Gazul natural ca combustibil al vehiculului. Gazul natural ca combustibil pentru motor

Parcul auto al țării noastre a crescut semnificativ în anul trecut iar creșterea sa continuă.

Creșterea aferentă a consumului de combustibil lichid în transport este însoțită de epuizarea câmpurilor petroliere bine dezvoltate și amplasate convenabil, în urma cărora este necesară dezvoltarea de noi situate în zone greu accesibile. La rândul său, aceasta duce la o creștere a prețului atât al țițeiului, cât și al produselor petroliere obținute din acesta.

Între timp, țara are rezerve mari de înaltă calitate combustibil pentru motor, care nu necesită nicio prelucrare chimică pentru utilizare la motoare. Acesta este gazul natural. Ca combustibil pentru motor, gazele naturale sunt superioare păcură... Atunci când îl utilizați, sunt furnizați indicatori tehnici și economici ridicați într-un motor cu ardere internă, deoarece gazul natural are calități bune împotriva lovirii, creează condiții favorabile pentru formarea amestecului și are intervale largi de aprindere într-un amestec cu aer. Aparent, din acest motiv, primele ICE au fost făcute să funcționeze pe gaz.

La sfârșitul anilor '40 și începutul anilor '50, URSS a stăpânit producția de vehicule cu cilindru de gaz folosind gaz natural comprimat. Câteva mii dintre aceste mașini funcționează de câțiva ani în Ucraina și în regiunea Volga - regiuni care erau alimentate suficient cu gaz natural în acel moment.

in orice caz primul nivel aprovizionarea cu gaze și volumul relativ mic de producție de gaz la acel moment nu au permis extinderea utilizării vehiculelor cu butelii de gaz și nevoia crescută de alte industrii (de exemplu, pentru producția de îngrășăminte), care nu a fost prevăzută cu o creștere a producției, a condus, în cele din urmă, la încetarea producției acestor vehicule și retragerea acestora in afara serviciului.

În prezent, situația s-a schimbat radical. Conductele separate de gaz de trunchi au fost de multă vreme unite în Sistemul Unificat de Alimentare cu Gaz, care, cu o rețea densă, acoperă întreaga parte europeană a Rusiei, Asia Centrală, Primorsky Krai și Insula Sahalin. Și gazificarea continuă într-un ritm rapid.

Astfel, există un complex de factori - din calități înalte gaz naturalca combustibil pentru motor, până la nivelul efectiv de dezvoltare a Sistemului Unificat de Alimentare cu Gaz - determinând perspective largi pentru utilizarea combustibilului pentru gaze în transport.

O confirmare indirectă a oportunității utilizării gazului natural ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă este utilizarea pe scară largă a acestuia în Italia, SUA, Japonia, Germania, Canada, Olanda etc.

Gazele combustibile utilizate ca combustibil pentru autovehicule pot fi împărțite condiționat în trei tipuri principale în funcție de condițiile conținutului specific, ceea ce afectează posibilitatea utilizării pe diferite clase mașini (mașini, camioane, autobuze):

1. Gaze de petrol lichefiate (GPL).

2. Gazele naturale comprimate (comprimate) (GNC).

3. Gaze naturale lichefiate (GNL).

DIN gaze petroliere lichefiate la temperaturi normale (în intervalul de la –20 ° C la +20 ° C) și presiunile relativ mici (1,0 ... 2,0 MPa - 10 ... 20 kgf / cm2) sunt în stare lichidă. Componentele lor principale sunt etanul, propanul, butanul și hidrocarburile nesaturate foarte aproape de ele - etilenă, propilenă, butilenă și izomerul lor. Aceste gaze provin din extracția și prelucrarea petrolului și, prin urmare, se numesc gaze lichefiate din petrol (GPL). Un set de echipamente GPL cu gaz împreună cu un cilindru cântărește de la 40 la 60 kg și este destul de potrivit pentru instalarea pe autoturisme. Volumul cilindrului asigură un kilometraj de aproximativ 300 km, care este proporțional cu kilometrajul estimat de 400 km pentru o mașină pe benzină.

Gazele naturale comprimate (comprimate) (GNC)la temperaturi normale și orice presiune ridicată este în stare gazoasă. Aceste gaze includ metanul, hidrogenul, etc. Metanul este cel mai interesant pentru a fi utilizat ca combustibil în transportul rutier. Este partea principală a gazelor naturale produse și parte din biogaz obținut din fermentarea diferitelor deșeuri de canalizare.

Principalul dezavantaj al gazului natural ca combustibil al vehiculului este concentrația sa de energie volumetrică foarte scăzută. Dacă căldura de ardere a unui litru de combustibil lichid este de aproximativ 31 426, atunci pentru gaz natural la condiții normale este egal cu 33,52-35,62 kJ, adică de aproape 1000 de ori mai puțin. Din acest motiv, pentru a utiliza gazul ca combustibil pentru motor într-un vehicul, acesta trebuie mai întâi comprimat la presiuni ridicate 20-25 MPa și mai mult și umpleți-le cu cilindri speciali.

Pentru depozitarea gazului la o astfel de presiune, buteliile din oțeluri carbon și aliaj sunt produse pentru o presiune de 15-32 MPa. Fiecare cilindru cântărește mai mult de 100 kg când este gol. Utilizarea lor pe un autoturism nu este rațională, deoarece greutatea lor este proporțională cu posibila sarcină utilă.

În acest sens, ele sunt folosite pe camioane și autobuze.

Cu toate acestea, în ciuda faptului că buteliile utilizate în practica modernă sunt încă grele, acestea asigură pe deplin kilometrajul zilnic mediu al mașinii și pot fi refolosite atunci când mașina este scoasă din funcțiune. În unele ramuri ale tehnologiei, se folosesc vase din plastic armat, care sunt de 4-4,5 ori mai ușoare decât cele din oțel. În acest caz, rata de stocare în masă a GNC, deși rămâne mai mică decât cea a benzinei, diferă de aceasta printr-o cantitate de mică importanță în practică. Dar sunt foarte scumpe.

Gaze naturale lichefiate (GNL)au aceeași origine și compoziție ca și gazele naturale comprimate. Se obțin prin răcirea metanului la minus 162 ° C. Depozitat în containere izolate.

Indiferent de calitatea izolației termice a recipientelor care conțin gaze (vase Dewar), temperatura din ele crește și, prin urmare, această metodă de păstrare a combustibilului cu gaz poate fi utilizată în timpul funcționării intensive vehicul și depozitarea acestuia în afara garajului, deoarece eliberarea de presiune este necesară periodic, adică eliberarea unei porțiuni de gaz.

La transformarea vehiculelor în GNL, temperatura sa scăzută poate fi utilizată pentru a compensa pierderile de energie sau aerul condiționat din interiorul vehiculului.

Re-echiparea vehiculului pentru funcționarea pe GNC constă în instalarea unui rezervor criogenic special, un evaporator mic care utilizează căldura gazelor de eșapament și instalarea unui gaz echipamente de combustibil, care este similară cu cea utilizată pe vehiculele cu butelie de gaz când se lucrează la GNC. Costurile pentru producția de GNL sunt de 2-3 ori mai mari decât pentru producția de GNL. Prin urmare, se recomandă utilizarea gazului natural lichefiat în vehicule frigorifice, unde poate funcționa funcții suplimentare agent frigorific pentru frigidere și aparate de aer condiționat.

