Сжатые углеводородные газы

Большое значение имеют осуществляемые в нашей стране меры по улучшению структуры топливно-энергетического баланса, сни­жению в нем доли нефти.

Одной из крупномасштабных задач является расширение ис­пользования в народном хозяйстве сжатого (компрессированно­го) природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива, что помимо экономических соображений (нефтесберегающий фактор) диктуется потребностью оздоровления воздушной среды, особен­но в крупных городах, так как газ является среди углеводородных топлив наиболее экологически чистым видом горючего.

Природный топливный сжатый газ получают из горючего при­родного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам или городским газовым сетям, компрессированием и удалением примесей по технологии, не допускающей изменения компонент­ного состава (табл. 4.4).

Природный газ состоит из метана СН₄, оксида углерода СО и водорода Н₂.

В зависимости от месторождения содержание метана в газе мо­жет быть в пределах 40... 82 %. Его критическая температура состав­ляет —82 °С. Поэтому при нормальных температурах даже при вы­соком давлении эти газы не могут быть сжижены: для этого необ­ходимы низкие температуры.

Октановое число метана 110.

Горючие газы как моторные топлива на автомобильном транс­порте стали применяться в нашей стране еще в 30-х годах XX века из-за ограниченных ресурсов бензина.

В послевоенное время открытие и освоение месторождений при­родного газа позволило увеличить использование газообразного топлива для автомобилей и к 1954 г. был освоен выпуск газобал­лонных автомобилей ГАЗ-516; ЗИС-156; ЗИС-166 и построено 30 газонаполнительных станций.

Однако в 60-е годы XX века в связи с большим приростом до­бычи нефти и увеличением ресурсов бензина работы эти были пре­рваны. В настоящее время КПГ является альтернативным топли­вом, способным покрыть возможный дефицит жидкого моторного топлива в стране. Применение его на автомобильном транспорте может обеспечить создание газобаллонных автомобилей с мощно­стью на 30...40 % выше, чем у современных автомобилей, работа­ющих на бензине, и эффективным КПД до 38...40 %, при одно­временном увеличении срока службы двигателя в полтора и сро­ков смены масла в два раза.

Таблица 4.4 Физико-химические показатели сжатого природного газа (ГОСТ 27577-87)

Опыт эксплуатации современных отечественных автомобилей, работающих на сжатом газе, выявил ряд положительных факторов его использования: срок службы двигателя увеличивается на 50...70 %, срок службы свечей — на 30...40 %, расход масла снижа­ется благодаря увеличению периодичности его замены в 2...3 раза, на 30...75% уменьшается количество токсичных компонентов в отработанных газах.

Рис. 4.3. Принципиальная схема системы подачи сжатого газа:

1 — баллоны с газом под высоким давлением; 2 — наполнительный вентиль; 3 — подогреватель газа; 4— выпускной трубопровод (глушитель); 5— манометры; 6 — магистральный вентиль; 7— фильтр, 8— редуктор; 9— дозатор; 10— карбюратор-смеситель

Вместе с тем ухудшаются некоторые эксплуатационные пока­затели автомобилей: мощность двигателя снижается на 18...20%, время разгона возрастает на 24...30%, а максимальный преодоле­ваемый угол подъема уменьшается. Из-за большой массы металли­ческих баллонов, требуемых для хранения сжатого под высоким давлением газа (330 кг для ГАЗ-53 и 800 кг для ЗИЛ-130) полезная нагрузка автомобиля снижается на 14...20 %. Возможная дальность поездки на одной заправке газа составляет 200...250 км, т.е. запас хода снижается на 30...40%. Из-за необходимости сохранения до­полнительной топливной системы трудоемкость технического об­служивания и ремонта газового автомобиля увеличивается на 7... 8 %.

Сжатый газ на борту автомобиля хранится в 4... 8 баллонах (в зави­симости от типа двигателя) вместимостью по 50 л под давлением 19,6 МПа.

На рис. 4.3 приведена принципиальная схема системы подачи сжатого газа.