Выбор газообразного топлива

В настоящее время бензин постоянно дорожает, и сегодня многие потребители пытаются найти ему замену другим видом топлива. В качестве альтернативы бензину предлагаются: природный газ, синтезированный газ, различные жидкости, в том числе и спирт, изготавливаемый из биологического сырья. Такие виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин.

Газообразные топлива, применяемые в автомобильных двигателях,разделяют на сжатые и сжиженные.

Сжатые или компримированные природные газы (КПГ) (ГОСТ 27577-2000 «Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания. Технические условия.») содержат до 95% метана (СН4).

Использование компримированного (сжатого) природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте имеет ряд положительных качеств:

- обладает хорошей смешиваемостью с воздухом для образования однородной горючей смеси;

- имеет высокую калорийность горючей смеси и высокое октановое число (ОЧМ>102-105 ед.), что не допускает детонационного сгорания в цилиндрах двигателя и позволяет использовать высокие степени сжатия;

- обеспечивает минимальное количество веществ, вызывающих коррозию поверхностей двигателей, окисление и разжижение моторного масла в картере двигателя;

- обеспечивает минимальное образование токсичных и канцерогенных веществ в продуктах сгорания;

- обладает способностью сохранять стабильность компонентного состава, физико-химические и моторные свойства;

- имеет минимальное содержание смолистых веществ и механических примесей, способствующих нагарообразованию и загрязнению систем питания и зажигания двигателя.

- не вызывает разжижения и уменьшение загрязнения моторного масла повышает срок его службы; в результате расход масла уменьшается на 10-15% по сравнению с бензиновыми двигателями;

- значительно снижает образование нагара на деталях цилиндропоршневой группы и увеличивает моторесурс двигателя в среднем на 35-40%;

- срок службы свечей зажигания увеличивается на 40%;

- снижаются выбросы вредных веществ, а также шумность работы двигателя;

- при работе двигателя автомобиля по газодизельному циклу в 3-4 раза уменьшается выброс твердых частиц с отработавшими газами и значительно снижается содержание канцерогенных веществ.

К недостаткам природного газа следует отнести следующее:

- наличие низкого цетанового числа (ЦЧ=10) и, следовательно, плохой воспламеняемости по сравнению с нефтяным топливом.

- уменьшенная по сравнению с жидким нефтяными топливом скорость горения;

- время разгона автомобиля увеличивается на 24-30%;

- максимальная скорость уменьшается на 5-6%;

- затруднена эксплуатация грузовых автомобилей с прицепом;

- дальность ездки на одной заправке газом не превышает 65% дальности ездки на одной заправке нефтяным топливом.

Из-за наличия дополнительной газобаллонной аппаратуры трудоемкость ТО и ТР увеличивается на 4-6%. В зависимости от количества и массы баллонов высокого давления металлоемкость грузовых газобаллонных автомобилей (ГБА) увеличивается на 400-900 кг и соответственно снижается их номинальная грузоподъемность; у легковых автомобилей уменьшается полезный объем багажного отделения.

Техническое обслуживание и ремонт газобаллонных автомобилей требует более высокой квалификации обслуживающего персонала и дополнительных затрат.

Указанные преимущества и недостатки КПГ как топлива для автотранспорта в известной мере определяют и область применения газобаллонных автомобилей.

В соответствии с ГОСТ 27577-2000 компримированный природный газ должен соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 5.5

Таблица 5.5 Физико-химические показатели топливного компримированного газа для двигателей внутреннего сгорания по ГОСТ 27577-2000

Наименование показателя	Значение	Метод испытания
1. Объемная теплота сгорания низшая кДж/м³, не менее 2. Относительная плотность к воздуху 3. Расчетное октановое число газа (по моторному методу), не менее 4. Концентрация сероводорода, г/ м³, не более 5. Концентрация меркаптановой серы, г/ м³, не более 6. Масса механических примесей в 1 м³, мг, не более 7. Суммарная объемная доля негорючих компонентов, %, не более 8. Объемная доля кислорода, %, не более 9. Концентрация паров воды, мг/ м³, не более	0,55-0,70   0,02   0,036   1,0   7,0   1,0 9,0	По ГОСТ 22667   По ГОСТ 22667 По п.6.4   По ГОСТ 22387.2   По ГОСТ 22387.2   По ГОСТ 22387.4   По ГОСТ 22381   По ГОСТ 22381 По ГОСТ 20060, раздел 2
П р и м е ч а н и е — Значения показателей установлены при температуре 293 К (20°С) и давлении 0,1013 Мпа.

