Устройство автомобилей

Устройство автомобилей

Газобаллонные автомобили наиболее широко используют в качестве топлива сжатые природные газы, а также сжиженные нефтяные и природные газы, Кроме того, в качестве газового топлива для газобаллонных автомобилей могут использоваться канализационные газы.

Сжиженные газы

Сжиженные газы получаются при добыче и переработке нефти и превращаются в жидкость в интервале температур от –20 до +20 °С при давлениях 1,0…2,0 МПа.
Обычно используют пропанобутановые смеси с содержанием пропана 70…95% (для зимнего периода большее содержание).
Октановое число нефтяного газа зависит от состава смеси и составляет приблизительно 100…105 единиц.

Газ тяжелее воздуха в 1,5…2 раза, а температуры воспламенения газа и бензина близки. В состав сжиженных или жидких газов, применяемых для автомобильных двигателей, входят бутан и пропан с добавлением бутилена, пропилена, этана и этилена.

Величина давления сжиженного газа имеет важное практическое значение.
С одной стороны, давление в баллоне желательно иметь более низким, так как при этом можно применять более тонкостенные, а, следовательно, и более легкие баллоны.
С другой стороны, давление сжиженного газа в баллоне при любой температуре должно быть достаточным для обеспечения подачи топлива к двигателю и работы газовой аппаратуры.

Пропан (а также пропилен) обеспечивает удовлетворительную величину давления в баллоне при любых климатических условиях.

Бутан в чистом виде пригоден лишь для районов с жарким климатом, так как при температуре воздуха ниже 0 °С он уже не обеспечивает избыточного давления в баллоне.

Этан применяется в сжиженных газах в виде незначительных примесей для повышения давления.

Основными производителями сжиженных газов являются:

• газолиновые заводы, вырабатывающие бензин из нефтяных газов, выход сжиженного газа составляет до 50 % от производства бензина;
• крекинговые заводы, на которых сжиженные газы получают в качестве побочного продукта в количестве до 3 % по весу от исходного сырья;
• заводы, вырабатывающие бензин из каменного угля, выход сжиженного газа доходит до 10…12 % от веса основной продукции.

Основные требования, предъявляемые к сжиженным газам:

• соответствие их состава климатическим условиям;
• строго ограниченное содержание загрязняющих и вредных примесей.

При самых низких температурах воздуха давление в баллоне со сжиженным газом не должно быть ниже 0,2 МПа, при самых высоких — не более 1,6 МПа.
Предельное содержание сернистых соединений составляет 0,15 %.
Газ не должен содержать воды, механических примесей, водорастворимых кислот, щелочей и смолистых веществ.

Сжатые газы

Сжатые газы разделяются на природные (естественные), нефтяные и канализационные.

Природные (естественные) газы добывают из буровых газовых скважин.
Природные газы однородны по составу, в большинстве случаев не содержат загрязняющих и вредных примесей, обладают высокими антидетонационными свойствами и дешевы.

Нефтяные газы получают в качестве побочного продукта при добыче нефти, переработке нефти на нефтеперегонных и крекинговых заводах, а также при производстве бензина из нефтяного газа на газолиновых заводах.
Нефтяные газы менее однородны по составу и более загрязнены примесями, чем природные газы. Их теплопроводность выше теплотворности природных газов, так как они содержат больше тяжелых газов.

Канализационные газы выделяются при переработке сточных вод канализации на специальных станциях, имеющихся в крупных городах. Эти газы состоят главным образом из метана и углекислотного газа.
Выход канализационного газа со станции переработки сточных вод, обслуживающей население в 100 000 человек, достигает 2500 м 3 в сутки, что равноценно примерно 2000 л бензина.

Сравнение различных видов сжатого газа

Газы с большим содержанием метана и незначительным содержанием тяжелых углеводородов являются наилучшим видом топлива для автомобилей.
Наоборот, газы, в составе которых преобладают водород и окись углерода, имеют низкую теплотворность и поэтому наименее пригодны для использования в качестве автомобильного топлива.