Pe baza celor de mai sus și având în vedere că cartea se referă la echipamente de gaz pentru mașini și camioane ușoare, ne vom concentra pe primele două tipuri de combustibil pe gaz și dispozitive care asigură funcționarea lor pe motoare combustie interna (GHEAŢĂ).

Ce ne putem aștepta de la combustibilii gazosi?

Pentru a răspunde la această întrebare, să luăm în considerare principalii parametri fizici și chimici ai combustibililor gazosi, precum și efectul acestora asupra performanţă motor în comparație cu caracteristici similare ale benzinei.

Să facem cunoștință cu cantitățile care le caracterizează.

1 Puterea calorică netă (HH, MJ / kg sau MJ / m3) caracterizează proprietățile energetice ale gazului și arată care este cea mai mică cantitate de căldură care poate fi eliberată în timpul arderii complete a unei unități de masă sau volum.

2 Coeficient stoichiometric (masă sau volum) (L0 kg / kg sau m3 / m3) caracterizează cantitatea de aer necesară teoretic pentru arderea completă a unei unități de masă sau volum de gaz.

3 Puterea calorică netă a amestecului combustibil (hH MJ / kg sau MJ / m3) caracterizează conținutul de energie termică într-o unitate de masă sau volum a unui amestec combustibil de compoziție stoichiometrică.

Acești indicatori sunt interconectați de raportul:

4. Densitate (P, kg / m3) este masa dintr-o unitate de volum de gaz în faza sa lichidă sau gazoasă la anumite condiții externe (temperatura și presiunea).

5. Număr octan (RON) caracterizează proprietățile anti-lovire ale gazului și servește drept criteriu pentru stabilirea raportului de compresie admisibil al motorului. Valoarea RON a combustibililor de gaz se situează în intervalul 70-110. Cu cât este mai mare RON pentru un gaz, cu atât este mai puțin predispus la combustie prin detonare și cu atât este mai mare raportul de compresie admisibil al motorului și, în consecință, economia acestuia.

6. Numărul cetanic (CG) caracterizează inflamabilitatea unui gaz: cu cât este mai scăzut, cu atât se produce aprinderea gazului mai rău și, prin urmare, proprietățile de pornire ale motorului pe acest gaz se deteriorează.

Numerele octanice și cetanice sunt relaționate liniar: cu cât este mai mare RON, cu atât este mai mic CG.

7. Limitele de inflamabilitate a gazelor caracterizați valorile limită ale conținutului de gaz (în procente în volum) în aer, la care aprinderea amestecului combustibil este încă posibilă. Inflamabilitatea unui amestec de gaze este influențată de temperatură, presiune și turbulența acestuia (vortexul curgerilor de gaz). Pover sărac și prea îmbogățit amestecuri de gaze nu aprinde.

Cunoașterea acestor limite este importantă atât pentru organizarea fluxului de lucru și reglarea alimentării cu combustibil în motoare, cât și pentru determinarea siguranței la explozie și la foc a concentrațiilor și a amenajării adecvate de depozitare și întreținere mașini.

8. Temperatura critică (Tcr) - temperatura la care densitățile lichidului și vaporii săi saturați devin egale și interfața dintre ele dispare.

9. Presiunea vaporilor saturați (Rcr) la o temperatură critică se numește presiune critică.

La temperaturi peste temperatura critică, substanța poate fi doar într-o stare gazoasă, indiferent de presiunea externă.

Cunoașterea temperaturii critice este foarte importantă pentru evaluarea combustibililor gazosi și pentru clasificarea acestora.

Luați în considerare tabelul din punctul de vedere al comparării indicatorilor fizici și chimici ai gazului și benzinei ca combustibili pentru motoarele cu ardere internă

* Decodarea indicatorilor și tabelul 1 sunt preluate din cartea de referință „Vehicule cu cilindru de gaz”, autorii A. I. Morev, V. N. Erokhov, B. A. Beketov și alții - M.: „Transport”, 1992.

Primul indicator din tabel este formula chimică. Metanul și gazul petrolier lichefiat, care include etanul, propanul, butanul și pentanul, nu conțin plumb nici în compoziția lor, nici în impurități, ceea ce face ca evacuarea lor de combustie să fie mai ecologică decât benzina.

Masa molecularagazele sunt mai mici decât benzina, prin urmare, umplerea buteliilor amestec combustibil, alte lucruri fiind egale, vor fi mai mici decât cele ale benzinei. Acesta este un minus, deoarece duce la o scădere a puterii motorului cu ardere internă.

Densitatea relativă a fazei gazoase în aer - valoarea necesară pentru calcularea mecanismelor de formare a amestecului fluidului de lucru (amestec gaz-aer) și nu caracterizează în mod direct avantajele sau dezavantajele combustibilului gazos față de benzină, dar indică faptul că atunci când apare o scurgere, metanul va crește, iar GPL se va acumula în partea de jos.

Densitatea lichidului - caracterizează volumul vasului pentru stocarea fazei lichide a combustibilului. Vedem că pentru aceeași masă, benzina are nevoie de un volum mai mic decât gazul. Acesta este un minus.

Temperatura critica. Gazele cu hidrocarburi cu temperaturi critice mult peste temperaturile normale mediu inconjurator (de exemplu, propanul are 96,8 ° C, iar butanul are 152,0 ° C), sunt ușor lichefiate și depozitate într-o stare lichefiată la o presiune relativ scăzută. Sunt depozitate în containere suficient de ușoare pentru a fi utilizate pentru alimentarea motoarelor autoturismelor și camioanelor ușoare.

Iar metanul, a cărui temperatură critică este mult mai mică (minus 82,1 ° C), va fi într-o stare gazoasă la orice presiune, iar pentru utilizarea sa ca combustibil gazos este păstrat în butelii sub o presiune de 20 MPa.

Puterea calorică netă toate gazele au mai mult decât benzină. Acesta este un avantaj al combustibililor gazosi și compensează umplerea redusă a buteliilor datorită densității relative scăzute a gazului.

Coeficientul stoechiometric mai mare pentru gaze decât benzina.

Numărul octanic gazul este mult mai mare decât benzina. Acesta este un mare avantaj al gazului, care vă permite să economisiți motorul de la lovitură, să creșteți puterea acestuia prin creșterea raportului de compresie și pentru a reduce consumul de combustibil.

Punct de aprindere. Nu în favoarea gazului. Acest lucru va afecta performanța de pornire a motorului.

Limite de inflamabilitate și raport de aer în exces în favoarea combustibilului pe gaz. Ei spun că limitele de reglare a motorului cu combustie internă pe combustibilul pe gaz sunt mai largi decât pe benzina.

Bazat pe proprietati fizice si chimice combustibili gazoși, se poate argumenta că sunt cu siguranță superiori benzinei în următorii parametri:

- să permită obținerea unor indicatori economici și de putere mai mari decât cei ai motoarelor pe benzină, similari în modul de organizare a procesului de lucru. Motoarele pe gaz special concepute le depășesc pe cele pe benzină în ceea ce privește indicatorii specifici de putere și sunt apropiate de cele pe motorină în ceea ce privește consumul de combustibil;

- în ceea ce privește performanța de mediu, emisiile sunt semnificativ superioare benzinei.

