Gaz ziemny jako paliwo do pojazdów. Gaz ziemny jako paliwo silnikowe

Parking naszego kraju znacznie się rozrósł ostatnie lata i jego wzrost trwa.

Związanemu z tym wzrostowi zużycia paliw płynnych w transporcie towarzyszy wyczerpywanie się dobrze zagospodarowanych i dogodnie położonych pól naftowych, w wyniku czego konieczne jest zagospodarowanie nowych, zlokalizowanych na trudno dostępnych terenach. To z kolei prowadzi do wzrostu cen zarówno ropy naftowej, jak i otrzymywanych z niej produktów naftowych.

Tymczasem kraj ma duże rezerwy wysokiej jakości paliwo silnikowektóry nie wymaga żadnej obróbki chemicznej do stosowania w silnikach. To jest gaz ziemny. Jako paliwo silnikowe przewyższa gaz ziemny olej opałowy... Przy jego zastosowaniu zapewnione są wysokie wskaźniki techniczne i ekonomiczne w silniku spalinowym, ponieważ gaz ziemny ma dobre właściwości przeciwstukowe, stwarza korzystne warunki do tworzenia mieszanki i ma szerokie zakresy zapłonu w mieszaninie z powietrzem. Najwyraźniej z tego powodu pierwsze ICE zostały stworzone do pracy na gazie.

Pod koniec lat 40. i na początku 50. ZSRR opanował produkcję pojazdów na butle gazowe na sprężony gaz ziemny. Kilka tysięcy takich samochodów od kilku lat jeździ na Ukrainie i nad Wołgą - regionach, które w tamtym czasie były dostatecznie zaopatrzone w gaz ziemny.

ale pierwszy poziom zaopatrzenie w gaz i stosunkowo niewielka produkcja gazu w tamtym czasie nie pozwoliła na rozszerzenie wykorzystania pojazdów na butle gazowe, a zwiększone zapotrzebowanie na inne branże (np. do produkcji nawozów), nieposiadające wzrostu produkcji, doprowadziło ostatecznie do zaprzestania produkcji takich pojazdów i ich wycofania nieczynne.

Obecnie sytuacja radykalnie się zmieniła. Oddzielne magistrale gazowe od dawna są połączone w Jednolity System Dostaw Gazu, który gęstą siecią obejmuje całą europejską część Rosji, Azję Środkową, Kraj Nadmorski i wyspę Sachalin. Zgazowanie przebiega w szybkim tempie.

Tak więc istnieje zespół czynników - od wysoka jakość gazu ziemnegojako paliwo silnikowe, aż do efektywnego poziomu rozwoju Zunifikowanego Systemu Dostaw Gazu - wyznaczającego szerokie perspektywy wykorzystania paliwa gazowego w transporcie.

Pośrednim potwierdzeniem celowości stosowania gazu ziemnego jako paliwa do silników spalinowych jest jego powszechne stosowanie we Włoszech, USA, Japonii, Niemczech, Kanadzie, Holandii itp.

Gazy palne stosowane jako paliwo silnikowe do samochodów można warunkowo podzielić na trzy główne typy zgodnie z warunkami określonej zawartości, która wpływa na możliwość stosowania na różne klasy samochody (samochody, ciężarówki, autobusy):

1. Skroplony gaz ropopochodny (LPG).

2. Sprężone (sprężone) gazy ziemne (CNG).

3. Skroplone gazy naturalne (LNG).

Z skroplone gazy naftowe w normalne temperatury (w zakresie od –20 ° C do +20 ° C) i stosunkowo niskie ciśnienia (1,0 ... 2,0 MPa - 10 ... 20 kgf / cm2) znajdują się w stanie ciekłym. Ich głównymi składnikami są etan, propan, butan oraz bardzo zbliżone do nich nienasycone węglowodory - etylen, propylen, butylen i ich izomer. Gazy te powstają podczas wydobywania i przetwarzania ropy naftowej i dlatego nazywane są skroplonymi gazami ropopochodnymi (LPG). Zestaw wyposażenia na gaz LPG wraz z butlą waży od 40 do 60 kg i nadaje się do montażu w samochodach osobowych. Objętość cylindra zapewnia przebieg około 300 km, co jest współmierne do szacunkowego przebiegu 400 km dla samochodu benzynowego.

Sprężone (sprężone) gazy ziemne (CNG)w normalnych temperaturach i przy każdym wysokim ciśnieniu znajduje się w stanie gazowym. Gazy te obejmują metan, wodór itp. Metan jest przedmiotem największego zainteresowania w przypadku stosowania jako paliwo w transporcie drogowym. Jest to główna część wytwarzanych gazów ziemnych i część biogaz otrzymywany z fermentacji różnych odpadów ściekowych.

Główną wadą gazu ziemnego jako paliwa do pojazdów jest bardzo niskie objętościowe stężenie energii. Jeżeli ciepło spalania jednego litra paliwa ciekłego wynosi około 31 426, to dla gazu ziemnego o temp normalne warunki wynosi 33,52–35,62 kJ, czyli prawie 1000 razy mniej. Z tego powodu, aby wykorzystać gaz jako paliwo silnikowe w pojeździe, należy go najpierw sprężać wysokie ciśnienie 20-25 MPa i więcej i napełnij je specjalnymi cylindrami.

Do magazynowania gazu pod takim ciśnieniem, butle ze stali węglowych i stopowych są wytwarzane na ciśnienie 15–32 MPa. Każda pusta butla waży ponad 100 kg. Używanie ich w samochodzie osobowym nie jest racjonalne, ponieważ ich waga jest współmierna do możliwej ładowności.

W związku z tym są używane samochody ciężarowe i autobusy.

Jednak pomimo tego, że cylindry stosowane we współczesnej praktyce są nadal ciężkie, w pełni zapewniają one średni dzienny przebieg samochodu i mogą być ponownie wykorzystane po wycofaniu samochodu z eksploatacji. W niektórych gałęziach techniki stosowane są zbiorniki z tworzywa sztucznego wzmocnionego, które są 4–4,5 razy lżejsze od zbiorników stalowych. W tym przypadku współczynnik magazynowania masy CNG, choć pozostaje mniejszy niż benzyny, różni się od niego ilością mało istotną w praktyce. Ale są bardzo drogie.

Skroplone gazy naturalne (LNG)są tego samego pochodzenia i składu co sprężone gazy naturalne. Uzyskuje się je przez schłodzenie metanu do minus 162 ° C. Przechowywane w izolowanych pojemnikach.

Niezależnie od jakości izolacji termicznej zbiorników zawierających gaz (naczynia Dewara) temperatura w nich wzrasta, dlatego ten sposób utrzymywania paliwa gazowego może być stosowany podczas intensywnej eksploatacji pojazd i jego przechowywanie bez garażu, ponieważ wymagane jest okresowe obniżenie ciśnienia, tj. uwolnienie części gazu.

Podczas konwersji pojazdów na LNG jego niską temperaturę można wykorzystać do kompensacji strat mocy lub klimatyzacji w kabinie pasażerskiej.

Doposażenie pojazdu do pracy na CNG polega na zamontowaniu specjalnego zbiornika kriogenicznego, niewielkiego parownika wykorzystującego ciepło spalin oraz zamontowaniu układu gazowego sprzęt paliwowy, który jest podobny do stosowanego w pojazdach na gaz podczas pracy na CNG. Koszty produkcji LNG są 2-3 razy wyższe niż produkcji CNG. Dlatego zaleca się stosowanie skroplonego gazu ziemnego w pojazdach chłodniczych, gdzie może on działać dodatkowe funkcje czynnik chłodniczy do lodówek i klimatyzatorów.