Сравнение сжиженных и сжатых газов

Как высококалорийные сжатые газы, так и сжиженные пропанобутановые газы являются высококачественным топливом для автомобильных двигателей.
Однако сжиженные газы обладают существенными преимуществами перед сжатыми газами:

• значительно более низкое рабочее давление (до 1,6 МПа против 20 МПа), что позволяет применять более легкие и дешевые баллоны и газопроводы;
• возможность перевозки в железнодорожных и автомобильных цистернах на любые расстояния; перевозка сжатых газов практически не осуществляется;
• более дешевые и простые газозаправочные устройства, не требующие сложного оборудования; заправка баллонов сжатым газом возможна лишь на газонаполнительных станциях, снабженных компрессорами высокого давления;
• увеличенная дальность поездок и большая полезная грузоподъемность газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженных газах.

Сжатые газы, в свою очередь, имеют преимущества перед сжиженными:

• это дешевый, часто малоиспользуемый вид местного топлива; сжиженные газы, наоборот, являются более дорогим продуктом, применяемым при производстве ряда ценных химических веществ, высокосортных бензинов, в бытовых целях;
• источники природных и промышленных газов расположены в самых различных районах страны, что позволяет значительно сократить доставку топлива в эти регионы; станции заправки сжатыми газами менее распространены.

Для автомобильного транспорта целесообразно использование как сжиженных, так и сжатых газов, в зависимости от наличия местных источников газа и от возможности организации газоснабжения.

Преимущества газового топлива по сравнению с бензином

К числу преимуществ горючих газов перед бензином следует отнести:

• существенная экономия на топливе (один литр газа стоит в два раза дешевле бензина);
• экологичность (содержание вредных веществ в отработавших газах меньше в несколько раз);
• высокие антидетонационные свойства газа позволяют повысить значительно степень сжатия в цилиндрах, что благотворно влияет на мощность и экономичность двигателя;
• газ не содержит вредных примесей (свинец, сера), которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, каталитический нейтрализатор и лямбда зонд;
• газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише;
• газовая смесь сгорает почти полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах, свечах зажигания и стенках камер сгорания;
• газ поступает в двигатель в паровой фазе, поэтому он не смывает масляную пленку со стенок цилиндров и не разбавляет масло в картере, следовательно, уменьшается износ поршней и цилиндров и увеличивается срок службы масла и его расход;
• газ сгорает немного медленнее, чем бензин, что снижает нагрузки на поршневую группу и коленчатый вал, двигатель работает «мягче», но снижается мощность двигателя на 2…5% в зависимости от степени сжатия.

В сумме все эти факторы дают двойную экономию средств на топливе, продлевают срок службы двигателя на 30…40% , масла и свечей — в два раза и, как следствие, значительно снижают не только эксплуатационные, но и ремонтные затраты.
К тому же газ не более опасен, чем бензин, и практически безвреден для окружающей среды.

Недостатки горючих газов, как автомобильного топлива

В качестве топлива для автомобильных двигателей горючие газы имеют следующие недостатки:

• усложнение и удорожание системы топливоподачи, так как газовые баллоны с их арматурой, газопроводы и газовая аппаратура сложнее по конструкции, дороже и тяжелее, чем бензобак, бензопроводы и бензонасос;
• затрудненность запуска двигателя при низких температурах;
• снижение мощности при переводе бензинового двигателя на газ без всяких переделок. Это обусловлено более низкой теплотворностью газовоздушной смеси по сравнению с бензиновоздушной смесью и ухудшением наполнения цилиндров двигателя вследствие более высокой температуры горючей смеси во впускном трубопроводе.

Температура горючей смеси при работе на газе на 15..20 °С выше, чем при работе на бензине, так как на испарение бензина в карбюраторе и впускном трубопроводе затрачивается некоторое количество теплоты.
При одинаковом составе горючей смеси теплотворность газовоздушной смеси для всех видов газов, за исключением окиси углерода, ниже теплотворности бензиновоздушной смеси: для природного газа на 9%, для коксового газа на 10%, для сжиженных газов на 2…3%.

