Оптимальный уровень качества ТСМ устанавливается исходя из требований потребителя, технических возможностей и затрат на производство продукта, а также экономической эффективности его применения. Решением этого сложного вопроса занимается прикладная отрасль науки — химмотология.

Химмотология — это теория и практика рационального использования ТСМ в технике. Ее название образовано от сокращения трех слов: химия, мотор, логос (наука). Химмотология изучает топлива и смазочные материалы во взаимосвязи их с производством, конструкционными особенностями техники и условиями ее эксплуатации.

Применительно к автомобильному транспорту химмотология выявляет закономерности, определяющие взаимозависимость между качеством ТСМ, конструкцией двигателя, условиями его эксплуатации (рис. 1). При этом эффект по рациональному использованию топлив и масел может быть достигнут как за счет улучшения их качества, так и за счет модернизации конструкции двигателя или же за счет одновременного изменения качества ТСМ, модернизации агрегата и обеспечения оптимальных условий их эксплуатации. Химмотологический подход позволяет теоретически обосновать оптимальный уровень качества топлив и масел с учетом конструктивных особенностей автомобильной техники и условий эксплуатации. Это дает возможность получить комплексные решения проблемы обеспечения рационального использования автомобильных топлив и масел, включая требования к их качеству и унификации, создание новых сортов, совершенствование конструкции двигателей и механизмов, разработку научно обоснованных эксплуатационных норм расхода и др.

Основателем химмотологии является видный советский ученый профессор К. К. Папок. Химмотология базируется на таких фундаментальных науках, как химия, физика, теплотехника, машиноведение и экономика. Практическим решением химмотологических задач занимаются химмотологические центры, создаваемые в отраслях, которые эксплуатируют технику и являются крупными потребителями ТСМ. Эти центры вырабатывают требования к качеству ТСМ, проводят эксплуатационные испытания их новых видов, разрабатывают мероприятия по рациональному использованию ТСМ и осуществляют защиту интересов потребителя в вопросах их качества.

С химмотологических позиций к автомобильным топ-ливам и смазочным материалам предъявляются следующие общие требования:
— технические, в которых формируются показатели качества ТСМ, направленные на повышение надежности и долговечности работы автомобилей, обеспечение нормативного моторесурса и минимальных затрат на техническое обслуживание, соответствие уровня качества ТСМ нормам международных требований;
— энергетические, предусматривающие снижение расхода энергии, прежде всего нефтяного происхождения, при выполнении автомобильных перевозок. При этом необходимо учитывать не только прямые расходы при эксплуатации автомобилей, но и косвенные, связанные с энергетическими затратами при получении ТСМ, производстве автомобильной техники и т. п.;
— экологические, которыми предусматривается отсутствие токсического воздействия ТСМ при их производстве, транспортировке, хранении и применении с целью обеспечения сохранения чистоты окружающей среды;
— экономические, определяющие необходимость снижения стоимости продукта для обеспечения его экономической эффективности при транспортировке, хранении и применении за счет уменьшения эксплуатационных затрат;
— ресурсные, направленные на обеспечение сырьем производства рекомендуемого к применению продукта для полного удовлетворения потребности в нем соответствующих отраслей народного хозяйства.

В последние годы возросла роль ресурсных требований. Основным источником для получения автомобильных ТСМ является нефть. Постоянно растущее число автомобилей «съедает» все большее количество нефти (рис. 2). Достаточно сказать, что если население земли увеличилось в XX веке втрое, то «автомобильное» население — более чем в 10 тысяч раз! В результате уже в 1960 г. мировая добыча нефти перешагнула 1 млрд. т и достигла наивысшей отметки — 2,9 млрд. т в 1980 г. Однако при высоком уровне добычи нефти ее доля в мировых запасах ископаемых энергоресурсов сравнительно невелика и составляет лишь около 10%.

Динамика добычи нефти и газового конденсата в СССР характеризуется следующими цифрами, млн. т: 1955—70; 1965—243; 1970—353; ’1980—603; 1985—595; 1986—614. Начиная с 1974 г. наша страна по добыче нефти вышла на первое место в мире. С каждым годом добывать нефть становится все труднее: приходится бурить сверхглубокие скважины, добывать нефть со дна морей, идти за ней в суровые необжитые районы Сибири. Добыча нефти обходится все дороже, из-за чего экономия нефтяных топлив и масел играет все большую роль в обеспечении бесперебойной и экономичной работы автомобильного транспорта.

Одним из основных направлений экономии моторного топлива является оснащение автомобилей дизельными двигателями, расходующими на 30…40% меньше топлива по сравнению с карбюраторными. Дизелизации автомобильного парка в нашей стране уделяется большое внимание. Так, в последние годы освоено производство новых грузовых автомобилей с дизельными двигателями: Урал-4320, ЗИЛ-4331, КАЗ-4540; создан дизельный автобус ЛиАЗ-5256, разрабатываются дизельные двигатели для легковых автомобилей. Поэтому изменение структуры производства нефтяных топлив в перспективе связано с постоянным ростом доли дизельного топлива.

Вместе с тем ввиду ограниченности и невозобнов-ляемости нефти во всем мире ведется интенсивный поиск ее заменителей для производства моторных топлив. Такие топлива, полностью или частично ненефтяного происхождения, получили название альтернативных и начинают все более широко использоваться в различных странах.

Сегодня, пожалуй, уже ни у кого не вызывает сомнений, что двигатель внутреннего сгорания, естественно, все более совершенный, останется основным типом силовой установки автомобиля до конца нынешнего столетия и в начале следующего. Споры ведутся главным образом о том, каким быть автомобильному топливу в будущем. При множестве самых разнообразных мнений большинство ученых едины в одном: неизбежно постепенное вытеснение привычных нефтяных топлив новыми видами горючего, главной особенностью которых должна быть возможность их получения из других энергоисточников, помимо нефти.

На рис. 3 показан один из прогнозов изменения структуры мирового производства топливно-энергетических ресурсов. По этому прогнозу максимальное потребление нефтяного топлива ожидается в период 2000…2010 г., после чего оно начнет резко падать. Возникающая нехватка энергии будет покрываться с помощью альтернативных топлив, объем производства и применения которых будет в это время непрерывно расти.

Таким образом, в перспективе в структуре автомобильных топлив ожидается снижение потребления бензина и увеличение расхода дизельного топлива и альтернативных заменителей нефтяных топлив.