Какой газ используют для двс
Добавил пользователь Alex Обновлено: 06.08.2024
В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было. О газе, как о возможном моторном топливе, надолго забыли. Через 100 лет, в конце тридцатых годов прошлого столетия, возродилась мысль о его использовании. Исследования показали перспективность использования газа, как топлива для автомобилей. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому в выхлопе газового двигателя в несколько снижается окись углерода.
В конце 40-х и начале 50-х годов в СССР было освоено производство газобаллонных автомобилей, использовавших сжатый природный газ.
Горючие газы, применяемые в качестве топлива для газобаллонных автомобилей
Сжиженные нефтяные газы при нормальных температурах (в диапазоне от –20 °C до +20 °C) и относительно небольших давлениях (1,0. 2,0 МПа – 10. 20 кгс/см2) находятся в жидком состоянии. Их основные компоненты – этан, пропан, бутан. Получают их при добыче и переработке нефти и поэтому их называют сжиженные нефтяные газы (СНГ).
Компримированные (сжатые) природные газы (КПГ) при нормальных температурах и любых высоких давлениях находятся в газообразном состоянии. К таким газам относится метан. Он является основной частью добываемых природных газов. Главным недостатком природного газа, его, как топлива для автомобилей, является очень низкая объёмная концентрация энергии. По этой причине для использования газа в качестве топлива на транспортном средстве его надо предварительно сжать до высоких давлений и заполнить им специальные баллоны.
Сжиженные природные газы (СПГ) имеют такое же происхождение и состав, как и компримированные природные газы. Они получаются охлаждением метана до минус 162 °C. Хранятся в теплоизолированных ёмкостях.
В настоящее время многие переоборудуют свои автомобили, переводя их на газовое топливо.
Для газобаллонных автомобилей разработан стандарт, согласно которому газобаллонное оборудование должно быть рассчитано на работу в диапазоне температур, указанных в таблице.
В качестве топлива в газобаллонных автомобилях используют природный газ и сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан).
Природный газ, как топливо для автомобилей, имеет ряд преимуществ перед бензином и сжиженным нефтяным газом на пропан-бутане:
- двигатель на природном газе не более опасен, чем бензиновый, и менее, чем на пропан-бутане, поскольку природный газ легче воздуха и при утечке не скапливается, а поднимается вверх и удаляется по вентиляционным каналам, не создавая взрывоопасной смеси;
- автомобиль на сжатом газе намного чище бензинового. Количество двуокиси углерода в выхлопных газах ниже на 25 %, а моноокиси углерода (СО) – в несколько раз;
- сжатый метановый газ гораздо дешевле бензина и пропан-бутана;
- природный газ имеет более высокое октановое число, чем бензин, что позволяет повышать степень сжатия и, как следствие, мощность двигателя;
- использование природного газа в качестве топлива позволяет увеличить срок службы двигателя на 50-70 %, срок службы свечей – на 30-40 %, расход масла снижается благодаря увеличению периодичности его замены в 2-3 раза.
К недостаткам природного газа как автомобильного топлива можно отнести:
- переводится в сжиженное состояние только при очень низкой температуре (-163º С);
- высокая стоимость баллонов для хранения сжатого газа по сравнению с обычными бензобаками, а также с баллонами для сжиженного пропан-бутанового газа.
Природный газ, используемый в качестве топлива для автомобилей, находиться в прочных тяжёлых баллонах в сжатом состоянии под большим давлением. От этого полезная грузоподъёмность автомобилей снижается на 15-20 % по сравнению с грузоподъёмностью базовых автомобилей. Запас хода газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе, ниже запаса хода автомобилей, работающих на бензине и сжиженном газе, в 1,5 -2 раза.
Сжиженные газы.
Основными компонентами сжиженных газов являются два углеводорода: пропан С3Н8, бутан С4Н10 и их смеси. Критическая температура пропана +97 градусов, а бутана +126 градусов, поэтому эти углеводороды при температурах ниже критических и незначительном увеличении давления можно перевести в жидкое состояние при +20 градусов. Для хранения сжиженных газов газобаллонные автомобили рассчитаны на рабочее давление 1,57 МПа. Этого давления достаточно, для того чтобы поддерживать чистый пропан в жидком виде при температурах ниже +48 градусов.