O dovadă foarte frapantă a avantajelor utilizării combustibilului pe gaz față de benzină este experiența în această direcție în industria gazelor. Acesta este modul în care experiența utilizării combustibilului gazos în cartea „Gazul natural ca combustibil pentru motor în transporturi” (editura „Nedra”, 1986) este evaluată de autorii F.G. Gainullin, A.I. Grishchenko, Yu. N. Vasiliev, L. S. Zolotarevsky.

„Generalizarea și analiza multor ani de experiență în exploatarea motoarelor pe gaz la diferite instalații din industria gazelor, efectuate de VNIIGAZ, indică faptul că la trecerea de la combustibil lichid la combustibil gazos, durata de viață a motorului este de până la revizie crește de 1,5 ori, iar timpul de schimb al uleiului crește de 2 ori ...

Este suficient să rețineți că coeficientul acțiune utilă motoarele pe gaz ze atinge 38-40% in gamă largă moduri. Pentru comparație, să subliniem că zeul unui motor pe benzină este doar 30-35% și doar cel mai mare moduri economice muncă ...

Pregătirea unui amestec pentru motoarele pe benzină la temperaturi ambiante scăzute este deosebit de complicată din cauza faptului că benzina se evaporă slab în aceste condiții. Cu combustibilul pe gaz, prepararea unui amestec uniform este ușoară ...

Se remarcă faptul că toxicitatea gazelor de eșapament atunci când funcționează pe gaz natural este cu 90% mai mică decât toxicitatea gazelor de eșapament ale motoarelor pe benzină ...

Conversia motoarelor în GNC în loc de benzină a asigurat o scădere a conținutului de monoxid de carbon din gazele de eșapament de la 1,3 la 0,13%, hidrocarburi de la 221 la 88 ppm și oxizi și compuși de azot de la 1000 și mai mult la 100-200 ppm. Pe lângă îmbunătățirea mediului, utilizarea GNC în motoarele auto crește durata de viață a lumânărilor până la 85 mii km ... nu există evaporare a combustibilului, nu se formează dopuri vapori-aer în sistemul de alimentare cu combustibil, cu condiția ca: munca durabilă pe În gol, bună preluare și siguranță la incendiu.

În prezent, peste 400 de mii de vehicule cu cilindru de gaz care circulă pe GNC sunt în funcțiune în întreaga lume. Cel mai mare număr de vehicule cu gaz CNG, în principal autoturisme (270 de mii de unități), funcționează de câteva decenii în Italia ...

Potrivit firmei „Ford” (SUA), puterea motorul mașiniifuncționarea pe GNL după 55 de mii de mile de rulare a fost cu 10% mai mare decât cea analogică pe benzină (respectiv 74 și 66 kW), iar conținutul de monoxid de carbon din gazele de eșapament ale motoarelor GNC a fost de 5 ori mai mic (respectiv 0, 21 și 1,2%). Alte firme arată și rezultate similare ... ”.

Bineînțeles, apare imediat întrebarea: "De ce nu am trecut încă la combustibilul pe benzină pentru mașini?"

Acest lucru se datorează în primul rând complexității creării rezervelor de combustibil. După cum sa menționat mai sus, abia acum domeniul de aplicare al gazificării în țara noastră a luat astfel de dimensiuni care pot face posibilă crearea rețelei necesare de stații de alimentare cu gaz pentru mașini.

Sistemul de stocare a rezervelor de gaze necesare pentru buna funcționare a transportului este extrem de greoi și necesită investiții semnificative de capital. Este suficient să spunem că costul rezervoarelor de stocare pentru o alimentare orară de gaz comprimat este de câteva ori mai mare decât costul unui compresor cu aceeași capacitate orară. Costul rezervoarelor pentru depozitarea pe termen lung a gazului lichefiat se dovedește a fi chiar mai mare datorită utilizării materialelor scumpe.

Și acum, la stabilirea profitabilității și chiar a semnificației tranziției la echipamentele cu gaz, este necesar să se țină seama de prezența stațiilor de alimentare cu gaz în regiunile în care este folosită mașina.

Utilizarea motoarelor cu dublu combustibil capabile să funcționeze la fel de fiabil atât pe gaz, cât și pe combustibil lichid, rezolvă parțial această problemă. Aceste motoare pot funcționa atât pe benzină și pe gaz, fie pe motorină și gaz. Dar acest lucru își lasă amprenta asupra utilizării proprietăților gazului ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă, ceea ce îl face imposibil implementare completă avantajele sale semnificative, cum ar fi creșterea puterii și eficiența îmbunătățită a combustibilului prin creșterea raportului de compresie

Pentru utilizare deplină Avantajele combustibilului pe benzină față de benzină, este necesară proiectarea motoarelor special pentru combustibilul pe gaz, ceea ce necesită o restructurare majoră a industriei auto.

Este necesar să se creeze cilindri ușori, de înaltă rezistență și ieftini pentru conținutul de combustibil gazos, într-o cantitate care să asigure un kilometraj inter-realimentare pentru o mașină de cel puțin 400 km la dimensiunea minimă și greutate.

Acestea sunt perspective.

Astăzi, multe regiuni au o rețea suficientă benzinărie pentru funcționarea normală a vehiculelor care utilizează combustibil gazos.

Creată diferite modele echipament de înaltă calitate pentru transformarea motoarelor auto în combustibil dual și a fost dovedit în practică efect pozitiv utilizarea combustibilului gazos pentru Mașini ICE, care constă într-o combustie mai completă a amestecului gaz-aer, datorită căreia sunt îmbunătățite condițiile de lubrifiere a perechii de frecare a căptușelii - inele de pistondeoarece combustibilul cu gaz nu spală uleiul de pe peretele căptușelii. Prin urmare, formarea carbonului în capul blocului și pe pistoane scade. Uleiul poate fi schimbat mult mai rar, deoarece nu se subțiază și devine mai puțin murdar. În același timp, consumul de ulei pentru deșeuri este redus cu până la 15%. Durata de viață a revizuirii unui motor pe benzină este mai lungă decât cea a unui motor pe benzină. Pe un motor pe gaz, bujiile durează mai mult.

Utilizarea combustibilului gazos reduce semnificativ toxicitatea totală a gazelor de eșapament (evacuare) - monoxid de carbon CO, dioxid de azot NO2, hidrocarburi CH. Nu există compuși nocivi de plumb în combustibilul rezidual.

Fumul de evacuare în modul de accelerație liberă atunci când funcționează cu combustibil pe gaz este de 3 ori mai mic decât atunci când funcționează pe benzină. Cu un mod de funcționare corect selectat al motorului, nivelul de zgomot este de asemenea redus, ceea ce este deosebit de important în condițiile urbane. Și, în cele din urmă, costul combustibilului necesar pentru gaz este mai mic decât costul benzinei cu o sumă care face posibilă recuperarea costurilor de achiziționare și instalare a echipamentelor de gaz pentru 25-30 mii de kilometri, ținând seama de consumul său mai mare pe unitate de cale.

Gazul natural a fost folosit ca combustibil pentru vehicule de mult timp, dar avem puține astfel de vehicule. Între timp, un litru de gaz este mai ieftin decât benzina. Să vorbim despre ce tip de gaz natural este de preferat pentru mașini.