Подогрев впускного трубопровода, необходимый при работе на бензине, вреден при работе на всех видах газов, так как вызывает снижение мощности на 4…6%.

Общее снижение мощности двигателя при переводе его с бензина на газ без переделок составляет: для сжиженных газов 5…9%, для сжатых газов 13…21%.
Снижение мощности двигателей, а также их топливной экономичности при работе на газе может быть полностью устранено, если повысить степень сжатия, отделить впускной трубопровод от выпускного, установить специальный газовый смеситель. Введение этих изменений позволяет не только сохранить мощность и экономичность двигателя при его работе на газе, но и значительно повысить их.

Газовое будущее: почему метан должен быть популярнее бензина

Рынок моторного топлива при кажущейся стабильности таковым сегодня не является. Перераспределение потребления углеводородов и популяризация альтернативных видов топлива вносят свои изменения в привычный баланс. Бензин и дизель по-прежнему удерживают лидерство, однако, в перспективе, природный газ может составить им достойную конкуренцию. Портал «Колеса.ру» решил выяснить, как сегодня развивается рынок газомоторного топлива.

Ликбез

Н ачнем с простых истин, которые должен знать каждый автовладелец. Природный газ, состоящий в основном из метана, на сегодняшний день является самым экономичным, экологичным, а главное – безопасным видом топлива. Его хранят в газообразном виде в баллонах и реализуют в кубических метрах. Средняя стоимость 1 м³ газа в России составляет 13 руб., что обеспечивает экономичность при превосходящих характеристиках по сравнению с бензином.

В природном газе нет примесей тяжелых металлов, серы и прочих веществ, поэтому при сгорании он не образует отложений в двигателе. Его вообще сложно с чем-либо перемешать ввиду газообразного состояния. Из этого следует, что риск заправиться некачественным топливом при использовании природного газа отсутствует.

Природный газ или метан важно отличать от другого вида газомоторного топлива – сжиженного углеводородного газа или пропан-бутана. Компримированный, или сжатый, природный газ (КПГ), используемый в качестве моторного топлива, постоянен по своему составу и соответствует государственному стандарту ГОСТ 27577-2000, а пропан-бутановые смеси соответствуют лишь техническим условиям, которые существенно отличаются у каждого производителя. Также, в отличие от пропан-бутана, природный газ невосприимчив к низким температурам зимой. Кроме того, у КПГ самый высокий класс безопасности – степень его чувствительности к самовоспламенению ниже, чем у других видов моторного топлива, согласно классификации МЧС.

Из всего этого становится понятно, почему природному газу отдают главную роль в странах по всему миру. В этом же направлении работают сегодня США, Евросоюз, Канада и другие государства. В качестве автомобильного топлива природный газ наиболее широко используется в Иране, Китае, Пакистане, Аргентине, Индии, Бразилии, Италии, Колумбии – там сформированы самые большие газомоторные автопарки. При этом природный газ применяется на всех видах транспорта – от частного до коммерческого, включая легковые и грузовые автомобили, а также пассажирский и спецтранспорт.

Сценарий развития рынка газомоторного топлива практически во всех странах похожий – чтобы внедрить на высококонкурентном топливном рынке природный газ, необходимо создать развитую инфраструктуру, наладить производство газовых автомобилей и сформировать стимулы для автовладельцев. Как обстоят дела у нас с этим в России?

Инфраструктура

Сегодня в России более 270 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС). Это немного, учитывая масштабы нашей страны, однако, если посмотреть на карту АГНКС, то можно увидеть, что станции есть практически во всех крупных городах и административных центрах.

Основная доля станций принадлежит «Газпрому», что вполне объясняет, почему газовый монополист является ключевым игроком на рынке. Согласно опубликованному в марте докладу Минэнерго, в 2016 году планируется открыть 52 новые АГНКС, 35 из которых строит «Газпром газомоторное топливо».