Biorąc pod uwagę powyższe i biorąc pod uwagę, że książka dotyczy wyposażenia gazowego do samochodów osobowych i lekkich ciężarówek, skupimy się na dwóch pierwszych rodzajach paliw gazowych oraz urządzeniach zapewniających ich pracę w silnikach wewnętrzne spalanie (LÓD).

Czego możemy się spodziewać po paliwach gazowych?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, rozważmy główne parametry fizyko-chemiczne paliw gazowych, a także ich wpływ na występ silnik w porównaniu z podobnymi parametrami benzyny.

Zapoznajmy się z wielkościami, które je charakteryzują.

1 Wartość opałowa netto (HH, MJ / kg lub MJ / m3) charakteryzuje właściwości energetyczne gazu i wskazuje, jaka jest najmniejsza ilość ciepła, jaka może zostać uwolniona podczas całkowitego spalania jednostki masy lub objętości.

2 Współczynnik stechiometryczny (masa lub objętość) (L0 kg / kg lub m3 / m3) charakteryzuje ilość powietrza teoretycznie wymaganą do całkowitego spalenia jednostki masy lub objętości gazu.

3 Wartość opałowa netto mieszaniny palnej (hH MJ / kg lub MJ / m3) charakteryzuje zawartość energii cieplnej na jednostkę masy lub objętości palnej mieszaniny o składzie stechiometrycznym.

Wskaźniki te są powiązane stosunkiem:

4. Gęstość (P, kg / m3) reprezentuje masę w jednostkowej objętości gazu w fazie ciekłej lub gazowej w pewnym momencie warunki zewnętrzne (temperatura i ciśnienie).

5. Liczba oktanowa (RON) charakteryzuje właściwości przeciwstukowe gazu i służy jako kryterium do ustalenia dopuszczalnego stopnia sprężania silnika. RON paliw gazowych mieści się w przedziale 70–110 Im wyższy RON gazu, tym mniej podatny spalanie detonacyjne i im wyższy dopuszczalny stopień sprężania silnika, a co za tym idzie, jego ekonomiczność.

6. Liczba cetanowa (CG) charakteryzuje palność gazu: im jest ona niższa, tym gorszy jest zapłon gazu, a tym samym pogarszają się właściwości rozruchowe silnika na tym gazie.

Liczby oktanowe i cetanowe są liniowo powiązane: im wyższy RON, tym niższa CG.

7. Granice palności gazów scharakteryzować graniczne wartości zawartości gazu (w procentach objętościowych) w powietrzu, przy których zapłon mieszanki palnej jest nadal możliwy. Na palność mieszaniny gazów ma wpływ temperatura, ciśnienie oraz jej turbulencja (wir przepływów gazu). Zbyt biedni i nadmiernie wzbogaceni mieszaniny gazów nie zapalać.

Znajomość tych granic jest ważna zarówno dla organizacji przepływu pracy i regulacji dopływu paliwa do silników, jak i dla określenia bezpieczeństwa wybuchowego i przeciwpożarowego stężeń oraz odpowiedniego rozmieszczenia i konserwacja samochody.

8. Temperatura krytyczna (Tcr) - temperatura, w której gęstość cieczy i jej pary nasyconej wyrównuje się, a granica między nimi zanika.

9. Ciśnienie pary nasyconej (Rcr) w temperaturze krytycznej nazywa się ciśnieniem krytycznym.

W temperaturach powyżej temperatury krytycznej substancja może znajdować się tylko w stanie gazowym, niezależnie od ciśnienia zewnętrznego.

Znajomość temperatury krytycznej jest bardzo ważna dla oceny paliw gazowych i ich klasyfikacji.

Rozważ tabelę z punktu widzenia porównania fizycznych i chemicznych wskaźników gazu i benzyny jako paliw do silników spalinowych.

* Dekodowanie wskaźników i tabela 1 pochodzą z podręcznika „Pojazdy z butlami gazowymi”, autorzy A. I. Morev, V. N. Erokhov, B. A. Beketov i inni. - M .: „Transport”, 1992.

Pierwszym wskaźnikiem w tabeli jest wzór chemiczny. Metan i skroplony gaz ropopochodny, w skład którego wchodzą etan, propan, butan i pentan, nie zawierają ołowiu ani w swoim składzie, ani w zanieczyszczeniach, co sprawia, że \u200b\u200bspaliny są bardziej przyjazne dla środowiska niż benzyna.

Masa cząsteczkowagazy są niższe niż benzyna, dlatego wypełnienie butli mieszanina palnaprzy innych parametrach będzie niższa niż w przypadku benzyny. To jest minus, ponieważ prowadzi to do zmniejszenia mocy silnika spalinowego.

Względna gęstość fazy gazowej w powietrzu - wartość wymagana do wyliczenia mechanizmów powstawania mieszanki płynu roboczego (mieszanki gazowo-powietrznej) i nie charakteryzuje bezpośrednio zalet lub wad paliwa gazowego nad benzyną, ale wskazuje, że w przypadku wycieku metan będzie się wznosił, a LPG będzie się gromadził na dnie.

Gęstość cieczy - charakteryzuje objętość zbiornika do przechowywania ciekłej fazy paliwa. Widzimy, że przy tej samej masie benzyna potrzebuje mniej objętości niż gaz. To jest minus.

Krytyczna temperatura. Gazy węglowodorowe o temperaturach krytycznych znacznie powyżej normalnych środowisko (na przykład propan ma 96,8 ° C, a butan 152,0 ° C), łatwo się upłynnia i przechowuje w stanie skroplonym pod stosunkowo niskim ciśnieniem. Przechowywane są w pojemnikach na tyle lekkich, że można je wykorzystać do napędzania silników samochodów osobowych i lekkich pojazdów użytkowych.

A metan, którego temperatura krytyczna jest znacznie niższa (minus 82,1 ° C), będzie znajdował się w stanie gazowym pod dowolnym ciśnieniem, a do wykorzystania jako paliwo gazowe jest zawarty w butlach pod ciśnieniem 20 MPa.

Wartosc kaloryczna netto wszystkie gazy mają więcej niż benzynę. Jest to zaleta paliwa gazowego i kompensuje zmniejszone wypełnienie butli spowodowane niską względną gęstością gazu.

Współczynnik stechiometryczny wyższa dla gazów niż benzyna.

Liczba oktanowa gaz jest znacznie wyższy niż benzyna. To ogromna zaleta gazu, która pozwala uchronić silnik przed detonacją, zwiększyć jego moc poprzez zwiększenie stopnia sprężania oraz zmniejszyć zużycie paliwa.

Temperatura zapłonu. Nie na korzyść gazu. Spowoduje to pogorszenie wydajności rozruchu silnika.

Granice palności i współczynnik nadmiaru powietrza na korzyść paliwa gazowego. Mówią, że granice regulacji silników spalinowych na paliwie gazowym są szersze niż na benzynie.

Na podstawie fizyczne i chemiczne właściwości paliw gazowych można argumentować, że z pewnością przewyższają one benzynę pod względem parametrów:

- pozwalają na osiągnięcie większej mocy i wskaźników paliwowo-ekonomicznych niż silniki benzynowe podobne pod względem organizacji procesu pracy. Specjalnie zaprojektowane silniki gazowe przewyższają silniki benzynowe pod względem określonych wskaźników mocy i są zbliżone do silników Diesla pod względem oszczędności paliwa;

- pod względem środowiskowych wskaźników spalin znacznie przewyższają benzynę.