Propan sau metan - ce să alegi?

În primul rând, gazul natural, care este în mare parte metan, este cel mai ecologic. Formula pentru metan este CH4, iar propanul este C3H8. Arderea fiecăruia produce dioxid de carbon CO 2 și apă, dar metanul este mai ușor de oxidat, în plus, dă mai puțini produse de ardere. În al doilea rând, metanul este mai sigur - este mai ușor decât aerul, deci nu se acumulează în portbagaj sau sub mașină, spre deosebire de propan-butan.

În al treilea rând, rezervele de gaze naturale sunt uriașe, vor dura în următorii 150 de ani, iar prețul este de 3 ori mai ieftin decât combustibilul pentru automobile. Dar trebuie avut în vedere că consumul de combustibil pe gaz va fi puțin mai mare, deoarece un metru cub de metan poate conduce aceeași cantitate ca 1,1 litri de benzină.

Care sunt dezavantajele metanului? Motivul principal - infrastructura slab dezvoltată a stațiilor de alimentare cu metan - există doar 250 în Rusia. Se pare că metanul este mai ecologic, mai ieftin, mai sigur decât benzina - și crește resursa motorului: nu lasă depozite de carbon în camera de ardere și nu spală pelicula de ulei de pe pereții cilindrului. Dar aproape nu există stații de benzină. Prin urmare, un alt tip de gaz este preferabil în rândul comercianților privați - este propan-butan.

Pro și dezavantaje ale propan-butanului

Echipamente cu gaz - acesta este de fapt un tanc suplimentar, mărind raza de croazieră cu 200-500 km. În funcțiune, o astfel de mașină nu va cauza probleme. Motorul este pornit pe benzină și atunci când temperatura ajunge la +25 ° C în sistemul de răcire trece la combustibil pe gaz. Astfel, automatizarea se asigură că reductorul de gaz nu se înghețează. În plus, trecerea de la un tip de combustibil la altul se poate face direct din cabină manual.

Dacă comparăm conducerea în oraș, atunci diferență vizibilă între a conduce cu benzină și benzină nu se simte. Nu vor exista probleme cu pornirea și reacțiile la pedala „gaz”, dar în moduri extreme - puterea nu este suficientă. Deci, lucrul la gaz reduce reculul motor de serie cu o capacitate de 106 CP până la 98 CP Acest lucru poate deveni incomod la depășirea pe pistă, dar soluția este trecerea la benzină în prealabil.

Principalul dezavantaj este reducerea semnificativă a volumului portbagajului. Un rezervor suplimentar este instalat în nișa roții de rezervă, iar roata de rezervă în sine va trebui mutată în portbagaj. În hatchback-uri, butelia de gaz poate fi în habitaclu. Acest lucru anulează avantajele de proiectare care permit creșterea volumului portbagajului prin rabatarea scaunelor din spate.

K mai puțin dezavantaje semnificative realimentarea mașinii cu combustibil pe gaz poate fi atribuită unei anumite deteriorări a dinamicii de accelerație a mașinii (cu 5%), care, totuși, este compensată de o ușoară creștere a consumului de gaz. In afara de asta, timpul de ardere a gazelor este mai mare decât cel al benzinei, iar temperatura din camera de ardere este mai mare.

Dacă scăparea anuală a mașinii este de 10-15 mii pe ruta „de la serviciu la domiciliu”, atunci costul GPL nu se va achita în curând. Dar dacă mașina „funcționează” și kilometrajul zilnic este de un kilometru și jumătate, atunci echipamentul se va plăti pentru sine în șase luni.

Creșterea bruscă a numărului de mașini în lumea modernă a necesitat o creștere semnificativă a producției de benzină. Acest lucru a determinat oamenii de știință și inginerii din întreaga lume să caute în mod activ înlocuirea acestuia.

În această căutare, specialiștii din diferite țări își îndreaptă atenția în primul rând asupra a ceea ce este disponibil din abundență în țara lor natală. De exemplu, în Brazilia, fiecare a cincea mașină circulă cu alcool pur produs din trestie de zahăr. În Filipine, cocosina, obținută din pulpa nucilor de cocos, a fost testată ca înlocuitor al benzinei. În Vietnam, au învățat cum să facă combustibil din coji de nucă de cocos. RFG este convins că cel mai bun înlocuitor benzina este metanol (alcool metilic) și se anticipează că până în 2000, una din patru mașini din lume va circula cu ea.

Ca urmare a căutării unei alternative la benzină, experții interni au optat pentru gaz.Ei explică punctul lor de vedere după cum urmează:

1) resursele de gaze depășesc semnificativ resursele de petrol și, prin urmare, va fi posibil să se dezvolte în siguranță alți combustibili pentru motoarele cu ardere internă sau chiar noi tipuri de motoare pe combustibili non-hidrocarburi;

2) nu există dioxid de sulf în evacuarea unui motor cu gaz (deoarece, de regulă, nu există sulf în gazele naturale), iar concentrația de monoxid de carbon este de câteva ori mai mică (datorită completitudinii mai mari a arderii gazelor);

3) numărul mediu octanic de gaze naturale este de 105, care este mai mare decât cel al cele mai bune mărci benzină;

4) motoarele pe benzină funcționează de 1,5 ... 2 ori mai mult decât pe benzină, deoarece când gazul este ars, se formează mai puține particule solide și cenușă, care provoacă uzura abrazivă a cilindrilor și a pistoanelor; în plus, gazul nu spală pelicula de ulei de pe suprafața cilindrului, ca benzina, și nu provoacă coroziunea metalelor.

Gazul poate fi utilizat pentru realimentarea vehiculelor sub două forme: gazoase și lichide. În primul caz, se folosește gaz natural, care este comprimat la 20 ... 25 MPa, iar în al doilea, un amestec pro-pan-butan, care este răcit la minus 162 ° C și depozitat la o presiune de 1,6 MPa. Costul lichefierii gazului este de 2 ... 3 ori mai mare decât pentru comprimare. Prin urmare, este mai fezabil din punct de vedere economic să se utilizeze gaz comprimat.

Din 1984 Moscova fabrica de autoturisme numit după Likhachev produce mașini ZIL-138A și ZIL-138I, care funcționează pe gaz natural comprimat. În viitor, este planificat transferul la gaz transportul de marfă... Gazul este deja utilizat în autoturisme.

Gazul natural este un combustibil promițător și pentru aviație. În toate țările industrializate, este unul dintre cei mai mari consumatori de produse petroliere. În 1997, consumul total de combustibil pentru aviație de către toate companiile aeriene din lume se ridica la aproximativ 193 de milioane de tone, inclusiv de către țările CSI - 10 milioane de tone. În prezent, practic singurul combustibil pentru transport aerian este kerosen pentru aviație. Cu toate acestea, se lucrează de mult timp pentru a selecta combustibili alternativi.

În țara noastră, în zonele de producție a petrolului, elicopterele uzinei. M.L. Zbura mile pe așa-numitul combustibil condensat pentru aviație (ACKT), obținut pe baza fracțiuni propan-butan,recuperat din gazul petrolier asociat.