С прошлого года компания «Газпром газомоторное топливо» открыла семь новых станций: три в Ставропольском крае, три в Республике Татарстан, одну в Великом Новгороде. Еще две АГНКС, расположенные в Уфе, были введены в эксплуатацию после реконструкции. На данный момент к открытию готовятся станции в Новокузнецке, Томске, Южно-Сахалинске.

В перспективе природным газом можно будет заправиться и на традиционных АЗС. Модули компримирования природного газа могут появиться на станциях «Газпром нефть», «Газпром газэнергосеть» и «Лукойл». Эксперты рынка полагают, что это позволит ускорить темп развития рынка газомоторного топлива.

Автомобили на природном газе

Если говорить об автомобилях, использующих природный газ в качестве топлива, то тут возможны два подхода: переоборудовать имеющийся или купить готовый газовый транспорт. Согласно статистике, сегодня гораздо чаще устанавливают газобаллонное оборудование на автомобили, чем покупают готовые заводские версии. В 2015 году рост российского парка газобаллонной техники составил порядка 8 000 автомобилей, из них большая доля – 5 000 транспортных средств – была переоборудована.

Если выбирать «готовое решение», то на российском рынке доступна заводская техника как отечественного производства, так и зарубежных автопроизводителей – европейских и азиатских:

Источник: Каталог газомоторной техники Ecogas-auto.ru *в таблице указаны основные модели транспортных средств, на базе которых возможно создание разнообразных комплектаций (свыше 2 500)

Сегодня количество моделей, использующих природный газ, достаточно обширно. В сегменте легкого коммерческого и пассажирского транспорта, а также спецтехники лидируют российские производители – Группа «ГАЗ» и «КАМАЗ». Компании создали нишевые продукты на природном газе, которые уже сегодня доступны для приобретения.

Азиатские автопроизводители нацелены на внедрение газомоторных моделей на российском рынке пассажирских перевозок и спецтранспорта. А вот газомоторная стратегия «европейцев» в России направлена на магистральный сегмент, и здесь наиболее активны – Scania, Iveco и Volvo.

Однозначно наблюдается перекос в сторону «тяжелой» техники – на российском рынке до сих пор не представлено ни одной заводской легковой модели на природном газе. Возможно, серийное производство Lada Vesta CNG и выход на рынок других автопроизводителей смогут удовлетворить растущий спрос на легковой газовый транспорт.

Мы обратились за комментариями по данной ситуации к автопроизводителям.

Сергей Ильинский

руководитель пресс-центра «АВТОВАЗа»

«В настоящее время у нас отработаны технологии CNG для Весты, Ларгуса и 4х4. Массовое производство этих автомобилей зависит от темпов строительства необходимой заправочной инфраструктуры и запросов со стороны потребителей. Сейчас мы применяем самое современное газовое оборудование, которое достаточно дорого. Мы внимательно изучаем рынок таких автомобилей и ищем пути снижения их стоимости. Кроме того, АВТОВАЗ был бы заинтересован в том, чтобы его модели CNG были включены в список транспорта на газомоторном топливе, покупка которого субсидируется со стороны государства».

Пока автопроизводители сетуют на отсутствие развернутой инфраструктуры, коммерческие потребители успешно эксплуатируют газовый транспорт. Примером служат «ХАВИ Логистикс» (ООО «РУЛОГ»), обеспечивающие доставку продуктов питания для сети ресторанов «Макдоналдс», «Подолький хлебокомбинат» и другие. В сегменте легкового транспорта, работающего на природном газе, особый спрос со стороны служб такси. Экологичные автопарки на природном газе уже работают в Москве, Краснодаре, Калининграде, Казани, Тольятти, Саратове, Астрахани и ряде других городов России.