Bardzo uderzającym dowodem na przewagę stosowania paliwa gazowego nad benzyną jest doświadczenie w tym kierunku w branży gazowniczej. Tak ocenia się doświadczenia związane ze stosowaniem paliwa gazowego w książce „Gaz ziemny jako paliwo silnikowe w transporcie” (wydawnictwo „Nedra”, 1986) autorstwa autorów F.G. Gainullin, A.I. Grishchenko, Yu. N. Vasiliev, L.S. Zolotarevsky.

„Uogólnienie i analiza wieloletnich doświadczeń w eksploatacji silników gazowych na różnych obiektach gazownictwa, przeprowadzone przez VNIIGAZ, wskazują, że przy przejściu z paliwa ciekłego na gazowe żywotność silnika sięga do wyremontować wzrasta 1,5 raza, a czas wymiany oleju wydłuża się 2 razy ...

Wystarczy zauważyć, że współczynnik przydatne działanie silniki gazowe ze osiągają 38-40% w szeroki zasięg tryby. Dla porównania zwróćmy uwagę, że ze silnika benzynowego wynosi tylko 30–35% i tylko najwięcej tryby ekonomiczne praca ...

Przygotowanie mieszanki do silników benzynowych w niskich temperaturach otoczenia jest szczególnie trudne ze względu na to, że benzyna słabo paruje w tych warunkach. W przypadku paliwa gazowego przygotowanie równej mieszanki jest łatwe ...

Należy zauważyć, że toksyczność spalin podczas pracy na gazie ziemnym jest o 90% niższa niż toksyczność spalin z silników benzynowych ...

Konwersja silników na CNG zamiast benzyny zapewniła zmniejszenie zawartości tlenku węgla w spalinach z 1,3 do 0,13%, węglowodorów z 221 do 88 ppm, a tlenków i związków azotu z 1000 i więcej do 100-200 ppm. Oprócz poprawy stanu środowiska zastosowanie CNG w silnikach samochodowych wydłuża żywotność świec do 85 tys.km ... nie ma parowania paliwa, w układzie paliwowym nie powstają korki parowo-powietrzne, zapewnione jest: zrównoważona praca na na biegu jałowym, dobry odbiór i bezpieczeństwo przeciwpożarowe.

Obecnie na całym świecie jeździ ponad 400 tysięcy pojazdów z butlami gazowymi zasilanymi CNG. Najwięcej samochodów na gaz CNG, głównie osobowych (270 tys. Sztuk), jeździ we Włoszech od kilkudziesięciu lat ...

Według firmy „Ford” (USA), moc silnik samochodowyna LNG po przejechaniu 55 tys. km była o 10% wyższa niż analogiczna na benzynie (odpowiednio 74 i 66 kW), a zawartość tlenku węgla w spalinach silników CNG była 5 razy niższa (odpowiednio 0, 21 i 1,2%). Inne firmy również wykazują podobne wyniki… ”.

Oczywiście od razu pojawia się pytanie: „Dlaczego nadal nie przeszliśmy na gaz do samochodów?”.

Wynika to przede wszystkim ze złożoności tworzenia rezerw paliw. Jak wspomniano powyżej, dopiero teraz zakres gazyfikacji w naszym kraju przybrał takie rozmiary, które mogą pozwolić na stworzenie niezbędnej sieci stacji benzynowych dla samochodów.

System magazynowania zapasów gazu niezbędnych do nieprzerwanego transportu jest niezwykle uciążliwy i wymaga znacznych inwestycji kapitałowych. Dość powiedzieć, że koszt zbiorników na magazynowanie godzinowej rezerwy sprężonego gazu jest kilkakrotnie wyższy niż koszt sprężarki o takiej samej wydajności godzinowej. Koszt zbiorników do długoterminowego przechowywania skroplonego gazu okazuje się jeszcze wyższy ze względu na zastosowanie drogich materiałów.

A teraz, określając rentowność, a nawet znaczenie przejścia na sprzęt gazowy, należy wziąć pod uwagę obecność stacji benzynowych w regionach, w których używany jest samochód.

Zastosowanie silników dwupaliwowych, które mogą pracować równie niezawodnie zarówno na gazie, jak i na płynne paliwo, częściowo rozwiązuje ten problem. Silniki te mogą być zasilane zarówno benzyną i gazem, jak i olejem napędowym i gazem. Ale to odciska piętno na wykorzystaniu właściwości gazu jako paliwa do silników spalinowych, uniemożliwiając to pełne wdrożenie jego istotne zalety, takie jak zwiększona moc i lepsza oszczędność paliwa dzięki zwiększeniu stopnia sprężania.

Dla pełne wykorzystanie przewaga paliwa gazowego nad benzyną, konieczne jest projektowanie silników specjalnie na paliwo gazowe, co wymaga poważnej restrukturyzacji przemysłu motoryzacyjnego.

Konieczne jest stworzenie lekkich, wytrzymałych i tanich butli na zawartość paliwa gazowego w ilości zapewniającej przebieg między tankowaniem samochodu co najmniej 400 km przy minimalny rozmiar i waga.

To są perspektywy.

Obecnie wiele regionów ma wystarczającą sieć stacje benzynowe do normalnej eksploatacji pojazdów na paliwo gazowe.

Utworzony różne modele wysokiej jakości sprzęt do konwersji silników samochodowych na dwupaliwowy i sprawdzony w praktyce pozytywny efekt wykorzystanie paliwa gazowego do Samochody ICEpolegający na pełniejszym spalaniu mieszanki gazowo-powietrznej, dzięki czemu poprawiają się warunki smarowania pary trącej. pierścienie tłokoweponieważ paliwo gazowe nie zmywa oleju ze ścianki tulei. Dlatego też zmniejsza się tworzenie się węgla w głowicy bloku i na tłokach. Olej można wymieniać znacznie rzadziej, ponieważ nie rozrzedza się i nie brudzi się. Jednocześnie zużycie oleju na odpady zmniejsza się nawet o 15%. Żywotność remontowa silnika gazowego jest dłuższa niż silnika benzynowego. W silniku gazowym świece zapłonowe działają dłużej.

Stosowanie paliwa gazowego znacząco zmniejsza całkowitą toksyczność spalin (spalin) - tlenek węgla CO, dwutlenek azotu NO2, węglowodory CH. W paliwie odlotowym nie ma szkodliwych związków ołowiu.

Dym ze spalin w trybie swobodnego przyspieszania podczas pracy na paliwie gazowym jest 3 razy mniejszy niż podczas pracy na benzynie. Przy odpowiednio dobranym trybie pracy silnika zmniejsza się również poziom hałasu, co jest szczególnie ważne w warunkach miejskich. I wreszcie koszt wymaganego paliwa gazowego jest niższy niż koszt benzyny o kwotę, która pozwala odzyskać koszty zakupu i instalacji sprzętu gazowego na 25-30 tysięcy kilometrów, biorąc pod uwagę jego większe zużycie na jednostkę ścieżki.

Gaz ziemny od dawna służy jako paliwo do pojazdów, ale takich pojazdów mamy niewiele. Tymczasem litr gazu jest tańszy niż benzyna. Porozmawiajmy o tym, jaki rodzaj gazu ziemnego jest preferowany dla samochodów.

Propan czy metan - co wybrać?

