Преимущества газа перед бензином:
- октановое число газа (пропан-бутана, метана) – 105-112, но сгорает он более мягко, что приводит к меньшей нагрузке на поршни двигателя;
- увеличение межремонтного периода работы двигателя в 1,5 раза;
- увеличение срока службы моторного масла в 1,5–2 раза;
- снижение уровня шума работы двигателя на 3–8 дБ (минимум в два раза);
- увеличение срока службы свечей зажигания на 40%;
- снижение токсичности выхлопных газов: СО – в 2–3 раза, N0 – в 1,2 раза, СН – в 1,3–1,9 раза.
Основные аргументы "За" и "Против"
Среди многих автолюбителей и даже работников автосервисов бытует заблуждение, что газовая система питания небезопасна, может повредить двигатель, снизить его мощность, моторесурс и увеличить расход топлива. Подобные страхи не имеют под собой никакого основания, но переубедить человека в обратном бывает просто невозможно. Дело в том, что времена первых проб и низкокачественного оборудования давно прошли, и на данный момент технология хорошо отработана.
Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей показывает, что эти автомобили в аварийных ситуациях менее пожаро- и взрывоопасны, чем оснащенные бензиновыми двигателями. Газ или бензин в смеси с воздухом может загореться только при высокой концентрации в определенном объеме. Из-за специальных добавок в случае утечки газа не почувствовать его запах просто невозможно. А вот утечку бензина можно и не заметить. При аварии и повреждении газовых трубопроводов мультиклапан моментально прекратит подачу газа, а разрушить газовый баллон очень сложно. Таким образом, вытекающий после аварии бензин представляет гораздо более серьезную опасность.
Для хранения автомобиля с газом в закрытом помещении на каждом трубопроводе, выходящем из баллона, предусмотрено не менее трех независимых друг от друга запорных устройств. На заправочном трубопроводе: вентиль на блоке арматуры, обратный клапан блока арматуры, заглушка заправочного устройства. На трубопроводе, питающем двигатель: вентиль блока арматуры, скоростной клапан, электромагнитный газовый клапан с фильтром и разгрузочное устройство редуктора.
Перевод автомобиля на газ не требует серьезной переделки двигателя. Двигатель, работающий на газе, требует минимальной регулировки. Улучшается работа системы зажигания, срок службы свечей возрастает на 40%. При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, чем при работе на бензине. Как следствие, улучшаются условия смазки трущейся пары "цилиндр – поршневые кольца", поскольку несгоревший бензин смывает масло со стенок цилиндров. Уменьшается нагарообразование в камере сгорания головки блока цилиндров и на поршнях, поскольку сокращается количество углеродистых осадков. Заметно снижается суммарная токсичность отработавших газов. При правильно выбранном режиме работы на газовом топливе уровень создаваемого двигателем шума снижается на 3–8 дБ, да и сам двигатель начинает работать мягче.
Газ – высококачественное топливо с октановым числом около 105. Поэтому ни на одном режиме работы двигателя не возникает детонация.
Применение газа заметно снижает по сравнению с бензином суммарную токсичность отработавших газов. Более чем втрое уменьшается количество токсичной окиси углерода СО (угарный газ), в 1,6 раза – содержание канцерогенных углеводородов СН, состоящих из частиц несгоревшего топлива. Концентрация окиси азота NO и двуокиси NO2, образующихся в процессе горения смеси кислорода и азота (безвредный азот, попадая в камеру сгорания из атмосферы, превращается в ядовитое соединение – оксиды азота), при работе двигателя на газе снижается в 1,2 раза.
Наряду с перечисленными достоинствами газобаллонного автомобиля следует отметить и ряд присущих ему недостатков, а именно: невозможность запуска двигателя в холодное время года на газу; снижение мощности двигателя на 7%; увеличение металлоемкости автомобиля на 25–30 кг, баллон в багажнике занимает место, есть тороидальные баллоны, устанавливаемые в нишу запаски, но они дороже.
На давление газа в баллоне оказывает влияние температура окружающей среды. Поэтому надо следить, чтобы машина не перегревалась. При полном заполнении баллона (паровая подушка отсутствует) даже незначительное повышение температуры может привести к резкому увеличению давления. Автомобильная арматура имеет специальное устройство, автоматически перекрывающее заправочный канал при достижении заполнения полезного объема баллона на 80%. При достижении указанного объема дальнейшая заправка баллона прекращается.
Расход газа
Учитывая физические свойства газа, ввиду различной теплотворной способности, расход пропан-бутановой смеси должен быть больше расхода бензина. Теоретически расход газа можно определить, сравнив энергию единицы объема для разных видов топлива:
- пропан – 6100 ккал/л;
- бутан – 6834 ккал/л;
- бензин – 7718 ккал/л;
- пропан-бутановая смесь (50%х50%) – 6470 ккал/л;
- пропан-бутановая смесь (90%х10%) – 6175 ккал/л.
Таким образом, одному литру бензина соответствует 1,19 л пропан-бутановой летней смеси или 1,25 л пропан-бутановой зимней смеси.