Unul dintre combustibilii alternativi pentru aviație este gaz natural lichefiat(GNL). Utilizarea acestuia ca combustibil pentru aviație are o serie de avantaje:

1) emisiile de substanțe nocive provenite de la arderea GNL sunt semnificativ mai mici decât atunci când se utilizează combustibil pentru jet: oxizii de azot se formează de 1D..2 ori mai puțin, funingine - de 5 ori;

2) cu același lucru încărcătură utilă consumul de combustibil și greutatea sunt reduse; Astfel, instalarea motoarelor alimentate cu GNL pe avioanele IL-86 va permite, la aceeași distanță de zbor, să reducă greutatea la decolare a aeronavei cu 25,4 tone și consumul de combustibil cu 18,6 tone.

Perspectiva utilizării GNL ca combustibil pentru aviație este confirmată și de faptul că producția sa a devenit acum un sector dezvoltat al economiei mondiale: în 1997, lumea a produs aproximativ 140 miliarde de metri cubi de GNL, iar creșterea anuală a comerțului cu acesta este de 7%.

Rezumând toate cele de mai sus, putem concluziona că petrolul și gazul joacă și vor juca rol important În viața omului. În ciuda extinderii utilizării surselor de energie regenerabile netradiționale, în viitorul previzibil, petrolul și gazul vor rămâne principalele surse de energie în toate țările lumii. Un alt lucru este că va exista o oarecare redistribuire a rolurilor între ele: combustibilii pentru motoare obținuți din petrol vor fi înlocuiți treptat cu gaze comprimate sau lichefiate.

Este imposibil să ne imaginăm o civilizație modernă fără produse rafinate cu petrol și gaze. Această direcție de utilizare a acestora se va dezvolta tot mai mult în timp.

Gazul natural conține metan, hidrocarburi grele și componente inerte care afectează performanța de ardere. Din acest motiv, companiile de transport și cumpărătorii de GNL stabilesc game acceptabile pentru componente și calorii. Aceste cerințe variază foarte mult în funcție de piață. În ciuda acestui fapt, cerințele de calitate a GNL nu au primit niciodată o atenție deosebită în proiectarea instalațiilor. Din punct de vedere istoric, proiectele de instalații s-au bazat pe contracte pe termen lung cu mai mulți clienți și a fost puțină nevoie de flexibilitate în proiectarea instalației, atât în \u200b\u200bceea ce privește procesul de lichefiere, cât și din partea produsului final. Cu toate acestea, acest lucru se schimbă pe măsură ce industria GNL devine mai globală. Proprietarii instalațiilor de GNL se concentrează acum nu pe o piață unică, dar piețele noi prezintă cerințe care nu sunt întotdeauna compatibile cu producția existentă. În plus, piața în creștere a GNL oferă mai multe posibilități cumpărători și vânzători care pot oferi flexibilitate în ceea ce privește indicatorii de calitate. Ca rezultat, există o tendință activă către introducerea tehnologiilor de îmbunătățire a calității GNL în timpul lichefierii și în ceea ce privește obținerea produselor finale. Cerințele privind calitatea gazelor naturale îndeplinesc mai multe scopuri, inclusiv protecția împotriva coroziunii, eliminarea precipitațiilor lichide în conducte și influența asupra performanței de ardere. Cerințele de control al coroziunii limitează concentrațiile de CO2, H2S, mercaptani și sulf total. Instalațiile de GNL elimină CO2 din gaz până la 50 ppmv pentru a preveni înghețarea în instalațiile de procesare criogenică și astfel îndeplinesc cerințele pentru calitatea principală a gazului. Cerințele de sulf corespund în general piața japoneză, care limitează concentrația de H2S la 5 mg / nm 3, iar sulful total la 30 mg / nm 3. Respectarea cerințelor japoneze va însemna, de asemenea, respectarea cerințelor pentru Europa și Statele Unite (cu excepția Californiei, unde sulful total nu trebuie să depășească 18 mg / Nm 3). Gazul acid este de obicei îndepărtat în instalațiile de tratare a amilului utilizând principiul absorbției componentelor gazului acid într-un solvent alcalin. CO2 ca acid este mai slab decât H2S și, prin urmare, deseori procesul de reducere a concentrației de CO2 la 50 ppmv este decisiv în proiectarea unităților de eliminare a gazelor acide (H2S este un acid mai puternic și, prin urmare, este mai ușor să scăpați de el). Excepția este plantele care procesează gaze naturale cu un conținut ridicat de mercaptan.

Mercaptanii sunt acizi extrem de slabi și trebuie eliminați prin alte metode decât absorbția chimică directă. Pentru a preveni scurgerea lichidului, companiile de transport de gaze limitează cantitatea de butan, pentan și componente mai grele. Plantele GNL trebuie să îndepărteze hidrocarburile mai grele pentru a preveni înghețarea în timpul lichefierii, iar componentele grele îndepărtate sunt un produs secundar al NGL. Astfel, majoritatea instalațiilor de lichefiere îndeplinesc fără dificultate cerințele tehnice pentru conținutul fracțiunilor grele.

Cerințele pentru prevenirea coroziunii și precipitațiile lichide sunt destul de consistente, iar nevoile instalației de GNL în sine (adică prevenirea înghețului în timpul procesării criogenice) fac ca aceste specificații să fie aproape universale. Cerințele privind puterea calorică și interschimbabilitatea gazelor rămân. Aici, cerințele tehnice diferă semnificativ, precum și produsele în sine diferite surse GNL peste tot în lume, iar intercambiabilitatea este cea care pune cea mai mare problemă.

Utilizarea gazelor naturale pentru satisfacerea diferitelor nevoi umane a început cu mult înainte de nașterea industriei moderne a gazelor și are o istorie nu mai puțin bogată și chiar mai lungă decât utilizarea soiurilor de hidrocarburi lichide și semisolide: petrol, bitum, asfalt.

Primele încercări reușite de utilizare combustibil gazos au fost întreprinse în China antică nu mai puțin de 1000 î.Hr.: gazul natural, extras folosind puțuri adânci și pompat prin conducte de bambus, a fost folosit ca combustibil pentru evaporarea sării din soluțiile naturale de saramură.

Și, cu toate acestea, utilizarea combustibililor gazoși nu a primit nicio dezvoltare vizibilă până la începutul secolului al XIX-lea, primele decenii ale cărora au fost marcate de începutul utilizării comerciale a gazului artificial (cărbune) pentru iluminarea străzilor, clădirilor rezidențiale etc.

În ceea ce privește gazele naturale, utilizarea sa la scară industrială a început mult mai târziu - în anii 70 ai secolului trecut - în legătură cu așezarea primelor conducte trunchiuri în regiunile de nord-est ale Statelor Unite și formarea industriei mondiale a gazelor naturale - abia după sfârșitul celui de-al doilea război mondial ...

Fără utilizarea pe scară largă a gazelor naturale, este imposibil să se dezvolte în mod eficient cele mai importante industrii, în special precum metalurgia neferoasă și feroasă, prelucrarea metalelor, cimentul, chimia și petrochimia, rafinarea petrolului, ingineria mecanică și multe altele. Cantități mari de gaze naturale sunt utilizate în utilitățile publice. Gazul natural este utilizat pe scară largă, deoarece are un cost relativ ieftin, transportul și distribuția ușoare a conductelor. Utilizarea gazelor naturale contribuie la creșterea productivității muncii, automatizarea proceselor tehnologice, îmbunătățirea calității și reducerea costurilor produselor. Principalul avantaj al combustibilului pe gaz este creșterea nivelului de producție sanitar și igienic, îmbunătățirea condițiilor de viață ale populației și curățarea bazinului aerian. Pe lângă gazele naturale, oamenii consumă deseori cantități mari de gaze artificiale. Și, de asemenea, transportul de gaz prin conducte este mult mai ieftin decât transportul de combustibil pe cale ferată, ceea ce permite eliberarea unei cantități uriașe de forță de muncă utilizată în transport, încărcarea / descărcarea transportului feroviar și minerit.