Po pierwsze, gaz ziemny, który jest głównie metanem, jest najbardziej przyjazny dla środowiska. Wzór na metan to CH 4, a propan to C 3 H 8. Spalanie każdego z nich wytwarza dwutlenek węgla CO 2 i wodę, ale metan jest łatwiejszy do utlenienia, a ponadto daje mniej produktów spalania. Po drugie, metan jest bezpieczniejszy - jest lżejszy od powietrza, dlatego nie gromadzi się w bagażniku ani pod samochodem, w przeciwieństwie do propanu-butanu.

Po trzecie, rezerwy gazu ziemnego są ogromne, wystarczą na następne 150 lat, a cena jest 3 razy tańsza niż paliwo samochodowe. Należy jednak pamiętać, że zużycie paliwa gazowego będzie nieco wyższe, bo jeden metr sześcienny metanu może przejechać tyle samo, co 1,1 litra benzyny.

Jakie są wady metanu? główny powód - słabo rozwinięta infrastruktura stacji metanowych - w Rosji jest ich tylko 250. Okazuje się, że metan jest bardziej przyjazny dla środowiska, tańszy, bezpieczniejszy niż benzyna - i zwiększa zasoby silnika: nie pozostawia osadów węgla w komorze spalania i nie zmywa filmu olejowego ze ścian cylindra. Ale prawie nie ma stacji benzynowych. Dlatego też inny rodzaj gazu jest preferowany przez prywatnych handlowców - jest nim propan-butan.

Plusy i minusy propanu-butanu

Sprzęt gazowy - jest to właściwie dodatkowy zbiornik, zwiększający zasięg przelotowy o 200-500 km. W eksploatacji taki samochód nie sprawi kłopotów. Silnik uruchamia się na benzynie i po osiągnięciu temperatury + 25 ° C w układzie chłodzenia przełącza się na paliwo gazowe. W ten sposób automatyzacja zapewnia, że \u200b\u200breduktor gazu nie ulegnie oblodzeniu. Ponadto przejście z jednego rodzaju paliwa na inny można wykonać bezpośrednio z kabiny ręcznie.

Jeśli porównamy jazdę po mieście, to zauważalna różnica między jazdą na benzynie a benzyną nie jest odczuwalne. Nie będzie problemów z uruchomieniem i reakcjami na pedał „gazu”, ale w trybach ekstremalnych - moc to za mało. Tak więc praca na gazie zmniejsza odrzut silnik seryjny o mocy 106 KM do 98 KM Może to być niewygodne podczas wyprzedzania na torze, ale rozwiązaniem jest wcześniejsze przełączenie na benzynę.

Główną wadą jest znaczne zmniejszenie objętości pnia. Dodatkowy zbiornik jest zamontowany we wnęce na koło zapasowe, a samo koło zapasowe trzeba będzie przenieść do bagażnika. W hatchbackach butla gazowa może znajdować się w kabinie pasażerskiej. To neguje zalety konstrukcyjne, które pozwalają na zwiększenie objętości bagażnika poprzez złożenie tylnych siedzeń.

K mniej znaczące wady zatankowanie auta paliwem gazowym można przypisać pewnemu pogorszeniu dynamiki przyspieszania samochodu (o 5%), co jednak jest kompensowane niewielkim wzrostem zużycia gazu. Oprócz, czas spalania gazu jest dłuższy niż benzyny, a temperatura w komorze spalania jest wyższa.

Jeśli roczna ucieczka samochodu na trasie „z pracy do domu” wynosi 10-15 tys., To koszty HBO szybko się nie zwrócą. Ale jeśli auto „pracuje” i jego dzienny przebieg to sto i pół kilometra, to sprzęt zwróci się za pół roku.

Gwałtowny wzrost liczby samochodów we współczesnym świecie wymagał znacznego wzrostu produkcji benzyny. To skłoniło naukowców i inżynierów na całym świecie do aktywnego poszukiwania jego zamiennika.

W tych poszukiwaniach specjaliści z różnych krajów zwracają uwagę przede wszystkim na to, co w ich ojczyźnie jest pod dostatkiem. Na przykład w Brazylii co piąty samochód jeździ na czystym alkoholu wyprodukowanym z trzciny cukrowej. Na Filipinach kokozyna otrzymywana z miąższu orzechów kokosowych została przetestowana jako substytut benzyny. W Wietnamie nauczyli się robić paliwo z łupin orzecha kokosowego. RFN jest o tym przekonana najlepszy zamiennik benzyna to metanol (alkohol metylowy) i przewiduje się, że do 2000 r. co czwarty samochód na świecie będzie jeździł po niej.

W wyniku poszukiwań alternatywy dla benzyny wybrali krajowi eksperci gaz.Wyjaśniają swój punkt widzenia w następujący sposób:

1) zasoby gazu znacznie przewyższają zasoby ropy naftowej, a tym samym możliwe będzie bezpieczne opracowanie innych paliw do silników spalinowych lub nawet nowych typów silników na paliwach niewęglowodorowych;

2) w spalinach silnika gazowego nie ma dwutlenku siarki (gdyż w gazie ziemnym z reguły nie ma siarki), a stężenie tlenku węgla jest kilkakrotnie niższe (ze względu na większą kompletność spalania gazu);

3) średnia liczba oktanowa gazu ziemnego wynosi 105, czyli jest wyższa niż w najlepsze marki benzyna;

4) silniki na gazie pracują 1,5 ... 2 razy dłużej niż na benzynie, bo podczas spalania gazu powstaje mniej cząstek stałych i popiołu, co powoduje zużycie ścierne cylindrów i tłoków; ponadto gaz nie zmywa filmu olejowego z powierzchni cylindra jak benzyna i nie powoduje korozji metalu.

Gaz może być używany do tankowania pojazdów w dwóch postaciach: gazowej i płynnej. W pierwszym przypadku używany jest gaz ziemny sprężany do 20 ... 25 MPa, aw drugim mieszanina propan-butanu, która jest schładzana do minus 162 ° C i przechowywana pod ciśnieniem 1,6 MPa. Koszt skroplenia gazu jest 2 ... 3 razy wyższy niż w przypadku sprężania. Dlatego bardziej opłacalne jest użycie sprężonego gazu.

Od 1984 Moskwa fabryka Samochodów nazwany na cześć Likhachev produkuje samochody ZIL-138A i ZIL-138I, napędzane sprężonym gazem ziemnym. W przyszłości planowane jest przeniesienie do gazu wszystkich transport towarowy... Gaz jest już używany w samochodach osobowych.

Gaz ziemny jest również obiecującym paliwem dla lotnictwa. We wszystkich krajach rozwiniętych przemysłowo jest jednym z największych konsumentów produktów naftowych. W 1997 r. Łączne zużycie paliwa lotniczego przez wszystkie linie lotnicze na świecie wyniosło około 193 mln ton, w tym przez kraje WNP - 10 mln ton. Obecnie praktycznie jedyne paliwo do transport lotniczy to nafta lotnicza. Jednak od dawna trwały prace nad wyborem paliwa alternatywne.

W naszym kraju na terenach produkcji ropy naftowej śmigłowce zakładu. M.L. Mile latać na tzw. Skondensowanym paliwie lotniczym (ACKT), uzyskanym na podstawie frakcje propan-butan,odzyskany z towarzyszącego gazu ropopochodnego.