Сжиженные нефтяные газы (ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта») содержат пропан – бутановые и бутилен – пропиленовые смеси.

Для сжиженных углеводородных газов для автомобильного транспорта установлены марки, приведенные в таблице 5.6.

Таблица 5.6 Марки сжиженных углеводородных газов

Марка	Наименование	Код ОКП
ПА	Пропан автомобильный	02 7239 0501
ПБА	Пропан-бутан автомобильный	02 7239 0502

Марка газа ПБА допускается к применению во всех климатических районах с температурой окружающего воздуха не ниже минус 20°С.

Марка ПА рекомендуется к применению в температурном интервале от минус 20°С до минус 35°С. Для полного израсходования запасов сжиженного газа марки ПА допускается ее применение в весенний период при температуре не выше 10°С.

По физико-химическим показателям углеводородные сжиженные газы должны соответствовать требованиям ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта», приведенным в таблице 5.7.

Таблица 5.7— Физико-химические показатели газов по ГОСТ 27578-87

Наименование	Норма для марки	Метод испытания
ПА	ПБА
1.Массовая доля компонентов, %: -сумма метана, этана - пропан - сумма углеводородов С4и выше сумма непредельных углеводородов, не более	не нормируется 85±10 не нормируется	не нормируется 50±10 не нормируется	По ГОСТ 10697
2. Содержание жидкого остатка при 40°С, свободной воды и щелочи	отсутствие	отсутствие	По п.3.2
3. Давление насыщенных паров, избыточное, Мпа, при температуре плюс 45°С, не более минус 20°С, не менее минус 35°С, не менее	- - 0,07	1,6 0,07 -	По п. 3.3
4. Массовая доля серы и сернистых соединений,%, не более, в том числе сероводорода, не более	0,01 0,003	0,01 0,003	По ГОСТ 22985 По ГОСТ 22985 или ГОСТ 11382

При массовой доле меркаптановой серы менее 0,001% сжиженные газы должны быть одорированы.

Сжиженные газы малотоксичны и по степени воздействия на организм относятся к веществам 4-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007.

Сжиженные газы образуют с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров пропана от 2,1 до 9,5%, изобутана от 1,8 до 8,4%, нормального бутана от 1,5 до 8,5% объемных при давлении 98066 Па (1 атм) и температуре 15-20 °С.

Пары сжиженного газа обладают плотностью большей, чем плотность воздуха, и могут скапливаться в низких и непроветриваемых местах.

Запрещается применять и хранить сжиженный газ в закрытых гаражах и других отапливаемых помещениях, где температура воздуха превышает 25 °С.

Сжиженные газы могут проявлять следующие опасные свойства:

- токсичность продуктов неполного сгорания газов;

- удушающее действие газов при содержании в воздухе кислорода ниже допустимого;

- сильное охлаждающее действие жидкой фазы, вызывающее тяжелое обморожение.

Меры первой помощи:

- при отравлении - свежий воздух (кислород), тепло, вата, смоченная нашатырным спиртом, для приведения пострадавшего в сознание - горячее питье, при необходимости - искусственное дыхание;

- при попадании жидкой фазы на одежду - немедленно удалить одежду с целью исключения соприкосновения жидкой фазы с телом человека;

- при обморожении - наложить сухую стерильную повязку на обмороженную поверхность кожи и немедленно

обратиться к врачу.

При работе со сжиженными газами глаза необходимо защищать очками с боковыми открылками, так как попадание капель в глаза может вызвать потерю зрения.

Основные достоинства СПГ и СНГ по сравнению с бензинами:

- обеспечивают большой КПД;

- позволяют значительно увеличить степень сжатия;

- обеспечивают надёжный пуск при низких температурах;

- обладают хорошими экологическими свойствами: содержание в выхлопных газах СО уменьшается в 2-3 раза; углеводородов СН в 1,2º±1,9 раза; В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца.

- дешевле по сравнению с бензинами;

Среднее октановое число природного газа составляет 105 единиц, что выше, чем у бензинов товарных марок.

Эксплуатация показала, что двигатели, которые переводили с бензина на газ, более надёжны и долговечны - в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях - её не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла.

Основные недостатки – снижение грузоподъёмности автомобилей, оборудование газобаллонной аппаратурой и повышение пожароопасности при использовании СНГ.

Дата добавления: 2014-12-08