На данный момент существует достаточно большое количество производителей газобаллонного оборудования 4 поколения. Ограничений по объему двигателя нет, одинаково хорошо ставится и работает газовое оборудование как на двигателях объемом 1,6 L, так и на 2,8 L и выше. Серьезной проблемой может стать отсутствие свободного места в багажнике в случае установки стандартного баллона большого объема. Решением проблемы может стать установка тороидального баллона в нишу для запаски. Такой баллон объемом 48–50 литров по размеру соответствует колесу 195/65R15, но стоит дороже, чем обычный. Не следует забывать, что полезный объем на 15–20% меньше реального.
На практике при правильной установке и регулировке расход газа может либо соответствовать расходу бензина, либо превышать расход бензина на 10–20% в зависимости от условий (зима, активное вождение и т. д.), типа двигателя и газового оборудования.
Автомобиль, работающий на сжатом природном газе
На сегодняшний день большинство автомобилей используют в качестве топлива продукт переработки нефти – бензин; если увеличение количества автомобилей будет идти нынешними темпами, то разведанных запасов нефти хватит примерно на 40 лет (данные фирмы British Petroleum). Перевод автотранспорта на альтернативные виды топлива может стать одним из решений этих сложных задач. Среди многих альтернатив бензину природный газ сегодня является наиболее приемлемым по экономическим, экологическим и ресурсным характеристикам.
Среди основных факторов, позволяющих говорить о природном газе как о полноценной замене бензина, можно назвать следующие:
- более высокая ценовая стабильность и экономическая привлекательность для конечных потребителей;
- более высокие потребительские свойства при использовании в качестве энергоносителя или сырья;
- необходимость замещения нефти другими видами сырья для ее высвобождения в интересах тех отраслей хозяйства, где она не может быть заменена;
- более высокая степень экологической безопасности при добыче, транспортировке, переработке, реализации и использовании;
- доказанные мировые запасы природного газа существенно превышают запасы нефти.
Во всем мире на газе работает свыше 3,2 млн транспортных средств. В Европе сегодня происходит настоящий газовый бум. Европейская комиссия планирует до 2010 г. заменить природным газом до 10% потребления бензина, что соответствует переоборудованию на газ 23 млн автомобилей. Заводской выпуск автомобилей, работающих на природном газе, освоили практически все ведущие мировые автомобильные фирмы.
Преимущества сжатого газа перед сжиженным
Сжиженный нефтяной газ (СНГ) тяжелее воздуха в 1,5–2 раза и при утечке может скапливаться в помещениях, образуя с воздухом взрывоопасную смесь. Сжатый природный газ (СПГ) легче воздуха в 1,6 раза и при утечках моментально улетучивается, не создавая взрывоопасной смеси. Нижний предел воспламенения СПГ – 5%, в то время как у сжиженного газа он составляет: у пропана – 2,4%, у бутана – 1,8%. Таким образом, СПГ менее взрывоопасен. Чтобы случился взрыв, его должно накопиться в 2,5 раза больше, чем СНГ.
Приняты соответствующие меры безопасности на случай пожара. Предусмотрена новая конструкция баллонов, в которых хранится СПГ. Эти баллоны более прочные. Они не взрываются, поскольку содержат разрывную предохранительную мембрану (по температуре). При работе на СПГ не нужно регулярно сливать из редуктора маслянистый конденсат, имеющий крайне неприятный запах. Конденсат здесь просто не образуется. В выбросах отработавших газов доля СО ниже, чем в выбросах СНГ, а содержание СН меньше на 25%. Большую часть выбросов составляют безвредные водяные пары.
Что еще можно считать безусловным плюсом сжатого газа – это то, что его нельзя сделать суррогатным, подделать и предложить в таком виде покупателю. В то время как на многих заправках бензин или солярка являются смесью неизвестно чего.
Ко всему прочему, газ не смывает масло с деталей цилиндропоршневой группы, позволяя экономить до 40% масла по сравнению с бензином. Газ уменьшает ударные нагрузки на двигатель и дает возможность хорошо отрегулированному мотору служить в полтора раза дольше. Эффективность кубометра природного газа эквивалентна литру бензина, в то время как его стоимость не превышает 50% от стоимости бензина. Все это существенно снижает эксплуатационные затраты.
Переоборудовав свой автомобиль для работы на газе, водителю не следует опасаться, что цены на топливо неожиданно возрастут и ударят по его бюджету в самый неподходящий момент. Цены на природный газ устанавливает правительство, и поэтому они не подвержены сезонным колебаниям, как цены на бензин.
В общем, есть немало оснований сегодня называть газ идеальным топливом. Все это привело к тому, что парк газобаллонных автомобилей во всем мире весьма быстро растет и сегодня достиг 3,1 миллиона. К примеру, в Европе за последние годы число таких автомобилей увеличилось на треть, а количество газовых заправок росло еще быстрее – за то же время оно удвоилось.
Кроме того, заправленный сжатым газом автомобиль освобождает его водителя от излишне пристрастного экологического контроля со стороны представителей ГАИ и от связанной с этой процедурой потери времени, денег и нервов.