Jednym z alternatywnych paliw dla lotnictwa jest skroplony naturalny gaz(LNG). Jego zastosowanie jako paliwa lotniczego ma wiele zalet:

1) emisje szkodliwych substancji podczas spalania LNG są znacznie niższe niż przy spalaniu paliwa lotniczego: tlenki azotu powstają 1D..2 razy mniej, sadza - 5 razy mniej;

2) z tym samym ładowność mniejsze zużycie paliwa i waga; Tym samym instalacja silników zasilanych LNG na samolotach Ił-86 pozwoli przy tym samym zasięgu lotu zmniejszyć masę startową samolotu o 25,4 tony, a zużycie paliwa o 18,6 tony.

Perspektywę wykorzystania LNG jako paliwa lotniczego potwierdza również fakt, że jego produkcja stała się obecnie rozwiniętym sektorem światowej gospodarki: w 1997 roku świat wyprodukował około 140 mld m sześc. LNG, a roczny wzrost obrotów nim wynosi 7%.

Podsumowując powyższe, możemy stwierdzić, że ropa i gaz grają i będą grać ważna rola W życiu człowieka. Pomimo rosnącego wykorzystania nietradycyjnych odnawialnych źródeł energii, w dającej się przewidzieć przyszłości ropa i gaz pozostaną głównymi źródłami energii we wszystkich krajach świata. Inna sprawa, że \u200b\u200bnastąpi pewna redystrybucja ról między nimi: paliwa silnikowe otrzymywane z ropy naftowej będą stopniowo zastępowane sprężonymi lub skroplonymi gazami.

Nie sposób wyobrazić sobie współczesnej cywilizacji bez produktów rafinacji ropy i gazu. Ten kierunek ich użytkowania będzie się z czasem coraz bardziej rozwijał.

Gaz ziemny zawiera metan, ciężkie węglowodory i obojętne składniki, które mają wpływ na właściwości spalania. Z tego powodu firmy transportowe i nabywcy LNG ustalają dopuszczalne zakresy zawartości składników i wartości opałowej. Wymagania te są bardzo zróżnicowane w zależności od rynku. Mimo to wymagania jakościowe LNG nigdy nie były przedmiotem szczególnej uwagi podczas projektowania instalacji. Historycznie rzecz biorąc, projekty instalacji opierały się na długoterminowych umowach z kilkoma klientami, a elastyczność w projektowaniu instalacji była niewielka, zarówno pod względem procesu upłynniania, jak i po stronie produktu końcowego. Jednak sytuacja się zmienia, ponieważ branża LNG staje się bardziej globalna. Właściciele instalacji LNG nie koncentrują się obecnie na jednym rynku, ale nowe rynki stawiają wymagania, które nie zawsze są zgodne z istniejącą produkcją. Dodatkowo rosnący rynek LNG zapewnia więcej możliwości kupujących i sprzedających, którzy mogą zapewnić elastyczność w zakresie wskaźników jakości. W efekcie istnieje aktywny trend w kierunku wprowadzania technologii poprawiających jakość LNG podczas skraplania oraz po stronie otrzymywania produktów finalnych. Wymagania jakościowe gazu ziemnego służą kilku celom, w tym ochronie przed korozją, eliminacji wytrącania się cieczy w rurociągach oraz wpływowi na parametry spalania. Wymogi dotyczące zapobiegania korozji ograniczają stężenia CO2, H2S, merkaptanów i całkowitej siarki. Instalacje LNG usuwają CO2 z gazu do 50 ppmv, aby zapobiec zamarzaniu w zakładach przetwórstwa kriogenicznego, a tym samym spełnić wymagania dotyczące jakości gazu głównego. Wymagania dotyczące siarki na ogół odpowiadają rynek japoński, co ogranicza stężenie H2S do 5 mg / nm 3, a siarki całkowitej do 30 mg / nm 3. Zgodność z wymogami japońskimi będzie również oznaczać zgodność z wymaganiami dla Europy i Stanów Zjednoczonych (z wyjątkiem Kalifornii, gdzie całkowita zawartość siarki nie może przekraczać 18 mg / Nm 3). Kwaśny gaz jest zwykle usuwany w oczyszczalniach amylu na zasadzie absorpcji kwaśnych składników gazu w rozpuszczalniku zasadowym. CO2 jako kwas jest słabszy od H2S, dlatego często decydujący jest proces obniżania stężenia CO2 do 50 ppmv przy projektowaniu instalacji do usuwania kwaśnych gazów (H2S jest silniejszym kwasem, dlatego łatwiej się go pozbyć). Wyjątkiem są zakłady przetwarzające gaz ziemny o wysokiej zawartości merkaptanów.

Merkaptany są wyjątkowo słabymi kwasami i należy je usuwać metodami innymi niż bezpośrednia absorpcja chemiczna. Aby zapobiec wyciekom cieczy, firmy zajmujące się przesyłem gazu ograniczają ilość butanu, pentanu i cięższych składników. Instalacje LNG muszą usuwać cięższe węglowodory, aby zapobiec zamarzaniu podczas skraplania, a usunięte ciężkie składniki są produktem ubocznym NGL. Tak więc większość zakładów upłynniania bez trudności spełnia wymagania techniczne dotyczące zawartości frakcji ciężkich.

Wymagania dotyczące zapobiegania korozji i opadów ciekłych są dość spójne, a potrzeby samej instalacji LNG (tj. Zapobieganie zamarzaniu podczas przetwarzania kriogenicznego) czynią te specyfikacje niemal uniwersalnymi. Wymagania dotyczące wartości opałowej i zamienności gazów pozostają. Tutaj wymagania techniczne znacznie się różnią, podobnie jak same produkty różne źródła LNG na całym świecie i to właśnie zamienność stanowi największy problem.

Wykorzystanie gazu ziemnego do zaspokojenia różnych potrzeb człowieka rozpoczęło się na długo przed narodzinami nowoczesnego przemysłu gazowniczego i ma historię nie mniej bogatą, a nawet dłuższą niż stosowanie płynnych i półstałych odmian węglowodorów: ropy naftowej, bitumu, asfaltu.

Pierwsze udane próby użycia paliwo gazowe zostały podjęte w starożytnych Chinach co najmniej 1000 lat pne: gaz ziemny, wydobywany przy użyciu głębokich studni i pompowany rurociągami bambusowymi, był używany jako paliwo do odparowywania soli z naturalnych roztworów solanki.

Niemniej jednak wykorzystanie paliw gazowych nie uległo zauważalnemu rozwojowi aż do początku XIX wieku, którego pierwsze dziesięciolecia to początek komercyjnego wykorzystania gazu sztucznego (węglowego) do oświetlania ulic, budynków mieszkalnych itp.

Jeśli chodzi o gaz ziemny, jego wykorzystanie na skalę przemysłową rozpoczęło się znacznie później - w latach 70. ubiegłego wieku - w związku z położeniem pierwszych rurociągów magistralnych w północno-wschodnich rejonach Stanów Zjednoczonych i powstaniem światowego przemysłu gazowego - dopiero po zakończeniu II wojny światowej. ...

Bez szerokiego wykorzystania gazu ziemnego nie da się efektywnie rozwijać najważniejszych gałęzi przemysłu, zwłaszcza takich jak hutnictwo metali nieżelaznych i żelaznych, metalurgia, cementowa, chemiczna i petrochemiczna, rafinacja ropy naftowej, budowa maszyn i wiele innych. Duże ilości gazu ziemnego są wykorzystywane w obiektach użyteczności publicznej. Gaz ziemny jest szeroko stosowany ze względu na stosunkowo tani koszt, łatwy transport i dystrybucję rurociągami. Wykorzystanie gazu ziemnego pomaga zwiększyć wydajność pracy, automatyzować procesy technologiczne, poprawiać jakość i obniżać koszty produktów. Główną zaletą paliwa gazowego jest wzrost sanitarno-higienicznego poziomu produkcji, poprawa warunków życia ludności oraz oczyszczenie niecki. Oprócz gazu ziemnego ludzie często zużywają duże ilości sztucznych gazów. A także transport gazu rurociągami jest znacznie tańszy niż transport paliwa koleją, co zwalnia ogromną ilość pracy związanej z transportem, załadunkiem / rozładunkiem transportu kolejowego i górnictwem.