Utilizarea gazului natural în industrii precum industria chimică permite o creștere a producției de substanțe chimice valoroase (fibre sintetice, cauciuc, alcooli și altele). Rezumând, se poate observa că avantajele utilizării gazului sunt evidente față de alte tipuri de combustibil. Așadar, ajungem la concluzia că este important să dezvoltăm alte tipuri de combustibil numai ca rezerve sau suplimentare - în cazul unei întreruperi a alimentării cu gaze.

Utilizarea gazului ca combustibil pentru vehicule a început în urmă cu mai bine de 150 de ani, când belgianul Etienne Lenoir a creat un motor cu ardere internă alimentat cu lampă de gaz. Acest tip de combustibil nu a primit prea multă popularitate. Creșterea ulterioară a producției de petrol și reducerea costului produselor sale rafinate, precum și crearea de motoare mai avansate, au făcut din benzină liderul pe piața combustibililor. Interesul pentru combustibilul NGV a apărut din nou în prima jumătate a secolului XX. În Rusia, această direcție a început să se dezvolte încă din anii 30, când, din cauza penuriei de petrol cu \u200b\u200bo industrie în curs de dezvoltare rapidă, guvernul a decis să transfere o parte din transport către gaz. Decretul corespunzător a fost emis în 1936. S-a înființat producția de echipamente, s-au deschis benzinăriile, a început dezvoltarea motoarelor pe gaz și s-au folosit ambele tipuri de gaz - comprimat și hidrocarbură. Implementarea la scară largă a programului a fost împiedicată de Marele Război Patriotic. Cu toate acestea, ei nu au abandonat ideea: deja în timp de pace, au fost proiectate și puse în producție vehicule noi cu butelie de gaz, numărul cărora a ajuns la 40 de mii, pentru care au fost construite zeci de stații de alimentare cu gaz.

Gazul ca combustibil pentru motor este reprezentat de două tipuri principale - gaz natural comprimat (GNC), care este furnizat către stații speciale de alimentare - stații de alimentare GNC - prin conducte de gaz și gaz petrolier lichefiat (GPL). Primul este metanul, iar al doilea este un amestec de propan și butan, un produs de prelucrare a gazelor petroliere asociate (APG). Din punct de vedere istoric, propan-butanul a fost primul care s-a răspândit. Avantajul său este că lichefiază ușor la temperaturi obișnuite la o presiune de doar 10-15 atmosfere. În același timp, un cilindru de oțel cu o grosime a peretelui de numai 4-5 mm este suficient pentru transportul acestuia. Metanul este mai dificil. Poate fi lichefiat doar la temperaturi scăzute, de ordinul minus 160 grade Celsius. Consumul de gaz natural comprimat (spre deosebire de GPL) se măsoară nu în litri, ci în contoare de umplere. Deoarece GNC este compus în principal din metan, puterea sa calorică de masă este de 49,4 MJ / kg, care este cu 9% mai mare decât cea a benzinei și cu 11% mai mare decât cea a jetului de kerosen.

Pentru consumator, dacă trece de la combustibilul tradițional la GPL, costul combustibilului și al lubrifianților este redus cu 20-25%. La rândul său, gazul natural comprimat are și un avantaj față de gazul cu hidrocarburi.

Eficiența energetică a GPL este cu aproximativ 25% mai mică decât cea a GNC - 6175 kcal / m3. pui. și 8280 kcal / m. pui. respectiv. Pentru consumator, acest lucru înseamnă că 25-30% mai mult gaz petrolier lichefiat va fi necesar pentru aceeași distanță, în plus, este ușor inferior GNC în ceea ce privește parametrii de mediu.

De asemenea, datorită utilizării gazului natural ca combustibil, durata de viață a uleiului și a motorului cu ardere internă în sine este crescută. Când motorul funcționează cu combustibil pe gaz, pelicula de ulei nu este spălată de pe pereții blocului de cilindri, în plus, nu se formează depozite de carbon pe chiulasă, inelele pistonului nu se coc, datorită cărora elementele se uzează.

Partea inversă a monedei utilizării gazului ca combustibil este posibila denivelare a motorului. Acest lucru se datorează rezonanței în timpul sistem de admisie și stratificarea amestecului gaz-aer. Pornirea unui motor cu ardere internă rece în timpul iernii devine, de asemenea, mai dificilă. Acest lucru este explicat mai mult temperatura ridicata aprinderea combustibilului gazos și o rată de combustie mai mică.

Au trecut o sută de ani. La începutul secolului XXI, parcarea mondială depășea 500 de milioane. Prețul petrolului este în continuă creștere. În ultimii patruzeci de ani, a crescut de la 9 dolari la 110 dolari pe baril. Pentru motoarele cu combustie internă (ICE), oamenii de știință caută din ce în ce mai multe alternative la benzină și motorină. Au anunțat că peste treizeci de ani omenirea va rămâne fără petrol din măruntaiele pământului. Istoria știe asta pentru muncă primul ICE combustibil de gaz uzat. Multe țări au ales gazele naturale. Experții vorbesc de mult despre posibilitățile gazelor naturale de a ajuta umanitatea să rezolve cu succes tehnic, economic și probleme de mediuapărând pe calea motorizării. Comisia Economică a Națiunilor Unite pentru Europa a adoptat o rezoluție pentru trecerea a 10% (aproximativ 30 de milioane) la gaze naturale până în 2020 vehicule... Senatul SUA a adoptat legislația care introduce scutiri de impozite pentru proprietarii de vehicule cu gaze naturale. Programul de stat japonez „Transportul cu energie curată” prevede o creștere a numărului de vehicule cu gaze naturale la 1 milion de unități.

Să ne concentrăm asupra unor fapte de aplicare în Rusia, țara lideră din lume în producția și rezervele de gaze naturale, combustibil pentru muncă pentru muncă motoare cu combustie internă pentru automobile.

Țara noastră a fost una dintre primele care a început utilizarea industrială a gazelor naturale în motoarele cu combustie internă ale automobilelor. În tezele conferinței privind combustibilul pentru automobile și tractoare din 1930, se poate citi: „Gazele naturale, bogate în depozite de care țara noastră abundă, pot, de asemenea, să ocupe pe bună dreptate unul dintre primele locuri printre combustibilul pentru transportul auto” Deja în 1939, ZIS și GAZ au stăpânit producție în serie vehicule cu cilindru de gaz (GBA), iar în 1949 GBA ZIS-156 și GAZ-51B îmbunătățite au ieșit de pe liniile de asamblare. Până în 1960, au fost construite treizeci de stații puternice de compresoare de alimentare cu gaz (stații de alimentare cu GNC) pentru alimentarea a 40.000 de vehicule.