В действительности, проблема дефицита заводских автомобилей на природном газе намного шире – за 2015 год в России было продано лишь 3 172 единицы техники на метане, и это – самый высокий показатель за последние годы. По данным «Газпрома», их сеть станций загружена лишь на 26%, а для того, чтобы загрузить действующую и строящуюся инфраструктуру, по подсчетам специалистов, необходимо производить не менее 15–20 тыс. автомобилей в год.

Ответ на наш вопрос открывается при изучении статистики продаж отечественной газомоторной техники: в 2012 году продано 536 единиц, в 2013 – 1 187, в 2014 – 2 156, в 2015 – 3 044. Рост продаж газомоторной техники в 2013 году обусловлен тем, что Правительство подписало распоряжение, согласно которому к 2020 году от 10 до 50 процентов общественного и коммунального транспорта в городах с населением более 100 тыс. человек должны работать на природном газе. В 2014 году стартовала программа государственного субсидирования закупки газомоторной техники отечественного производства. По результатам двух лет регионами было приобретено порядка 2 200 единиц транспорта.

Свою лепту в стимулирование отечественных автопроизводителей внес и «Газпром» – за эти два года компания закупила порядка 2 858 единиц газовой техники, основными поставщиками которой стали «КАМАЗ» и Группа «ГАЗ».

Таким образом, из 5 200 единиц российской техники, проданной в 2014–2015 гг., большая часть была приобретена с помощью государственных субсидий и «Газпрома».

Стратегия победителя

Хочется привести в пример европейский рынок, который лучше сбалансирован и ориентирован на массового потребителя: в Европе продают 23 модели легковых битопливных (бензин/природный газ) автомобилей, 14 моделей легких коммерческих автомобилей, 8 моделей грузовых автомобилей и 12 моделей автобусов (источник: Европейская ассоциация транспорта на природном газе).

Стратегию ориентированности на интересы потребителя европейские компании принесли и в Россию, этим обусловлена политика Scania, Iveco, Volvo, которые предлагают газовые версии своих моделей в грузовом сегменте, составляющие львиную долю автомобильного рынка России. Компании оценивают перспективы данного вида топлива прежде всего с точки зрения их пользы для потребителя и глобальной мировой конъюнктуры рынка, ведь они – не участники программы субсидирования, а залог их успеха – сильная стратегия и высокое качество производимой продукции и сервиса.

Сергей Яворский

коммерческий директор ООО «Скания-Русь»

«Мы давно зафиксировали на российском рынке рост заинтересованности в инновационности модельного ряда двигателей. Одним из ключевых преимуществ газовой техники является экономия топлива. Так, мы провели мониторинг работы первого газового автомобиля и зафиксировали, что при пробеге 190 000 км была достигнута экономия топлива, составившая без малого 900 000 рублей. Однако, переход на газовое топливо связан не только с экономической выгодой, но и с глобально растущим запросом на замену дизельного топлива природным газом и биогазом, позволяющим значительно снизить выброс углекислого газа».

Но это совсем не означает, что данному топливу не нужна государственная поддержка.

Ларс Мортенссон

директор по экологии VolvoTrucks

«Метан — это уникальный продукт, который в долгосрочной перспективе станет равноценной заменой дизельному топливу. А различные исполнительные органы должны создать правила и условия для развития и популяризации данного вида топлива».

Мировая практика показывает, что государственная стратегия поддержки данного вида топлива должна быть направлена прежде всего на автовладельцев – на увеличение их выгоды от приобретения экологичной техники. Снижение налоговых ставок на газомоторные автомобили, субсидирование автовладельцев, преференции для экологичной техники на парковках и другие подобные меры – это и есть эффективная общепризнанная практика стимулирования спроса на газомоторные автомобили.

Виды газомоторного топлива, их преимущества и недостатки

Одна из многочисленных причин медлительности в газификации транспорта в том, что номенклатура газомоторного топлива довольно-таки обширна:

• сжиженный нефтяной газ (СНГ);
• компримированный (сжатый) природный газ (КПГ);
• сжиженный природный газ (СПГ).

Главные преимущества газомоторного топлива в его цене, цене и еще раз цене. Пока эти преимущества перевешивают многочисленные и разносторонние недостатки.

Сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Этот газ представляет собой смесь пропана С3Н8 и бутана С4Н10, извлекаемую их попутных нефтяных газов, из конденсатных фракций природного газа, из газов процессов стабилизации нефти и конденсата, из нефтезаводских газов, получаемых с установок переработки нефти. Помимо пропана и бутана нефтяной газ содержит по массе порядка 6% других углеводородов – этана, этилена, пропилена, бутилена и их изомеров, то есть состав СНГ неоднороден и непостоянен. Для контроля утечек в состав СНГ вводят зловонные вещества – меркаптаны. Меркаптаны легко идентифицировать носом, когда на улице мимо вас проезжает газобаллонная «ГАЗель».

Главное преимущество пропана и бутана в высокой критической температуре. Критической называют температуру, при которой плотность жидкости и ее насыщенного пара становятся равными и граница раздела между ними исчезает.

У пропана критическая температура 96,8 °C, у бутана 152,0 °C, что позволяет легко сжижать эти газы и хранить в жидком состоянии при относительно невысоком давлении до 1,6 МПа. Это также означает, что сосуд для хранения СНГ будет сравнительно легким, а храниться в сжиженном состоянии газ может сколь угодно долго при условии полной герметизации сосуда. Вместе с тем баллон для СНГ – это сосуд под давлением, и ему невозможно придать любую форму, как, например, бензобаку. Это обстоятельство порождает проблемы с размещением газового баллона на машине.

Для заправки автотранспорта используют две марки СНГ: летнюю и зимнюю. Летняя марка, или пропан-бутан автомобильный (ПБА), содержит 50±10% пропана по массе. Зимняя, или пропан автомобильный (ПА), содержит 85±10% пропана по массе. Таким образом, регулируя содержание легкого пропана, обеспечивают круглогодичную эксплуатацию газобаллонных автомобилей.

Применение СНГ огра­ничено бензиновыми двигателями, то есть двигателями с низкой степенью сжатия и исковым зажиганием. Это легковые автомобили, мало- и среднетоннажные грузовики и энергетические установки. Расход СНГ на 10–15% выше, чем бензина, из-за меньшей объемной теплотворности: 1 л бензина будет эквивалентен 1,1–1,15 м 3 СНГ, а в реальных условиях из-за падения мощности двигателя – 1,15–1,3 м 3 СНГ. При низкой температуре двигатель пускают на бензине, после прогрева водитель может переключиться на газ прямо из кабины. Переходить с одного вида топлива на другой можно на ходу.

Пропан-бутан тяжелее воздуха в 1,5–2 раза и при утечке скапливается у земли, создавая взрывоопасную и вредную для здоровья атмосферу. Поэтому газобаллонные автомобили хранят на открытых стоянках, а ремонтные зоны оснащают хорошей вентиляцией. Длительное вдыхание пропан-бутана не только малоприятно по причине меркаптанов, но и ведет к плохому самочувствию, вплоть до отравления.

Октановое число СНГ около 105, и, как утверждают, ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Это утверждение не должно служить поводом для самоуспокоения, при определенной пытливости ума детонации можно добиться.

С учетом затрат на оборудование газовой аппаратурой, ее массы и меньшего запаса хода на одной заправке перевод автомобиля на СНГ остается выгодным благодаря цене. Локомотивом продвижения СНГ в массы были и остаются легковые автомобили и малотоннажные грузовички. Сжиженные нефтяные газы вырабатывают те же компании как побочный продукт производства жидкого топлива, что сказывается на количестве газовых заправок – компании заинтересованы в сбыте собственного продукта.

Что касается дизельных двигателей, то здесь пропан-бутан не имеет перспектив из-за нестабильности горения при высокой степени сжатия. Это основная причина, почему СНГ не прижились на дизелях. Но потенциал СНГ полностью еще не раскрыт.