Wykorzystanie gazu ziemnego w branżach takich jak przemysł chemiczny pozwala na zwiększenie produkcji cennych chemikaliów (włókna syntetyczne, guma, alkohole i inne). Podsumowując można zauważyć, że zalety stosowania gazu są oczywiste w porównaniu z innymi rodzajami paliw. Dochodzimy więc do wniosku, że ważne jest rozwijanie innych rodzajów paliw tylko jako rezerwowe lub dodatkowe - na wypadek przerwy w dostawie gazu.

Wykorzystanie gazu jako paliwa do pojazdów rozpoczęło się ponad 150 lat temu, kiedy belgijski Etienne Lenoir stworzył silnik spalinowy zasilany gazem do lamp. Ten rodzaj paliwa nie cieszy się dużą popularnością. Późniejszy wzrost wydobycia ropy naftowej i obniżenie ceny jej rafinowanych produktów, a także powstanie bardziej zaawansowanych silników uczyniło benzynę liderem na rynku paliw. Zainteresowanie paliwem NGV pojawiło się ponownie w pierwszej połowie XX wieku. W Rosji kierunek ten zaczął się rozwijać od lat 30., kiedy ze względu na niedobór ropy przy szybko rozwijającym się przemyśle, rząd zdecydował o przeniesieniu części transportu na gaz. Odpowiedni dekret został wydany w 1936 roku. Rozpoczęto produkcję urządzeń, uruchomiono stacje benzynowe, rozpoczęto prace nad silnikami gazowymi i zastosowano oba rodzaje gazu - sprężony i węglowodorowy. Realizacji programu na pełną skalę przeszkodziła Wielka Wojna Ojczyźniana. Nie odstąpili jednak od planu: już w czasie pokoju zaprojektowano i wdrożono do produkcji nowe samochody na butle gazowe, których liczba sięgnęła 40 tys. Zbudowano dla nich dziesiątki stacji benzynowych.

Gaz jako paliwo silnikowe reprezentowany jest przez dwa główne typy - sprężony gaz ziemny (CNG), który jest dostarczany do specjalnych stacji paliw - stacje CNG - za pośrednictwem gazociągów oraz gaz płynny (LPG). Pierwsza to metan, a druga to mieszanina propanu i butanu, będąca produktem przetwarzania związanego z nim gazu ropopochodnego (APG). W przeszłości jako pierwszy rozprzestrzenił się propan-butan. Jego zaletą jest to, że łatwo skrapla się w zwykłych temperaturach przy ciśnieniu zaledwie 10-15 atmosfer. Jednocześnie do jego transportu wystarczy stalowy cylinder o grubości ścianki zaledwie 4-5 mm. Metan jest trudniejszy. Można go skraplać tylko w niskich temperaturach, rzędu minus 160 stopni Celsjusza. Zużycie sprężonego gazu ziemnego (w przeciwieństwie do LPG) jest mierzone nie w litrach, ale w licznikach napełnienia. Ponieważ CNG składa się głównie z metanu, jego masowa wartość opałowa wynosi 49,4 MJ / kg, czyli o 9% więcej niż benzyny io 11% więcej niż w przypadku nafty do silników odrzutowych.

Dla konsumenta, jeśli przejdzie z tradycyjnego paliwa na LPG, koszt paliwa i smarów zmniejszy się o 20-25%. Z kolei sprężony gaz ziemny ma również przewagę nad gazem węglowodorowym.

Efektywność energetyczna LPG jest o około 25% mniejsza niż CNG - 6175 kcal / m3. młode. i 8280 kcal / m. młode. odpowiednio. Dla konsumenta oznacza to, że na ten sam dystans będzie potrzebne o 25-30% więcej skroplonego gazu ropopochodnego, poza tym jest on nieco gorszy od CNG pod względem parametrów środowiskowych.

Ponadto dzięki zastosowaniu gazu ziemnego jako paliwa wydłuża się żywotność oleju oraz samego silnika spalinowego. Gdy silnik pracuje na paliwie gazowym, film olejowy nie zmywa się ze ścianek bloku cylindrów, dodatkowo na głowicy cylindrów nie tworzą się osady węglowe, pierścienie tłokowe nie koksują, przez co elementy się zużywają.

Drugą stroną medalu wykorzystania gazu jako paliwa jest możliwa nierówność silnika. Wynika to z rezonansu podczas układ dolotowy i rozwarstwienie mieszaniny gaz-powietrze. Uruchamianie zimnego silnika spalinowego w zimie również staje się trudniejsze. Jest to wyjaśnione bardziej szczegółowo wysoka temperatura zapłon paliwa gazowego i niższa szybkość spalania.

Minęło sto lat. Na początku XXI wieku światowy parking przekroczył 500 milionów. Cena ropy stale rośnie. W ciągu ostatnich czterdziestu lat wzrosła z 9 do 110 dolarów za baryłkę. W przypadku samochodowych silników spalinowych (ICE) naukowcy coraz częściej poszukują alternatyw dla benzyny i oleju napędowego. Ogłosili, że za trzydzieści lat ludzkości zabraknie oleju z wnętrzności ziemi. Historia wie o tym w pracy pierwszy ICE zużyte paliwo gazowe. Wiele krajów wybrało gaz ziemny. Eksperci od dawna mówią o możliwościach gazu ziemnego, aby pomóc ludzkości w pomyślnym rozwiązywaniu problemów technicznych, ekonomicznych i problemy ekologicznepowstające na ścieżce motoryzacji. Europejska Komisja Gospodarcza ONZ przyjęła rezolucję o przejściu 10 procent (około 30 milionów) na gaz ziemny do 2020 roku pojazdy... Senat USA przyjął ustawę wprowadzającą ulgi podatkowe dla właścicieli pojazdów na gaz ziemny. Japoński program państwowy „Czysty transport energii” przewiduje zwiększenie liczby pojazdów na gaz ziemny do 1 miliona sztuk.

Zastanówmy się nad niektórymi faktami zastosowania w Rosji, wiodącym kraju na świecie w produkcji i rezerwach gazu ziemnego, paliwa silnikowego do pracy samochodowe silniki spalinowe.

Nasz kraj jako jeden z pierwszych rozpoczął przemysłowe wykorzystanie gazu ziemnego w samochodowych silnikach spalinowych. W tezach konferencji paliw do samochodów i traktorów z 1930 r. Można przeczytać: „Gazy ziemne, bogate w złoża, których obfituje nasz kraj, mogą również słusznie zajmować jedno z pierwszych miejsc wśród paliw do pojazdów”. Już w 1939 roku ZIS i GAZ opanowali produkcja seryjna pojazdy na butle gazowe (GBA), aw 1949 r. z linii montażowych zeszły ulepszone GBA ZIS-156 i GAZ-51B. Do 1960 roku zbudowano trzydzieści potężnych samochodowych stacji benzynowych (stacji CNG), które umożliwiały tankowanie 40 tysięcy pojazdów.