Oamenii de știință și inginerii au remarcat avantajele gazului natural: creșterea duratei de viață a motorului, lipsa detonației (numărul octanic de gaz - 115), reducerea consumului de ulei de o dată și jumătate, lipsa depunerilor de carbon și funinginei în butelii și reducerea substanțelor nocive din gazele de eșapament. Dezavantajele includeau: o scădere a puterii motorului de până la 15%, o creștere a timpului de accelerare a mașinii cu 30%, o scădere viteza maxima cu 5-6 la sută și unghiul depășitului crește cu 30-40 la sută. Buteliile de gaz au redus capacitatea de încărcare. Costul întreținerii și reparării mașinii a crescut.

În 1981-1983, au fost planificate măsuri în țară până în 2000, conform cărora s-a planificat creșterea numărului de vehicule care circulă cu gaze naturale la 1 milion și construirea a 1012 stații de alimentare cu GNC. Pentru a reduce kilometrajul inactiv al mașinilor și a crește utilizarea echipamentelor stațiilor de alimentare cu GNC (în special în timpul turelor a doua și a treia), a fost planificată producerea a două mii de stații mobile de alimentare cu autogaz (PAGZ). Dar, în 1991, au avut loc evenimente în țară, din cauza cărora a fost pusă capăt implementării programului.

Lucrările de mai sus au fost efectuate conform conceptului acceptat de conversie la gaz natural comprimat (GNC) a vehiculelor proiectate și produse ca benzină și motorină. Producția a fost stăpânită echipamente cu gaz (HBO). Autobuze reabilitate cu combustibil dual gaz-gaz și gaz-diesel, marfă și mașini... Întreprinderile auto au echipat independent mașini cu seturi de GPL. Numărul vehiculelor cu gaze naturale (GPL) a depășit 100 de mii. Dar când mașinile pe benzină funcționează cu gaze naturale, proprietățile lor operaționale s-au înrăutățit, iar KamAZ cu motorină diesel, produs în 1986 cantitate mică, nu a primit aprobarea de la șoferi din cauza unei erori logice în proiectarea sistemului de control al motorului.

Scăderea volumului de transport de mărfuri și pasageri, incendii și explozii de mașini, otrăvirea cu gaz a șoferilor, lipsa alimentării cu combustibil și alte neajunsuri au provocat o atitudine negativă a societății față de utilizarea gazelor naturale de către mașini, iar numărul acestora a început să scadă. Dezvoltarea infrastructurii și construcția stațiilor de alimentare cu GNC a încetinit. Întreprinderile auto au încetat să reconstruiască secțiuni și ateliere pentru depozitarea, întreținerea și repararea GBA. Decretul guvernului rus din 15 ianuarie 1993 nr. 31, emis la 15 ianuarie 1993, nu a ajutat la intensificarea utilizării gazelor naturale de către vehicule, potrivit cărora costul unui metru cub de gaz natural pentru autoturisme nu ar trebui să depășească 50 la sută din costul benzinei A-76. Ca urmare, până în 2013, aproximativ 80 de mii de vehicule erau în funcțiune în Rusia (aproximativ 0,2 la sută flota de vehicule), transformat pentru a lucra pe gaz natural, și au funcționat 212 stații de alimentare cu GNC.

Astăzi este în vigoare din 2004 program de stat gazeificarea vehiculelor (similar programului 1986-1990), este necesar să se mărească numărul stațiilor de alimentare cu GNC la 1.100 de unități până în 2020 și să se treacă peste 1 milion de vehicule pe gaz natural. Pentru punerea în aplicare a acestui plan, guvernul rus la 13 mai 2013 a emis ordinul nr. 767-r „Cu privire la reglementarea relațiilor în utilizarea combustibilului pentru motoare pe gaz, inclusiv a gazului natural”. Acesta prevede dezvoltarea unui set de măsuri juridice, economice și organizatorice pentru susținerea producției de către stat inginerie auto privind gazele naturale, crearea infrastructurii și reglementarea tehnică atunci când se utilizează gazul natural ca combustibil pentru motor.

Comanda a intensificat interesul pentru utilizarea gazelor naturale în motoarele cu combustie internă ale automobilelor. De un an deja pe site-uri niveluri diferite forumuri științifice și practice și conferințe, seminarii, prezentări de noutăți vehicule cu gaz și alte echipamente de transport. Mass-media acoperă în general discursurile și rapoartele optimiste ale participanților cu privire la succesul gazificării transportului rutier și la proiectele promițătoare dezvoltate.

Majoritatea vorbitorilor indică realizările semnificative din trecut și prezent ale oamenilor de știință și inginerilor noștri în crearea vehiculelor cu gaz. Aceștia observă că în Rusia există nu numai condiții favorabile pentru utilizarea gazelor naturale la motoarele cu ardere internă, ci și experiența acumulată în exploatarea autovehiculelor folosind gaz natural comprimat (GNC) și gaz natural lichefiat (GNL).

Pentru practica utilizării pe scară largă a gazelor naturale în motoarele cu combustie internă a automobilelor, este recomandabil să evaluați critic unele dintre motivele eșecului încercărilor anterioare. Experții știu asta sistem de transport „Mașină - șofer - mediu” poate funcționa într-o singură proces tehnologicdacă toate legăturile sale funcționează corect. Eșecul în unul dintre linkuri duce la rezultat negativ... Funcționarea eficientă, fiabilă și durabilă a unui motor de automobile este posibilă numai pe combustibilul pentru care a fost proiectat. Nu este permisă utilizarea combustibilului necorespunzător, deoarece costurile de întreținere și reparații cresc, proprietățile de performanță ale mașinii se deteriorează, iar piesele motorului se pot prăbuși.

La începutul proiectării unui motor cu combustie internă pentru automobile, este necesar să se decidă în ce gaz natural de calitate va fi alimentat butelii de gaz... Reglarea strictă a parametrilor gazelor naturale influențează fluxul de lucru și indicatorii de calcul. Dar gazele naturale din diferite câmpuri diferă în ceea ce privește puterea calorică netă în intervalul de la 33.294 la 47.007 kJ / m3, conținutul de metan de la 69,1 la 99,6 la sută și are un număr de octanici cuprins între 80 și 115 unități. Gazele pot conține cantități mari de hidrogen sulfurat, gudron, praf, oxigen, compuși cianuri și alte impurități care scurtează durata de viață a motorului cu ardere internă. Acest lucru dovedește necesitatea de produse chimice și antrenament mecanic gaze naturale înainte de a realimenta o mașină la o stație de alimentare cu GNC.