Общая справка о метане

Под природными газами понимается метан СН4 – простейший углеводород без цвета и запаха. Метан – третий по распространенности газ во вселенной после водорода и гелия. О происхождении залежей природного газа в земной коре нет окончательного мнения, как и о происхождении нефти.

Природный газ содержит от 70 до 98% метана, остальное приходится на более тяжелые углеводороды: этан, пропан и бутан, а также неуглеводороды: воду, сероводород, углекислый газ, азот, гелий и другие инертные газы. Перед подачей в газотранспортную систему (ГТС) природный газ необходимо очистить и осушить, избавившись от воды, сероводорода, отделить тяжелые углеводороды и другие примеси. В магистрали пары воды могут конденсироваться или образовывать с газом кристаллические соединения – гидраты – и скапливаться на изгибах трубопровода, затрудняя продвижение газа. Сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования. В зависимости от состава природного газа применяют различные технологии осушки и разделения газов. Таким образом, остается чистый метан с незначительными примесями. Через ГТС метан поступает потребителям. Если ваше жилище подключено к газораспределительной системе, то на кухне в конфорке у вас горит именно метан. Этим же метаном после сжатия или сжижения заправляют газобаллонную технику.

Метан – газ без запаха, характерный аромат («При запахе газа звонить 09») ему придают меркаптаны, которые впрыскивают в газ перед закачкой в ГТС (16 г на 1000 м 3 ). Этот метод придумали для обнаружения утечек из ГТС, протяженность которой насчитывает тысячи километров. При утечке меркаптановая отдушка привлекает ворон, скопища которых легко обнаружить во время облета трубопровода на вертолете.

Метан в 1,6 раза легче воздуха и при утечке моментально улетучивается. Метан взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 до 17%. Самая взрывоопасная концентрация – 9,5%. Определить наличие в воздухе метана легко по меркаптановым ароматам. В местах природного образования метана, где невозможно его определить по запаху, например в шахтах, используют газоанализаторы. Первыми шахтными газоанализаторами были канарейки. Газобаллонную технику хранят на открытых стоянках, а закрытые ремонтные зоны оснащают принудительной вытяжной вентиляцией. На магистральном газе без какой-либо подготовки работают энергетические установки различной мощности, подключенные непосредственно к трубе.

Компримированные природные газы (КПГ)

Критическая температура метана составляет –82,3 °С, и его сжижение весьма затратно, поэтому метан как газомоторное топливо используется в основном в компримированном (сжатом) виде, при этом газ сокращается в объеме в 200–250 раз. К автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС) подводят газопровод и компримируют газ на месте. Сжимают, точнее, дожимают магистральный газ компрессором до 20 МПа и осушивают. На станции КПГ хранят в небольшом сосуде высокого давления, из которого газ закачивают в баллоны автомобиля. Что касается перевозки готовых КПГ, то для этого служат специальные газовозы, представляющие собой батарею баллонов, небольших по объ-ему в сравнении с цистерной для сжиженных газов, то есть перевозка готовых КПГ – занятие дорогое и специфичное. Подвод магистрального газа к заправочной станции необходим, что несколько затрудняет расширение сети газовых заправок. Сегодня в 58 регионах РФ действует 246 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), заправляющих транспорт КПГ. Безусловным лидером национального газомоторного рынка является «Газпром» – в его собственности находится 210 АГНКС. Более 10 лет «Газпром» занимается популяризацией в России газомоторного топлива – АГНКС есть в 70% регионов, а не во всех, 246 АГНКС – это 1% на фоне всех АЗС на территории РФ, а безусловный лидер вводил в эксплуатацию по 2,1 АГНКС в год.

Высокое давление КПГ требует очень прочных, толстостенных, тяжелых баллонов. Но это еще не всё. На КПГ можно проехать в 3,5 раза меньшее расстояние, чем на СНГ при равных объемах газовых баллонов. Либо обвешиваться баллонами, либо часто заправляться – в этом основной недостаток КПГ, определяющий сферу его применения: вблизи заправки, а также типы двигателей, на них работающих.