Naukowcy i inżynierowie zwrócili uwagę na zalety gazu ziemnego: zwiększoną żywotność silnika, brak detonacji (liczba oktanowa gazu - 115), półtorakrotne zmniejszenie zużycia oleju, brak osadów węgla i sadzy w cylindrach oraz zmniejszenie ilości szkodliwych substancji w spalinach. Wady obejmowały: spadek mocy silnika nawet o 15 proc., Zwiększenie czasu przyspieszania auta o 30 proc., Spadek maksymalna prędkość o 5-6 procent, a kąt pokonania wzrośnie o 30-40 procent. Butle gazowe zmniejszyły nośność. Wzrósł koszt obsługi i naprawy auta.

W latach 1981-1983 planowano działania w kraju do 2000 r., Zgodnie z którymi planowano zwiększyć do 1 mln liczbę pojazdów napędzanych gazem ziemnym i wybudować 1012 stacji CNG. W celu ograniczenia bezczynności samochodów i zwiększenia wykorzystania wyposażenia stacji paliw CNG (szczególnie na drugiej i trzeciej zmianie) zaplanowano wyprodukowanie dwóch tysięcy mobilnych pojazdów na gaz (PAGZ). Ale w 1991 roku w kraju miały miejsce wydarzenia, w wyniku których zakończono realizację programu.

Powyższe prace wykonano zgodnie z przyjętą koncepcją konwersji na sprężony gaz ziemny (CNG) pojazdów projektowanych i produkowanych jako benzyna i olej napędowy. Produkcja została opanowana sprzęt gazowy (HBO). Zmodernizowane autobusy dwupaliwowe na gaz i gaz oraz gazowo-diesla, towarowe i samochody... Przedsiębiorstwa samochodowe samodzielnie wyposażały samochody w zestawy LPG. Liczba pojazdów na gaz ziemny (NGV) przekroczyła 100 tys. Ale samochody benzynowe, napędzane gazem ziemnym, pogorszyły swoje właściwości eksploatacyjne, a gaz-olej napędowy KamAZ, wyprodukowany w 1986 roku mała ilość, nie uzyskał zgody kierowców z powodu logicznego błędu w projekcie układu sterowania silnikiem.

Spadek przewozów towarów i pasażerów, pożary i eksplozje samochodów, zatrucia gazami kierowców, brak stacji benzynowych i inne niedociągnięcia spowodowały negatywny stosunek społeczeństwa do wykorzystania gazu ziemnego samochodami, a ich liczba zaczęła spadać. Spowolnił rozwój infrastruktury i budowę stacji CNG. Przedsiębiorstwa motoryzacyjne przestały odbudowywać obszary i warsztaty do przechowywania, konserwacji i naprawy GBA. Rozporządzenie rosyjskiego rządu z 15 stycznia 1993 r. Nr 31, wydane 15 stycznia 1993 r., Nie pomogło zintensyfikować wykorzystania gazu ziemnego przez pojazdy, zgodnie z którym koszt 1 metra sześciennego gazu ziemnego do samochodów nie powinien przekraczać 50 proc. Kosztu benzyny A-76. W efekcie do 2013 roku w Rosji jeździło ok. 80 tys. Pojazdów (ok. 0,2 proc flota pojazdów), przestawiony na pracę na gazie ziemnym i eksploatowano 212 stacji CNG.

Obecnie obowiązuje od 2004 roku program państwowy zgazowanie pojazdów (podobnie jak w programie 1986-1990), konieczne jest zwiększenie liczby stacji CNG do 1100 jednostek do 2020 roku i przestawienie ponad 1 miliona pojazdów na gaz ziemny. Realizując ten plan, rząd Rosji 13 maja 2013 r. Wydał dekret nr 767-r „O uregulowaniu stosunków w zakresie wykorzystania paliwa gazowego, w tym gazu ziemnego”. Przewiduje opracowanie zestawu prawnych, ekonomicznych i organizacyjnych środków wspierania produkcji przez państwo inżynier automatyki w sprawie gazu ziemnego, stworzenie infrastruktury i przepisów technicznych przy wykorzystywaniu gazu ziemnego jako paliwa silnikowego.

Zamówienie zwiększyło zainteresowanie wykorzystaniem gazu ziemnego w samochodowych silnikach spalinowych. Od roku już na stronach różne poziomy naukowe i praktyczne fora i konferencje, seminaria, prezentacje nowości pojazdy na gaz i inny sprzęt transportowy. Media szeroko relacjonują optymistyczne wystąpienia i relacje uczestników na temat sukcesu zgazowania transportu drogowego oraz rozwijanych perspektywicznych projektów.

Większość prelegentów wskazuje na przeszłe i obecne znaczące osiągnięcia naszych naukowców i inżynierów w tworzeniu pojazdów na gaz. Zwracają uwagę, że w Rosji istnieją nie tylko korzystne warunki do stosowania gazu ziemnego w silnikach spalinowych, ale także zgromadzone doświadczenie w eksploatacji pojazdów silnikowych na sprężony gaz ziemny (CNG) i skroplony gaz ziemny (LNG).

W przypadku praktyki powszechnego stosowania gazu ziemnego w samochodowych silnikach spalinowych zaleca się krytyczną ocenę niektórych przyczyn niepowodzenia poprzednich prób. Wiedzą o tym eksperci system transportowy „Samochód - kierowca - środowisko” może działać w jednym proces technologicznyczy wszystkie jej linki działają poprawnie. Awaria jednego z linków prowadzi do wynik negatywny... Wydajna, niezawodna i trwała praca silnika samochodowego możliwa jest tylko na paliwie, dla którego został zaprojektowany. Nie wolno stosować niewłaściwego paliwa, gdyż rosną koszty obsługi i napraw, pogarszają się właściwości eksploatacyjne auta, a części silnika mogą się zawalić.

Na początku projektowania samochodowego silnika spalinowego należy zdecydować, jaka jakość gazu ziemnego będzie tankowana butle gazowe... Ścisła regulacja parametrów gazu ziemnego wpływa na przebieg prac i wskaźniki obliczeniowe. Ale gaz ziemny z różnych złóż różni się wartością opałową netto w przedziale od 33 294 do 47 007 kJ / m3, zawartością metanu od 69,1 do 99,6% i liczbą oktanową w przedziale od 80 do 115 jednostek. Gazy mogą zawierać duże ilości siarkowodoru, smoły, pyłu, tlenu, związków cyjanku i innych zanieczyszczeń, które skracają żywotność silnika spalinowego. Dowodzi to konieczności stosowania środków chemicznych i szkolenie mechaniczne gaz ziemny przed zatankowaniem samochodu na stacji CNG.