Сжиженный нефтяной пропан-бутановый газ обладает рядом преимуществ перед бензином:
- благодаря отсутствию растворяющих и смазывающих свойств газа увеличивается срок службы моторного масла в 1,5-2 раза;
- практически не содержит серы, которая вызывает сильную коррозию деталей и износ;
- не накапливаются смолистые отложения в топливной системе и камере сгорания (сжиженный нефтяной газ растворяет их), улучшается работа системы зажигания и возрастает срок службы свечей зажигания на 40 %;
- снижается токсичность выхлопных газов: окиси углерода (СО) в 2-3 раза, окиси азота (NO) 1,2 раза, углеводородов (СН) в 1,3-1,9 раза, обеспечивается сохранность катализаторов;
Недостатком сжиженного газа является необходимость установки дополнительного бака.
Еще один минус: ухудшение разгонной динамики автомобиля (на 5%), что, впрочем, компенсируется некоторым увеличением расхода газа.
На установку газобаллонного оборудования придётся затратится: установка газового баллона ёмкостью 50 - 60 л владельцам автомобилей ВАЗ, Волга и Иномарок обойдётся примерно в 18000 руб.
При средней стоимости заправки 19-28 рублей за литр, что в почти в 2 раза дешевле бензина, если годовой побег автомобиля 10-15 тысяч, затраты окупятся не скоро. Но если ежедневный пробег составляет сотню-полторы километров, то оборудование окупит себя за полгода.
При рассмотрении вопроса, какое горючее использовать для автомобиля — газ или бензин, сперва надо определиться, о каком газе идет речь. Для заправки авто используют три вида газа: пропан, бутан и метан. Рассмотрим преимущества и недостатки заправки газовым топливом.
Метан как топливо отбросим, так как для установки требуются специальные разрешения, машина дорого стоит. Машины на сжатом метане применяются для грузового транспорта, но в России не прижились из-за слабо развитой инфраструктуры. Как вариант, производители предлагают машины на смеси дизельного топлива и метана. Автомобили заправляются соляркой и при возможности метаном, который подается в цилиндры, сокращая расход горючего.
Для сравнительных характеристик возьмем пропан, расход которого ниже, чем у бутана ввиду его плотности.
ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАПРАВКИ АВТОМОБИЛЕМ ГАЗОМ
Если использовать газовое топливо, то можно заметно сэкономить. Экономия составляет примерно 10-15 % чем у бензина. Это очень не плохая экономия денег, ведь газовое оборудование, установленное на машину, окупится после 15-20 тысяч километров. Отметим, что газовые заправки расположены на всех трассах, как в крупных городах, так и на основных магистралях. Поэтому больших проблем с этим возникнуть не должно.
Основным плюсом газа является экологичность. Выхлопные газы не содержат опасных соединений свинца, а содержание CO намного меньше, чем у автомобиля, который заправлен бензином. Также, использование газа продлевает жизнь двигателю, он гораздо равномернее работает, масло тратиться меньше и как следствие не будет темных образований от нагара на стенках клапанов и поршней.
Еще одним преимуществом использования газа является бесшумная работа двигателя. Такое явление происходит, потому что отсутствует детонация, ведь октановое число газа 100 единиц, что намного выше, чем у бензина и дизельного топлива. Также благоприятны выхлопы автомобилей работающих на пропане, загрязнение воздуха ниже в 2 раза, чем у бензиновых моторов.
НЕДОСТАТКИ ЗАПРАВКИ АВТОМОБИЛЕМ ГАЗОМ
Главный минус – это уменьшение объема багажника (в него устанавливают газовое оборудование). Газ очень опасен, в отличие от бензина, поэтому всегда проводите осмотр газового оборудования. Здесь проще предупредить причину, чем в дальнейшем устранить последствия.
Не стоит забывать, что газ более подвержен взрывоопасности. Это примерно 5-10% в соотношении с воздухом.
Кроме этого, газ ухудшает характеристики автомобиля — падает динамика и разгон примерно на 5%. Это компенсируется длительным расходом. Газ сгорает дольше в отличии от бензина, поэтому температура в камере довольно высокая. В результате на двигателях, которые перегреваются уменьшается ресурс работы клапанов.