Vă puteți aminti GOST 6367-53 „Gazele comprimate pentru vehiculele cu cilindru de gaz”. Trei mărci diferite de gaze au fost distribuite pe benzină: „naturale”, conținând (în volum) 70-98% metan, 1-10% etan și alte impurități, „cuptor de cocs metanizat” cu cel puțin 65% metan și „cocs îmbogățit în cuptor », Care conține cel puțin 50% metan și nu mai mult de 12% hidrogen. Aceste gaze au fost utilizate la motoarele care funcționau pe benzina A-56 și A-66. De specificatii tehnice TU 51-166-83 „Gaz natural combustibil comprimat. Combustibilul pentru vehiculele cu butelie de gaz "la stația de alimentare cu GNC a fost distribuit cu două mărci de GNC:" A "și" B ". Au diferit doar în ceea ce privește densitatea și conținutul de căldură datorită compoziției volumetrice diferite a metanului și a azotului. Caracteristici principale:

Presiunea gazului în butelii, cel puțin 19,62 (200) MPa (kgf / cm2);

Temperatura gazului furnizat pentru umplerea vehiculelor cu cilindru de gaz, ° C, nu mai mult

* pentru zonele climatice temperate și reci +40,

* pentru zona climatică caldă +45;

Compoziția componentelor în volum, procent metan

* în GNL grad A 95 ± 5

* în marca GNL B 90 ± 5

Etan, nu mai mult de 4,0;

Propan, nu mai mult de 1,5;

Butani, nu mai mult de 1,0;

Pentani, nu mai mult de 0,3;

Dioxid de carbon, nu mai mult de 1,0;

Oxigen, nu mai mult de 1,0;

Azot, nu mai mult

* în GNL grad A 0-4

* în GNL grad B 4-7

Masa de sulfură de hidrogen, grame pe metru cub 0,02;

Masă de sulf mercaptan, grame pe metru cub, nu mai puțin de 0,016;

Fracția de masă a hidrogenului sulfurat și a mercaptanului sulf, nu mai mult de 0,1 la sută;

Masa impurităților mecanice, grame pe metru cub, nu mai mult de 0,001;

Masa de umiditate, gram pe metru cub, nu mai mult de 0,009.

Combustibilul gazos a fost evaluat prin compoziția sa elementară, numărul octanic, căldura de ardere, inflamabilitatea, conținutul de umiditate și gradul de purificare de contaminanți.

Azi automobiliști ruși se obține gaz natural care a trecut prin conducta de gaz de la fântână la stația de alimentare cu GNC, unde, după comprimare și purificare de impurități, este pompat în buteliile de gaz ale unei mașini. Conform GOST 27577-2000 „Gaz comprimat cu combustibil natural pentru motoarele cu ardere internă” tehnologia nu prevede modificări ale compoziției gazului.

Această abordare a standardizării combustibilului pentru motoarele cu ardere internă se explică prin capacitatea de a stabili preț scăzut pentru gaze naturale din cauza lipsei etapei de procesare a materiilor prime din domeniu în tehnologie.

Pe piața europeană, în conformitate cu Regulamentul CEE-ONU nr. 49, gazul natural ca combustibil pentru motoarele cu combustie internă auto este disponibil în două game:

1) sortimentul „H”, în care combustibilii de referință extremă sunt „GR” și „G23”;

2) gama "L", în care combustibilii de referință extreme sunt "G23" și "G25".

Caracteristicile lor sunt date în tabel. 2.

Aparent, nu este o coincidență faptul că în clauza 1 a Ordinului nr. 767-r, organizațiile interesate ar trebui să facă propuneri „pentru armonizarea actelor juridice ale Federației Ruse în domeniul standardizării cu documentele internaționale relevante în domeniul utilizării gazului natural ca combustibil pentru motor”.

Îndeplinirea acestor cerințe internaționale privind gazele naturale ne va permite în viitor să certificăm și să operăm motoare fiabile cu combustie internă pentru automobile, create de uzinele noastre.

Formarea unui amestec gaz-aer, umplerea buteliilor și procesul de ardere pot fi îmbunătățite numai cu o compoziție stabilă a combustibilului și o contabilitate exactă a consumului său. Trebuie remarcat faptul că nu s-au dezvoltat contoare de consum de gaze naturale (în nm3) pentru motoarele auto.

Gazul natural evaluat permite firmelor străine să producă motoare cu gaz eficiente și fiabile, care sunt utilizate în autobuze și camioane interne. De câțiva ani încoace, cercetătorii și proiectanții noștri lucrează la un nou concept pentru utilizarea gazelor naturale în motoarele cu combustie internă ale automobilelor. Principiul său principal este crearea motoarelor „pur cu gaz”.

Creșterea utilizării gazelor naturale în motoarele cu combustie internă ale automobilelor concept nou a dat naștere compatrioților noștri o idee „nouă”. În cercetările efectuate acum o sută de ani, au descoperit că, dacă creșteți raportul de compresie și instalați motorină, în loc de un amestec gaz-aer și aprindere electrică, un motor diesel va ieși dintr-un motor pe gaz.

Fără a studia profund organizarea procesului de lucru, cinematica și dinamica mecanismelor, mecanica a făcut contrariul: motoarele care funcționează conform ciclului Rudolf Diesel, KamAZ-820, MMZ-245, YaMZ etc. cu formare de amestec extern și aprindere de la o scânteie electrică. Pe baza rezultatelor testelor pe bancă pe gazul natural de referință importat din Europa, motoarele au primit certificate pentru conformitatea cu cerințele Euro-4. Dar ideea introdusă de cercetători și designeri nu a generat interes și cerere din partea consumatorilor. Au existat recenzii cu comentarii cu privire la eficiența și fiabilitatea motoarelor domestice pe gaz. Prin urmare, la Sankt Petersburg, implementarea ordinului 767-r a încetinit.

Flota de autobuze nu crește numărul de autobuze interne LIAZ-529271 cu motoare pe gaz de MAN. În Sankt Petersburg funcționează o singură stație de GNC pentru realimentarea vehiculelor cu gaz, iar conceptul de motoare numai pe gaz nu este eficient din punct de vedere economic pentru vehiculele urbane de călători și municipale.

Pentru a îndeplini ordinul Guvernului Federației Ruse nr. 767-r privind crearea unui material viabil sistem de transport rutier Stațiile de alimentare cu GNC trebuie să vândă gazul natural corespunzător standarde internaționale... Luând în considerare dezvoltarea insuficientă a infrastructurii (mediului) pentru funcționarea vehiculelor cu gaz, este necesar să se corecteze conceptul de trecere la gazul natural al motoarelor cu combustie internă a automobilelor, ținând seama de modernitatea nivel tehnic desenele lor.

Dezvoltarea unui motor auto cu gaz alimentat cu gaz natural cu octanie ridicată necesită utilizarea modernului motor pe gazlucrând la benzină cu octanie ridicată... Acest lucru va evita o scădere a performanței vehiculelor care anterior foloseau motoare pe gaz și pe gaz. În caz de necesitate tehnologică pentru realimentarea cu gaz sau eșecul de lucru sistem de gaze alimentarea cu energie electrică, motorul trebuie să poată funcționa pe benzină de rezervă.

Astfel, infrastructura urbană modernă va fi masina eficienta cu un motor pe benzină cu două combustibili.

Experiența mondială arată că în Rusia este necesar să se reîntoarcă la dezvoltarea motorinelor gazoase interne. Proiecte fiabile cunoscute cu sisteme de control care utilizează principiul controlului cantitativ, realizând procesul de lucru al motorinei cu o doză de aprindere de 3-5 la sută din alimentarea nominală cu motorină și menținând puterea motorinei utilizate.

Și ultimul lucru. Industria auto și transport auto sunt industrii importante din punct de vedere strategic. Dezvoltarea lor face ca țara să fie nu numai puternică din punct de vedere economic, ci și să-și sporească capacitatea de apărare. Ce daune va avea astăzi, dacă este mobilizat, conceptul de a produce vehicule auto cu motoare pe gaz pur?