Możemy sobie przypomnieć GOST 6367-53 „Sprężone gazy do pojazdów na butle gazowe”. Na stacjach benzynowych wydawano na nim trzy różne marki gazu: „naturalny”, zawierający (objętościowo) 70–98% metanu, 1–10% etanu i inne zanieczyszczenia, „gaz koksowniczy” zawierający co najmniej 65% metanu oraz „gaz koksowniczy wzbogacony. », Który zawiera co najmniej 50% metanu i nie więcej niż 12% wodoru. Gazy te były używane w silnikach napędzanych benzyną A-56 i A-66. Przez specyfikacja techniczna TU 51-166-83 „Sprężony naturalny gaz palny. Paliwo do aut na butle gazowe "na stacji CNG wydawano dwie marki CNG:" A "i" B ". Różniły się one jedynie gęstością i zawartością ciepła ze względu na różny skład objętościowy metanu i azotu. Główne czynniki:

Ciśnienie gazu w butlach, nie mniejsze niż 19,62 (200) MPa (kgf / cm2);

Temperatura gazu dostarczanego do napełniania pojazdów z butlą gazową, ° C, nie więcej

* dla strefy klimatu umiarkowanego i zimnego +40,

* dla gorącej strefy klimatycznej +45;

Skład objętościowy, procent metanu

* w LNG klasy A 95 ± 5

* w LNG marki B 90 ± 5

Etan, nie więcej niż 4,0;

Propan, nie więcej niż 1,5;

Butany, nie więcej niż 1,0;

Pentany, nie więcej niż 0,3;

Dwutlenek węgla, nie więcej niż 1,0;

Tlen, nie więcej niż 1,0;

Nie więcej azotu

* w LNG klasy A 0‑4

* w LNG klasy B 4-7

Masa siarkowodoru, gramy na metr sześcienny 0,02;

Masa siarki merkaptanowej, w gramach na metr sześcienny, nie mniej niż 0,016;

Udział masowy siarkowodoru i siarki merkaptanowej, nie więcej niż 0,1%;

Masa zanieczyszczeń mechanicznych, gramów na metr sześcienny, nie więcej niż 0,001;

Masa wilgoci, gram na metr sześcienny, nie więcej niż 0,009.

Paliwo gazowe oceniono na podstawie jego składu pierwiastkowego, liczba oktanowa, ciepło spalania, palność, zawartość wilgoci i stopień oczyszczenia z zanieczyszczeń.

Dzisiaj rosyjscy kierowcy pozyskuje się gaz ziemny, który przepłynął gazociągiem od studni do stacji tankowania CNG, skąd po sprężeniu i oczyszczeniu z zanieczyszczeń wtłaczany jest do butli gazowych samochodu. Według GOST 27577-2000 „Sprężony gaz ziemny do silników spalinowych” technologia nie przewiduje zmian w składzie gazu.

To podejście do standaryzacji paliwa do silników spalinowych można wyjaśnić możliwością ustalenia niska cena na gaz ziemny ze względu na brak etapu przerobu surowców z pola w technologii.

Na rynku europejskim zgodnie z Regulaminem nr 49 EKG ONZ gaz ziemny jako paliwo do samochodowych silników spalinowych występuje w dwóch zakresach:

1) asortyment „H”, w którym paliwami wzorcowymi skrajnymi są „GR” i „G23”;

2) zakres „L”, w którym paliwami wzorcowymi są paliwa „G23” i „G25”.

Ich charakterystykę podano w tabeli. 2.

Najwyraźniej nie jest przypadkiem, że w punkcie 1 zarządzenia nr 767-r zainteresowane organizacje powinny składać propozycje „ujednolicenia aktów prawnych Federacji Rosyjskiej w zakresie normalizacji z odpowiednimi dokumentami międzynarodowymi w zakresie wykorzystania gazu ziemnego jako paliwa silnikowego”.

Spełnienie tych międzynarodowych wymagań dotyczących gazu ziemnego pozwoli nam w przyszłości na certyfikowanie i eksploatację niezawodnych samochodowych silników spalinowych napędzanych gazem, stworzonych przez nasze zakłady.

Tworzenie mieszanki gazowo-powietrznej, napełnianie cylindrów i proces spalania można usprawnić tylko dzięki stabilnemu składowi paliwa i dokładnemu rozliczeniu jego zużycia. Należy zauważyć, że nie opracowano mierników zużycia gazu ziemnego (w nm3) dla silników samochodowych.

Oceniony gaz ziemny pozwala zagranicznym firmom produkować wydajne i niezawodne silniki gazowe, które są używane w krajowych autobusach i ciężarówkach. Od kilku lat nasi badacze i projektanci pracują nad nową koncepcją wykorzystania gazu ziemnego w samochodowych silnikach spalinowych. Jego główną zasadą jest tworzenie silników „czysto gazowych”.

Gwałtowny wzrost wykorzystania gazu ziemnego w samochodowych silnikach spalinowych nowy koncept zrodził „nowy” pomysł naszych rodaków. W badaniach przeprowadzonych sto lat temu odkryli, że jeśli zwiększysz stopień sprężania i zainstalujesz olej napędowy, zamiast mieszanki gazowo-powietrznej i zapłon elektryczny, silnik wysokoprężny wyjdzie z silnika gazowego.

Bez dogłębnego zbadania organizacji procesu roboczego, kinematyki i dynamiki mechanizmów mechanika postąpiła odwrotnie: silniki pracujące w cyklu Rudolfa Diesla, KamAZ-820, MMZ-245, YaMZ itp. Z tworzeniem mieszanki wewnętrznej i zapłonem samoczynnym zostały przeniesione do cyklu N. z tworzeniem mieszanki zewnętrznej i zapłonem od iskry elektrycznej. Zgodnie z wynikami badań stanowiskowych na referencyjnym gazie ziemnym sprowadzonym z Europy, silniki otrzymały certyfikaty zgodności z wymogami Euro-4. Jednak pomysł wprowadzony przez badaczy i projektantów nie wzbudził zainteresowania i popytu wśród konsumentów. Pojawiły się recenzje z komentarzami na temat wydajności i niezawodności krajowych silników gazowych. Dlatego w Petersburgu realizacja zamówienia 767-r uległa spowolnieniu.

Flota autobusowa nie zwiększa liczby krajowych autobusów LIAZ-529271 o silniki gazowe przez MAN. W Sankt Petersburgu działa tylko jedna stacja CNG do tankowania pojazdów na gaz, a koncepcja silników zasilanych wyłącznie gazem nie jest ekonomicznie efektywna dla miejskich pojazdów pasażerskich i miejskich.

Aby wypełnić polecenie Rządu Federacji Rosyjskiej nr 767-r w sprawie stworzenia wykonalnego system transportu drogowego Stacje CNG muszą sprzedawać gaz ziemny o wartości odpowiadającej międzynarodowe standardy... Biorąc pod uwagę niedostateczny rozwój infrastruktury (środowiska) do eksploatacji pojazdów gazowych, należy skorygować koncepcję przejścia na gaz ziemny silników spalinowych samochodowych, uwzględniając poziom techniczny ich projekty.

Opracowanie samochodowego silnika gazowego zasilanego wysokooktanowym gazem ziemnym wymaga zastosowania nowoczesnego silnik gazowypracować nad benzyna wysokooktanowa... Pozwoli to uniknąć spadku osiągów pojazdów, które wcześniej korzystały z silników gazowych i gazowych. W przypadku konieczności technologicznej do tankowania gazu lub braku pracy instalacja gazowa zasilanie, silnik musi być w stanie pracować na rezerwowej benzynie.

Tak będzie nowoczesna infrastruktura miejska sprawny samochód z dwupaliwowym silnikiem gazowo-benzynowym.

Światowe doświadczenia pokazują, że w Rosji istnieje potrzeba powrotu do rozwoju krajowych diesli gazowych. Znane niezawodne konstrukcje z układami sterowania wykorzystującymi zasadę kontroli ilościowej, realizujące proces pracy gazowego oleju napędowego o dawce zapłonowej 3-5% nominalnej dawki oleju napędowego i utrzymujące moc zastosowanego oleju napędowego.

I ostatnia rzecz. Branża motoryzacyjna i transport samochodowy to branże o znaczeniu strategicznym. Ich rozwój czyni kraj nie tylko silnym ekonomicznie, ale także zwiększa jego zdolności obronne. Jakie szkody, jeśli zostaną zmobilizowane, wyrządzi dzisiaj koncepcja produkcji pojazdów samochodowych z silnikami na gaz?