Если заинтересовали преимущества автомобилей на газовом топливе, то рекомендую ознакомиться с подробной статьей "Газобаллонное оборудование", где детально описываются узлы и агрегаты ГБО.
Автомобили, оснащенные газовыми установками, получили распространение еще в середине прошлого столетия. На сегодняшний день такими системами все чаще оборудуются новые модели грузовиков, автобусов и легковых авто, выпускаемых именитыми мировыми производителями. Ежегодно повышается и число автолюбителей, переоборудующих свои транспортные средства под газовое топливо. Тем, кто планирует покупку машины на газе или собирается изменить конструкцию топливной системы на своем автомобиле, рекомендуется разобраться с тем, каким газом заправляют автомобили и каковы преимущества этого вида топлива.
Плюсы и минусы газового топлива
Большое количество автолюбителей переходят на топливо для газобаллонныхавтомобилей. Это преимущественно обусловлено более низкой стоимостью газа по сравнению с бензином и дизтопливом. Хотя подобное переоборудование обходится недешево, потраченные средства, как правило, удается компенсировать уже за первый год использования ГБО.
Еще одна веская причина для многих водителей – экологичность газового топлива: автомобиль на газе выбрасывает в окружающую среду меньше вредных веществ, чем бензиновые или дизельные двигатели.
Несмотря на эти весомые достоинства, газ имеет и недостатки, в числе которых:
- снижение мощности силового агрегата;
- невозможность использовать авто при низких температурах;
- повышение массы транспортного средства.
Природный и пиролизный газ
Газовое топливо для автомобилей может быть природного и искусственного происхождения. Именно природный газ в последнее время становится востребованным.
В нашей стране, как и за рубежом, для заправки автомобилей активно используется такой природный газ, как метан.
Машины на природном газе считаются более экологичными, чем автомобили на пропан-бутане, бензине или дизельном топливе, так как он дает меньше продуктов сгорания.
Кроме того, баллоны с метаном абсолютно безопасно перевозить в багажнике или под автомобилем, ведь это вещество легче воздуха. Чаще всего для заправки используется компримированный природный газ для автомобилей, который представляет собой метан в сжатом состоянии.
Многие водители наверняка слышали о таком явлении, как пиролизный газ. Его получают методом сжигания древесины, торфа или угольных брикетов. Для такой добычи требуется специальное газогенераторное оборудование.
Впервые машина на пиролизном газе появилась еще в середине XIX столетия. В последующие годы было предпринято немало попыток усовершенствовать подобные установки, чтобы сделать их общедоступными для автомобильной промышленности. Советские инженеры даже выпустили партию газогенераторных грузовиков и тракторов. Однако пиролизный газ не позволяет обеспечить высокую мощность двигателя.
Из-за этого и по ряду других причин подобное топливо крайне редко используется для автомобилей. Модели с газогенераторами не производятся серийно, а изготавливаются только народными умельцами.
Какой газ используют для заправки автомобилей
Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива – первый вопрос, который задают себе автовладельцы, решившие переоборудовать топливную систему автомобиля. На территории нашей страны самыми распространенными видами газового топлива на сегодняшний день остаются метан и пропан (вернее, его смесь с бутаном). Основная масса автозаправок предоставляет услуги по заправке автомобилей пропановым топливом.
Чтобы определиться, какое топливо выбрать, следует разобраться, на каком газе ездят автомобили в стране, и почему. Это позволит определить, каких заправок больше, и избежать в будущем проблем с заполнением баллонов.
Пропан, в отличие от природного метана, представляет собой органическое вещество, выделяемое при переработке нефтепродуктов. В качестве автомобильного топлива пропан в чистом виде не используется: его смешивают с бутаном или этаном.
Газ находится в сжиженном состоянии, в котором и помещается в баллоны.
Метан – элемент из разряда простейших углеродов. Его добывают в чистом виде, фильтруют и сжимают. Именно в сжатом до 200-250 атмосфер виде этот газ используется для заправки автомобилей. Установка на транспортное средство топливной системы на метане – достаточно затратная процедура.