Ввиду того, что нужно значительное пространство дляразмещения баллонов для КПГ, этот вид топлива представляет интерес для средне- и крупнотоннажных автомобилей и тракторной техники. Наибольший интерес сегодня представляют двухтопливные двигатели – газодизели, работающие на дизельном топливе и КПГ, именно из-за скудной инфраструктуры КПГ, чтобы было на чем доехать до заправки. Под второй вид топлива дизельный двигатель переделывается сравнительно просто и быстро, впрыск дизельного топлива в камеру сгорания служит для воспламенения горючей смеси. Производители газовой аппаратуры достигли соотношения расхода дизельного топлива и метана 20:80 на магистральных тягачах с топливной системой Common Rail и 30:70 на тракторной технике с ТНВД. Перевод машины на КПГ в 3–4 раза дороже, чем аналогичная операция с СНГ, тем не менее затраты окупаются примерно в течение года благодаря разнице в цене на газ и дизельное топливо.

Машиностроение предлагает и однотопливные двигатели на КПГ с пониженной степенью сжатия и искровым зажиганием. Надо понимать, что такие машины буквально цепью прикованы к заправке.

КПГ – отличное топливо для дизельного двигателя. Метан не образует отложений в топливной системе, не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, тем самым снижая трение и уменьшая износ двигателя. Метан сгорает полностью, не образуя твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндро-поршневой группы. Таким образом, использование природного газа в качестве моторного топлива позволяет увеличить срок службы двигателя в 1,5–2 раза. Метан экологичен: он дает очень чистый выхлоп. А главное, КПГ стоит втрое дешевле бензина и дизельного топлива, хотя на самом деле должен стоить еще меньше.

Сжиженный природный газ (СПГ)

При сжижении метан уменьшается в объеме в 600 раз – в этом главное преимущество сжижения, что определяет сферу его применения: автобусы, магистральные тягачи, карьерные самосвалы, то есть там, где топливные емкости должны занимать место по минимуму, а вмещать по максимуму. Один и тот же объем вмещает СПГ в три раза больше, чем КПГ.

Сжижение проходит при температуре –161,5 °С. Процесс энергозатратный и требует криогенного оборудования. Сжиженный метан хранится при температуре внутри термоизолированного сосуда от –160 до –196 °С. Необходима очень качественная термоизоляция. И точно так же, как с КПГ, пере­оборудуют дизельные двигатели в двутопливные. Автомобильное оборудование для СПГ отличается баллоном-термосом и испарителем, остальные узлы такие же.

Сжиженный метан распространен еще менее, чем сжатый. Некоторые автобусные парки строили у себя газовые заправки. Эти опыты до сих пор носят более экспериментальный характер.

Заключение

Когда возникают дискуссии о газомоторном топливе и его медленном распространении, всегда поднимается вопрос о том, что первично: парк газобаллонных автомобилей или сеть газовых заправок. Абсолютно понятно, что первична заправочная сеть. Отсюда вытекает извечный вопрос: кто виноват? Собственники заправочных сетей. Собственникам не интересно то, что интересно стране, ибо не видят они в том прибыли. Собственники и далее будут продолжать саботаж газификации транспорта.

Что делать? Единственным действенным средством борьбы с естественными монополиями и стимулирования экономики в целом остается национализация в первую очередь ПАО «Газпром», всех его дочерних предприятий и всех газораспределительных сетей. Негоже предприятиям, решающим экономические и социальные задачи в масштабах Российской Федерации, субъектов и частей субъектов Федерации, служить для удовлетворения амбиций узкого круга физических лиц. Регулирование тарифов на данном направлении не более чем паллиатив.

Источник http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/56-gaz_toplivo/index.shtml

Источник https://www.kolesa.ru/article/gazovoe-budushhee-pochemu-metan-dolzhen-byt-populyarnee-benzina

Источник https://os1.ru/article/4345-vidy-gazomotornogo-topliva-ih-preimushchestva-i-nedostatki