Особенности применения газообразных топлив

Газообразные топлива обладают некоторыми преимуществами перед бензинами и дизельными топливами. Газобаллонные автомобили значительно экономичнее, чем базовые модели, работающие на жидком топливе, главным образом за счет снижения расхода на моторное масло, увеличения межремонтного пробега двигателя и меньшей стоимости топлива.

Увеличение срока службы моторного масла в газовых двигателях достигается за счет отсутствия конденсации паров топлива на стенках цилиндра и в связи с этим отсутствия разжижения картерного масла. Поэтому срок службы масла при работе двигателя на газе увеличивается в 2...4 раза, а срок службы самого двигателя – в 1,5...2 раза.

В газовых двигателях не происходит смывание масляной пленки со стенок цилиндров и поршней, количество нагаров и различных отложений на стенках камеры сгорания и в поршневой группе невелико. Вследствие этого улучшаются условия работы двигателя, снижаются износы деталей шатунно-поршневой группы.

Газообразные топлива обладают высокой детонационной стойкостью, вследствие чего их можно использовать в двигателях внутреннего сгорания с высокими степенями сжатия, а следовательно, и хорошими технико-экономическими показателями. Так, октановые числа, полученные исследовательским методом, составляют у этана 116,3, пропана 111,6, бутана 95,8 (см. табл. 5.1).

Существенное преимущество газообразного топлива – незначительное загрязнение окружающей среды токсичными компонентами.

При работе газового двигателя происходит более совершенное смесеобразование и более полное сгорание рабочей смеси, чем у бензиновых двигателей. В результате этого образуется весьма небольшое количество продуктов неполного сгорания, которые особенно вредны для здоровья людей. Так, продукты сгорания газового двигателя, работающего в режиме холостого хода, содержат в 5 раз меньше СО, чем продукты сгорания бензинового двигателя в том же режиме.

Недостаток газобаллонных автомобилей – усложненная система топливоподачи. Повышаются также пожарные требования к помещениям при техническом обслуживании и ремонте газобаллонных установок из-за возможных утечек газа.

Во всем мире парк автомобилей, работающих на нефтяном и сжиженном природном газе, постоянно растет. Сжиженные газы – это автомобильное топливо будущего. Сжиженный природный газ можно применять для производства экологически чистых бензина и дизельного топлива с низким содержанием ароматических углеводородов и твердых частиц. Однако это не всегда экономически оправдано.

Производные от природного газа, например диметилэфир, – потенциальные топлива будущего. В некоторых западноевропейских странах налажено производство двухтопливных автомобилей, работающих как на жидком, так и на газообразном топливе. Выпускают также автомобили, использующие водород.

В России АвтоВАЗ на базе универсала ВАЗ-2111 создал машину на топливных элементах, использующую в качестве топлива водород. Эту машину назвали «Антэл-2». Она приводится в действие электродвигателями, которые получают энергию, высвобождающуюся в результате химической реакции взаимодействия водорода и кислорода. Таким образом, в окружающую среду попадает безвредная дистиллированная вода.

«Антэл-2» значительно отличается от первого образца – топливные элементы стали гораздо меньше и теперь не занимают весь багажник. Это стало возможно благодаря замене кислородных баллонов на компрессор, сжимающий воздух. Время заправки сократилось с 2 ч до 20 мин. Раньше водород закачивали в бак с помощью насоса, а теперь он подается под давлением 400 атм из специального резервуара.

КПД «Антэл-2» равен 60...65%, что значительно превышает КПД двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, водород в отличие от нефти является неисчерпаемым топливом.

Следует отметить, что в США, Великобритании, Германии и ряде других стран ведутся аналогичные работы по созданию транспортных средств на топливных элементах, работающих на водороде.

Контрольные вопросы и задания

I. Какой состав и свойства имеют сжиженные газы? 2. Расскажите о сжатом природном и генераторном газах 3. Как потучают и используют биогаэ? 4. Перечислите особенности применении газообразных топлив. 5. Назовите перспективные экологически чистые виды топлива.