В теме, каким газом заправляют машины, помимо перечисленных видов топлива, есть и альтернативные варианты, однако другие газы не получили широкого распространения и не используются на автозаправках нашей страны.
Сжатый и сжиженный газ
Природный газ, как топливо для автомобилей, представляет собой метан, находящийся в сжатом состоянии. Он обязательно хранится в баллонах с повышенной прочностью, которые, как правило, имеют достаточно большую массу. Такое топливо сохраняет газообразность при нормальных температурах и любом давлении.
Даже при высоком давлении из-за незначительных показаний объемной теплоты сгорания не удается хранить большое количество метана на автомобиле. Поэтому запас хода у транспортных средств на этом топливе относительно небольшой. Качественный сжатый природный газ должен содержать в своем составе не менее чем 90 процентов метана.
Сжиженный газ для автомобилей состоит в основном из смеси пропана и бутана. Он считается полноценным заменителем бензина. Главным преимуществом сжиженного пропан-бутана является то, что его можно хранить в сравнительно легких стальных баллонах с тонкими стенками. Это позволяет перевозить в транспортном средстве достаточно большой объем топлива и увеличить запас хода автомобиля.
Качество сжиженного топлива определяется по его составу, давлению насыщенных паров, количеству вредных примесей. Лучшим считается топливо, в котором содержится не менее 80 процентов пропана и 20 процентов бутана.
Такое соотношение позволяет смеси эффективнее сгорать в цилиндрах двигателя, а также снижает токсичность отработанных газов.
Что выбрать – пропан или метан?
Какие же виды газового топлива для автомобилей предпочтительнее? Выбор между пропаном и метаном озадачивает многих автовладельцев, решивших перейти на газ. Каждый из этих типов топлива имеет свои достоинства и недостатки. Чаще всего водители отдают предпочтение пропану, так как его установка обходится дешевле, а топливо можно перевозить в большем количестве.
Пропан или метан. Что лучше для авто? Основная разница. Просто о сложном: Видео
Бензин постоянно дорожает, поэтому многие автомобилисты задумываются об экономии топлива. Переход на альтернативные виды горючего, в частности, установка ГБО, является наиболее доступным и эффективным способом снизить расходы на ГСМ.
Сжиженный нефтяной газ
Наиболее распространенным видом газового топлива является сжиженный углеводородный газ (СУГ, он же СНГ или LPG), чаще всего пропан-бутановая смесь. Этот газ является одним из продуктов добычи и переработки нефти, но используется не так широко, как бензин, а потому стоит почти вдвое дешевле.
Пропан-бутан испаряется при относительно высоких температурах (от -50 до 0°C, в зависимости от состава смеси, пропорций газов в ней), а потому легко сжижается для удобства транспортировки и использования. Благодаря тому, что в герметичном сосуде он легко хранится в жидком виде, такой удобно переливать из баллона в баллон, а сам баллон может быть относительно тонкостенным и легким.
Перевести на СУГ можно любой бензиновый мотор. Минусом пропан-бутана является плохая совместимость с дизельными ДВС. Заставить такой движок работать на одном газу невозможно (от сжатия в 20-30 раз он не загорается), приходится добавлять в ТВС дизтопливо. Однако так как предельный состав, способный самовоспламеняться при сжатии, содержит только около 1/3 газа, и 2/3 дизтоплива, перевод дизеля на пропан-бутан сулит очень небольшую выгоду.
Сжатый природный газ
Сжатый (компримированный) природный газ (он же КПГ, он же CNG) – это газ метан, добываемый на газовых месторождениях в качестве самостоятельного продукта, а также извлекаемый при переработке нефти. Именно он широко используется для газификации жилищ и промышленных объектов. Помимо того, метан применяется и в качестве автомобильного топлива.
Особенностью метана является плохая склонность к сжижению. В естественных условиях переход в жидкую фазу происходит только при -162°C. При переходе в жидкую фазу он сжимается до 600 раз (600 кубометров газа превращаются в 1000 литров жидкости), что удобно для транспортировки. Однако процесс сжижения очень трудоемкий, а перевозить такое вещество можно только в специальных танкерах-термосах (т.н. криоцистернах или дьюарах).
