Топливо для двигателей газобаллонных автомобилей

Наряду с автомобилями, оборудованными двигателями, работающими на бензине и дизельном топливе, выпускаются и эксплуатируются газобаллонные автомобили, топливом для которых служат горючие газы. Используют как природные горючие газы, добываемые из газовых и нефтяных месторождений, так и промышленные газы, получаемые при переработке нефти, нефтяных газов и твёрдых горючих ископаемых.

При прочих одинаковых условиях для автомобилей, работающих на газовом топливе, себестоимость топлива снижается в 2 – 3 раза на каждый тонно-километр по сравнению с автомобилями, работающими на бензине. Наряду с более низкой стоимостью газовое топливо обладает и другими преимуществами перед жидким топливом. Оно более полно сгорает в цилиндрах двигателя, а отработавшие газы (продукты его сгорания) намного меньше загрязняют окружающий воздух. Газовое топливо не разжижает масло в картере двигателя, не смывает масло со стенок цилиндров и не ухудшает этим условий смазывания, поэтому износ деталей двигателя ниже. Увеличивается также срок службы масла в 2 – 3 раза, что снижает его расход на 30 – 40 %. Газовое топливо имеет высокую детонационную стойкость (октановое число около 100 и выше), поэтому возможно повышение такой рабочей характеристики двигателя, как степень сжатия, для получения ещё более высокой топливной экономичности.

Недостатком газового топлива является необходимость иметь на автомобиле более тяжёлые и дорогие баллоны для размещения запаса газа по сравнению с баками для жидкого топлива, и поэтому повышается масса автомобиля. Для заправки газобаллонных автомобилей требуется строительство газонаполнительных станций, которые дороже, чем бензозаправочные станции. Кроме того, затруднён пуск двигателя зимой, особенно при температуре ниже – 15˚С (более высокая температура воспламенения газовоздушной смеси, меньшая скорость распространения пламени, отсутствие возможности создать в момент пуска оптимальный состав смеси). Наконец, требуется соблюдение дополнительных мер по безопасному обращению с газообразными веществами.

Однако основным сдерживающим фактором развития газового направления является крайне малое число заправочных газовых станций – в настоящее время на газе работает только около 1% автомобилей России. По прогнозам до 2010 г. число газобаллонных автомобилей возрастёт в 2 раза.

Газовое топливо, применяемое для автомобилей, находится в сжиженном или сжатом состоянии, поэтому газобаллонные автомобили подразделяются на автомобили, работающие на сжиженном или сжатом газе, и используются баллоны соответствующих конструкций.

Газобаллонные автомобили в зависимости от конструктивных особенностей могут работать либо только на газовом топливе, либо на газе и жидком топливе – бензине. Универсальность дает возможность переключать автомобиль на тот или иной вид топлива в зависимости от его наличия в автотранспортной организации и устраняет простои автомобиля из-за отсутствия топлива, но усложняет и удорожает конструкцию.

Для газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном газе, ГОСТ 27578 – 87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта» устанавливает следующие марки сжиженных газов:

ПА – пропан автомобильный для применения в зимний период при температуре – 20…. – 30˚С;

ПБА – пропан-бутан автомобильный для применения при температуре не ниже – 20˚С.

Для того чтобы газовые баллоны и газовая аппаратура имели небольшую массу, давление насыщенных паров газа должно быть минимальным. В то же время подача сжиженного газа из баллонов в карбюратор двигателя осуществляется под действием давления паров газа, находящихся в баллоне в виде паровой подушки под сжиженным газом, т.е. для надёжной подачи топлива давление насыщенных паров должно быть достаточным.

Сжиженные газы не имеют запаха, и для того чтобы их обнаруживать в воздухе при утечках из газовых систем в них вводят безвредные одоранты – пахнущие вещества, например, этантиол (этилмеркаптан), запах которого ощущается при содержании 0,19 г на 1000 м³ воздуха.

К сжатым относятся газы, которые при нормальной температуре сохраняют газообразное состояние даже при высоком давлении. Характерным представителем сжатых газов является природный газ. Основным компонентом сжатого газа является метан (82…98%), наряду с ним входят другие углеводороды, СО₂, О₂, N₂, H₂S, тиолы (R-SH), а также механические примеси и влага, содержание которых ограничивается.