu.
Bioplyn
Bioplyn se produkuje rozkladem organické hmoty bez přístupu vzduchu. Tento obnovitelný zdroj nabízí zajímavý způsob, jak přeměnit odpad na užitečnou energii. Po úpravě může být bioplyn použit ve vozidlech uzpůsobených pro provoz na CNG (stlačený zemní plyn), čímž se otevírají nové možnosti pro využití tohoto ekologického paliva v dopravě.
XTL (X-to-Liquids)
XTL je souhrnné označení pro syntetická kapalná paliva vyráběná z různých surovin, jako je biomasa, zemní plyn nebo uhlí. Tato paliva se vyznačují čistým spalováním a kompatibilitou se stávajícími motory. Mezi hlavní typy XTL patří GTL (Gas-to-Liquid), BTL (Biomass-to-Liquid) a CTL (Coal-to-Liquid). Každý z těchto typů nabízí specifické výhody v závislosti na výchozí surovině a procesu výroby.
Syntetický methanol
Syntetický methanol je alkohol, který se vyrábí uměle, většinou z obnovitelných zdrojů energie. Vyniká vysokou energetickou hustotou, čistým spalováním a snadnou přepravou. Syntetický methanol nachází uplatnění jak v palivových článcích, tak při přímém spalování v upravených motorech. Díky své univerzálnosti a ekologickému potenciálu se syntetický methanol jeví jako slibné palivo pro budoucnost automobilové dopravy.
4.3 Elektrická energie
Elektrická energie pohání vozidla prostřednictvím elektromotorů napájených z baterií. Hlavními výhodami elektromobilů jsou nulové přímé emise, tichý provoz a nízké provozní náklady. S rostoucí sítí nabíjecích stanic a možností domácího nabíjení se elektrická vozidla stávají stále dostupnější a praktičtější alternativou ke konvenčním automobilům.
4.4 Vodík
Vodík představuje další slibnou alternativu v oblasti čisté mobility. Může být využíván dvojím způsobem: v palivových článcích k výrobě elektřiny, nebo přímo ve spalovacích motorech. Hlavními výhodami vodíku jsou nulové emise (kromě vodní páry), rychlé tankování a vysoký dojezd. Přestože vodíková technologie čelí výzvám v podobě výroby čistého vodíku a budování infrastruktury, její potenciál pro budoucnost dopravy je nezpochybnitelný.