В баллонах природный газ может храниться только в сжатом до 100-200 атмосфер газообразном состоянии. Столь высокое давление требует использования более толстостенных и тяжелых баллонов, которые занимают больше места и снижают грузоподъемность авто. Также заправка КПГ – процесс более трудоемкий, чем заправка СУГ, поэтому метан менее пригоден для использования на легковом транспорте, чем пропан-бутан.
Неудобства, которые вызывают транспортировка, хранение и перекачка метана, делают его менее популярным. Число метановых заправок (АГНКС) в России составляет около 300 штук, в Украине – чуть больше. Это тоже ограничивает использование метана на легковом транспорте, используемом для городских и пригородных поездок.
Если вы решили переводить на газ свой автомобиль – пропан-бутан является лучшим выбором, чем метан. Для старых машин, с карбюраторным мотором, подойдут только ГБО 1 и 2 поколения, которые недорогие, совместимы со старыми движками, хоть и не самые экономные. Распределенный впрыск требует использования ГБО 4 поколения. А вот для современных авто, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива, придется остановиться на 5 или 6 поколении.
Что касается метана – это весьма доступное топливо, но на легковом транспорте его использовать неудобно. Большие и тяжелые баллоны отнимут много места в багажнике, да и искать заправки будет неудобно. Такое ГБО больше подходит грузовикам. Установив много баллонов, можно обеспечить большую дальность хода и минимизировать проблему малой распространенности заправок. Лучшая совместимость с дизелем позволяет экономить не только на бензиновых, но и дизельных тягачах, фургонах и самосвалах.
Для многих автомобилистов бензин – слишком дорогое удовольствие. Приходится экономить и отказывать себе в возможности использовать личный транспорт без ограничений. Переход на газовое топливо является хорошей альтернативой бензину, позволяет ощутимо экономить на заправках автомобиля. Рассмотрим, какие еще преимущества дает водителю работающий на газу двигатель.
Виды газ-топлива
Двигатели современных автомобилей могут функционировать на двух разновидностях газа:
- пропан-бутан – сжиженный газ, побочный нефтепродукт, полученный в результате переработки нефти;
- метан – природный газ, который не подвергается сжижению.
Существует мнение, что двигатель, работающий на газовом топливе, быстрее портится и выходит из строя, но мнение это ошибочное и ничем не подтверждается. Напротив, специалисты-инженеры утверждают, что мотор автомобиля на газовом топливе работает без капитального ремонта в среднем в 1,5 – 2 раза дольше, чем на бензине. Это обусловлено тем, что газ – более однородная смесь, чем бензин, при работе двигателя происходит его полное сгорание. Кроме того, газ следующим образом влияет на работу мотора:
- газовая смесь снижает до минимума расход смазочных материалов в системе цилиндры – кольца;
- снижает нагарообразование на деталях блока двигателя – головке и поршнях;
- не загрязняет моторное масло;
- за счет более ровного сгорания топлива двигатель работает более бесшумно и мягче.
Цена газа значительно ниже, чем бензина, но расход на 10-20% больше за счет различной температуры сгорания топлива.
Преимущества и недостатки пропан-бутана
Жидкий газ имеет ряд преимуществ по сравнению с бензином:
- цена на 50% ниже, чем бензина;
- объем баллонов соответствует объему емкости бензина;
- бюджетная стоимость газовой установки;
- возможность заправки в широкой сети заправочных станций;
- мощность двигателя практически не меняется.
К минусам можно отнести лишь то, что расход газа выше, чем бензина на 10 %. Особенность функционирования: двигатель прогревается на бензине, потом переключается на газ.
Свойства, достоинства и минусы метана
К числу плюсов природного газа относят:
- самое экономичное топливо – в 3 раза дешевле бензина;
- расход газового топлива при работе двигателя намного ниже, чем расход бензина.
- двигатель, функционирующий на газу, теряет мощность на 10%;
- число заправок ограничено;
- слишком громоздкие баллоны.
Для легковых автомобилей наиболее приемлемое топливо, альтернативное бензину – газ пропан-бутан. Метан, хотя и более экономичный, но из-за громоздкости баллонов использование на легковых машинах невозможно.
Читайте также: