LPG и CNG: доступное топливо, потенциал которого раскрывается с помощью новых свечей зажигания

Сокращение стоимости автомобильного топлива вдвое при одновременном снижении уровня выбросов. Похоже на грандиозную идею? Тем не менее, сегодня это легко достижимо с помощью топливных технологий, существующих уже не один десяток лет. Речь идет о LPG (СНГ, сжиженный нефтяной газ) и CNG (КПГ, компримированный природный газ). Ведущий мировой производитель свечей зажигания – компания NGK SPARK PLUG – проводит исследования указанных альтернативных источников топлива и уникальных свечей, разработанных специально для их оптимизации.

Все о СНГ и КПГ

Как СНГ, так и КПГ являются чрезвычайно универсальными, недорогими и практически неисчерпаемыми видами топлива. СНГ представляет собой естественный побочный продукт добычи природного газа или автоматический результат процесса переработки нефти, состоящий из пропана, бутана или их смеси. СНГ известно также как пропан-бутан автомобильный, пропан, пропан автомобильный, или СУГ. Входит в тройку наиболее популярных в мире видов топлива. По имеющимся оценкам, на нем ездят более 23 миллионов автомобилей в мире, но особой популярностью он пользуется в странах Восточной Европы, Бенилюкс, а также в Германии, Австрии и Швейцарии. При нормальном давлении и температуре СНГ имеет газообразное состояние. Однако, под давлением или при охлаждении происходит его переход в жидкое состояние с уменьшением объема до 1/250 от первоначального. Это означает легкость транспортировки большого количества энергии в небольшом пространстве.

Что касается КПГ, он является основным продуктом добычи природного газа. КПГ состоит, в основном, из метана и имеет сравнительно высокую температуру воспламенения (

700°C). В отличие от СНГ, КПГ – это топливо, всегда имеющее газообразное состояние, что означает необходимость большего количества места для его хранения. По имеющимся оценкам, более 20 миллионов автомобилей мира заправляются КПГ.

Более низкие затраты, непревзойденная экологичность

Для автовладельцев перевод автомобиля на газ означает целый ряд преимуществ, главное из которых заключается в экономии средств. Многие страны мира реализуют программы субсидирования с целью стимулирования перевода автомобилей на СНГ и КПГ. Кроме того, СНГ и КПГ обеспечивают реальную экономию средств на приобретение топлива.

В то время как в разных странах цены могут быть разными, по сравнению с бензином или дизельным топливом средняя стоимость СНГ гораздо ниже; зачастую разница в цене может быть более 50%. В среднем, экономия на топливе может составлять до 40% в год. Как правило, КПГ даже дешевле СНГ, несмотря на то, что по сравнению с последним он выделяет меньше половины энергии, то есть в долгосрочной перспективе СНГ более рентабелен.

Кроме того, существует еще одна веская экологическая причина для перехода на СНГ или КПГ, у которых уровень вредных выбросов при сгорании является одним из самых низких среди всех видов ископаемого топлива. Если сравнивать эти два вида топлива по степени выделения вредных газов, КПГ — более безопасен для окружающей среды. Однако, у СНГ имеется целый ряд преимуществ. Так, например, результаты исследований показали, что использование СНГ вместо бензина или дизельного топлива способствует гораздо меньшему количеству выбросов CO (угарного газа), CO2 (углекислого газа) NOx (оксидов азота) и HC (углеводородов). Например, по выделению оксидов азота показатели СНГ на 68% лучше, чем у бензина, и на 96% — чем у дизельного топлива. И это не говоря уже о том, что СНГ выделяет в 120 раз меньше твердых частиц по сравнению с дизельным топливом. Кроме того, в выхлопных газах СНГ практически не содержится сажа, являющаяся основной причиной глобального потепления, а также представляющая серьезную опасность для здоровья.

Перевод на газ

Несмотря на то, что некоторые автомобили оснащены заводским газовым оборудованием, чаще всего перевод на газ осуществляется позднее. Для этого в мастерской устанавливают вторую топливную систему. В зависимости от страны, перевод бензинового автомобиля на СНГ может занять до 7 дней, а стоимость переоборудования составит 1000 – 3000 евро. Холодный запуск автомобиля на газу, баллон для которого, как правило, устанавливается в багажнике, всегда осуществляется на бензиновом двигателе; это означает, что в бензобаке все-таки должно быть немного топлива. Примерно через километр пробега, когда двигатель прогреется, автомобиль автоматически переключается на СНГ. Вы можете дольше проехать без дозаправки, поскольку при опустошении баллона с СНГ происходит автоматическое переключение обратно на бензиновый двигатель. На СНГ можно перевести даже гибридные автомобили, что сделает их более дешевыми в эксплуатации и даже более экологичными.

Перевод автомобиля на КПГ обходится дороже. Из-за газообразного состояния топлива баллон с КПГ обычно занимает в багажнике больше места. Однако заводские системы КПГ на автомобилях встречаются чаще. Как и у автомобилей, работающих на СНГ, в автомобилях с КПГ имеется возможность переключения на бензиновый двигатель. Кроме того, в более современных автомобилях стоят заводские установки, позволяющие осуществлять холодный запуск на КПГ без необходимости использования бензина.

LPG LaserLine: Самая современная технология свечей зажигания для двигателей, работающих на газу

• Высокопроизводительные электроды: Запатентованные двойные электроды из драгоценных металлов не разрушаются в условиях сгорания газа, что увеличивает производительность.
• Снижение нагрузки на катушку зажигания: Тонкий (0,6 мм) иридиевый электрод работает при низком напряжении зажигания, что снижает нагрузку на катушку. Кроме того, пламя быстрее распространяется по большей площади, что способствует воспламенению.
• Оптимальный температурный режим: Медный сердечник внутри заземленного электрода рассеивает больше тепла и регулирует высокую температуру сгорания газа.
• Предустановленный межэлектродный зазор: Межэлектродный зазор 0,8 мм не требует дополнительной регулировки.
• Защитный тепловой экран: Уникальное хромовое покрытие защищает корпус от коррозии и обеспечивает более длительный ресурс.

LPG LaserLine: индивидуальное решение для двигателей, работающих на газу

Однако у СНГ и КПГ имеются повышенные требования к воспламенению, подразумевающие особый подход к выбору свечей зажигания. На рынке запчастей и послепродажного обслуживания LPG LaserLine от NGK SPARK PLUG – первая линейка свечей зажигания для автомобилей, оборудованных газовым оборудованием. Линейка LPG Laserline включает в себя 8 типов свечей зажигания, подходящих для установки примерно на 95% автомобилей Европы. «Эти свечи идеально подходят для работы на СНГ, КПГ и двух видах топлива”, – говорит Кай Вильшрей, Руководитель службы технического обслуживания и запасных частей NGK SPARK PLUG EUROPE. – До того, как мы заполнили эту нишу, единственными доступными свечами зажигания для двигателей на газу были свечи для бензиновых двигателей, которые больше подходили именно для них. Это являлось причиной ряда недостатков, присущих двигателям, работающим на газу”.

Одной из таких проблем был риск пробоя катушки зажигания. Поскольку по сравнению с бензином сгорание газа ионизировать сложнее, для двигателей, работающих на СНГ и КПГ, требуется более высокое напряжение зажигания (с разницей до 7000 вольт). Это может создать условия для пробоя катушки зажигания, а также для ее преждевременного износа. «Свечи LPG LaserLine противодействуют этому за счет центрального электрода с иридиевым наконечником и заземляющего электрода с платиновой напайкой, что допускает использование тонкого центрального электрода, — подтверждает Вильшрей. — Напряжение концентрируется в одной точке, искра зажигания происходит при более низком напряжении, и, в конечном счете, происходит уменьшение напряжения на катушках зажигания”.

Еще одна проблема, с которой можно справиться при помощи свечей LPG LaserLine – коррозия. При сгорании газа внутри двигателя образуются агрессивные кислоты, которые могут разъедать резьбу свечи зажигания. Это может затруднить ее снятие в конце срока службы или повредить головку цилиндров. ”Свечи зажигания LPG LaserLine имеют специальное покрытие для оптимальной защиты от кислотной коррозии, что обеспечивает их беспрепятственное снятие даже через 60000 км пробега», — говорит эксперт.

Фактически, 60000 км – рекомендуемый интервал замены свечей зажигания LPG LaserLine. Это значительно больше, чем у обычных свечей, устанавливаемых в автомобилях на газу. Как правило, у последних замена свечей должна производиться в два раза чаще по сравнению с бензиновыми аналогами. Долговечность свечей зажигания LPG LaserLine обусловлена наличием двух электродов из драгоценных металлов, которые, несмотря на малый диаметр, практически не подвержены выгоранию. «Данная линейка означает реальную долгосрочную экономию, — говорит Вильшрей. – Для владельцев автомобилей на газу это не только экономия на покупке свечей зажигания, которые они будут приобретать реже, но и снижение расходов на установку”.

Еще одной проблемой является теплоотвод. У большинства автомобилей на СНГ и КПГ переключение между газовым и бензиновым режимами происходит простым нажатием кнопки. Однако в газовых двигателях температура сгорания выше, чем в бензиновых. Это означает, что свеча зажигания должна иметь лучшие характеристики рассеивания тепла, поэтому свечи зажигания LPG LaserLine имеют отрегулированный диапазон нагрева. «Простое увеличение теплоты сгорания может привести к образованию нагара на свечах зажигания в режиме бензина, поскольку в зависимости от условий движения они могут не достичь температуры, при которой происходит их самоочистка, – предупреждает Вильшрей. – Для того, чтобы этого не случилось, свечи LPG LaserLine имеют расширенный рабочий диапазон температур, что обеспечивает их оптимальную работу как в режиме газа, так и в режиме бензина, без перегрева или образования нагара”.

Кай Вильшрей гордится такой передовой технологией. “У компании NGK SPARK PLUG имеются решения для всех газобалонных установок, работающих на СНГ и КПГ. Наши свечи для автомобилей на газу имеют очень высокий охват рынка запчастей и послепродажного оборудования. Они подходят почти для 100 миллионов европейских автомобилей. Независимо от направления мы вкладываем душу в разработку оптимальных технологий воспламенения, которые удовлетворяли бы потребности всех моделей авто”. С учетом более чем 80-летнего опыта и широчайшего ассортимента продукции, включающего в себя свечи зажигания, свечи накаливания, катушки зажигания и провода, а также широкий спектр датчиков, неудивительно, что компанию NGK SPARK PLUG неизменно выбирают дистрибьюторы, владельцы автомастерских и автовладельцы из всех стран мира.

О компании NGK SPARK PLUG:

Регионы присутствия: NGK SPARK PLUG является одним из ведущих поставщиков продукции для систем автомобиля и технической керамики. Головной офис компании расположен в городе Нагоя (Япония), а офисы продаж и производственные объекты – во всех странах мира. Автомобильное подразделение специализируется на разработке технологий систем зажигания и датчиков и занимается поставкой комплектного оборудования во все уголки мира. Что касается ассортимента для рынка запчастей и послепродажного обслуживания, он включает в себя свечи зажигания, свечи накаливания, катушки зажигания и провода марки NGK Ignition Parts. Под маркой NTK Vehicle Electronics выпускаются датчики кислорода (и NOx), датчики температуры выхлопных газов (EGTS), массового расхода воздуха (MAF) и абсолютного давления (MAP) коллектора, а также датчики контроля положения и оборотов двигателя. В штате компании состоят более 16 000 человек. Общий годовой оборот по продукции для систем автомобиля и технической керамике составляет порядка 3,5 миллиардов евро по всем странам мира. Доля продаж NGK SPARK PLUG в регионе EMEA (в том числе через дочерние предприятия в ЕС, Великобритании, Франции и странах Евразии) составляет 26,1 % от оборота по миру. Представительства компании NGK SPARK PLUG работают на территории всех континентов. В группу входят 41 компания, 29 производственных предприятий и 4 технических центра.

Рынок запасных частей и послепродажного обслуживания в регионе ЕМЕА: С момента расширения своей деятельности и перехода в автомобильный сектор (помимо мотоциклетного) в 1970-х годах компания NGK SPARK PLUG продемонстрировала серьезные успехи на рынке запасных частей и послепродажного обслуживания. Благодаря своей неизменной приверженности качеству, технологическим исследованиям и разработкам, компания стала мировым лидером по производству свечей зажигания и кислородных датчиков, а также ведущим поставщиком свечей накаливания, катушек зажигания и проводов, а также новейших сенсорных технологий. Региональный головной офис NGK SPARK PLUG расположен в городе Ратинген (Германия). Он занимается обслуживанием клиентов рынка запасных частей и послепродажного обслуживания из стран Европы, Ближнего Востока и Африки. В регионе ЕМЕА работают 10 предприятий группы, на которых работают более 1 000 человек. Кроме того, компания имеет два производственных предприятия на территории Франции и Южной Африки, а также технический центр в Германии.

Метан (LPG/CNG): преимущества перед бензином. Что лучше СНГ или СПГ?

Основой природного газа, который имеет природное (натуральное) происхождение является метан (CH4). Формирование природного газа произошло в процессе органического преобразования. Содержание метана в природном газе может колебаться в диапазоне от 91 до 99%, все остальное это — пропан, этан, бутан, а также азот. Такой разброс в процентах объясняется отличием химического состава газа, добытого в разных уголках нашей Земли. Однако, при сгорании природный газ разного происхождения выделяет одинаковое количество тепла, что делает его геопривязку абсолютно не важной как для вас, так и для вашего двигателя. Благодаря электронным датчикам газобаллонного оборудования, состав газа автоматически определяется после чего происходит регулировка пропорции топливной смеси с учетом особенностей этого газа.

Преимущества природного газа

Химический состав природного газа, благоприятно сказывается на состоянии двигателя и не влечет за собой проблем, связанных с эксплуатацией. Благодаря отсутствию в составе метана добавок, которые присутствуют в сжиженных углеводородных газах (СУГ), продукты горения природного газа не содержат вредных включений. Более того, при сгорании природного газа уровень выбросов CO2 снижается на 25%.

Количество метана в природном газе это — как октановое число для бензина, по этому параметру принято характеризовать природный газ. Что это значит для двигателя? От этого параметра зависит работа двигателя, а также вероятность появления такого явления как детонация.

Сжатый природный газ (СПГ) имеет ряд неоспоримых преимуществ перед сжиженным нефтяным газом (СНГ), среди которых — экологичность и безопасность. Метан, которого, как вы уже знаете, в природном газе больше всего, быстро растворяется в воздухе, что практически сводит на нет вероятность воспламенения газа в случае повреждения газового баллона. Способ хранения природного газа позволяет минимизировать вероятность неконтролируемой утечки. Исправные цилиндры обязаны выдерживать давление разрыва равное более чем 600 бар, а благодаря клапанной системе происходит контролируемая подача газа.

При работе на СПГ мотор может демонстрировать высокую производительность за счет высокого октанового числа (

130), в особенности, когда мотор оснащен турбиной или системой рециркуляции отработанных газов, а лучше и то и другое вместе. Хотя это имеет и обратную сторону, например, большое потребление газа, а также проблемы с теплоотдачей. Уровень шума двигателя во время работы на природном газе снижается на 3 дБ, поэтому такой тип топлива очень актуален для общественного транспорта. Сжатый природный газ, как и СНГ можно использовать как на бензиновых, так и на дизельных моторах, хотя в случае с дизелями вам придется столкнуться с низкой окупаемостью. Проблема в том, что на дизельный мотор потребуется устанавливать систему с искровым зажиганием или смешанный цикл, в котором дизельное топливо будет выступать в качестве в качестве поджигающего вещества.

Существуют также и недостатки у этого типа топлива

1. Низкая плотность энергии. Из-за этой особенности природный газ очень часто используется в сжатом виде. Давление или степень сжатия равно 20 МПа или 200 бар. В переводе на плотность энергии мы получаем 7 кдж/дм3, по сравнению с бензином у которого этот показатель равен 30 кдж/дм3 можно получить без каких-либо дополнительных операций по сжатию. Эта особенность природного газа приводит к тому, что мотор для того, чтобы работать на этом топливе должен быть оптимизирован для этого, а сам расход газового топлива при этом буде существенно выше. При равных размерах газовых (СНГ и СПГ) на СНГ можно проехать больше, поэтому чтобы компенсировать низкую производительность, желающим использовать метан в качестве альтернативного топлива, приходится ставить на свои авто больше газовые резервуары. Это как вы понимаете ведет к увеличению общего веса автомобиля, и уменьшению свободного места в багажнике. Высокое давление, необходимое для хранения заполненных СПГ резервуаров (как правило, цилиндрической или круглой формы) делают емкости весьма громоздкими и в случае с легковушками отнимают много места.

2. Вторым недостатком можно считать высокую стоимость самого газового оборудования. Стоимость баллонов, способных выдержать давление в 200 атмосфер довольно высокая.

Существует два вида систем способных работать на природном газе — моновалентные и двухвалентные.

• Моновалентный тип предусматривает сжигание исключительно СПГ, который поступает из специального резервуара.
• Бивалентный тип предусматривает одновременное использование газа вместе с основным топливом, за счет чего возникает экономия денежных средств и снижается расход бензина.

В вопросе стоит ли устанавливать метан или лучше поставить ГБО работающую на СНГ, каждый решает сам для себя, если место позволяет, и увеличение веса автомобиля для вас не критично, то природный газ вам вполне подойдет. Если же вы не готовы идти на такие жертвы, выберите альтернативу в виде сжиженного газа, который не утяжеляет вес вашего авто, не «съедает» место в багажнике и не «бьет по карману».