ГБО: вопросы и ответы. Часть 2

Как отличается расход газового топлива от расхода бензина?

В зависимости от режима эксплуатации, времени года и процентного соотношения газов в смеси пропан-бутан, расход газового топлива может быть больше, чем расход бензина, на 15–20%.

Как меняется динамика автомобиля на газовом топливе?

Газ сгорает немного медленнее, чем бензин. Использование газа в качестве моторного топлива снижает нагрузку на поршневую группу и коленчатый вал, двигатель работает «мягче». Однако, это вызывает ухудшение динамики разгона примерно на 2–5% (в зависимости от степени сжатия).

На какое давление рассчитан автомобильный газовый баллон?

Газовый баллон автомобиля предназначен для заполнения сжиженным газом при температуре его поверхности от -40 до +45° С. Баллон рассчитан на максимальное рабочее давление 1,6 МПа (минимальное давление, при котором сохраняется работоспособность двигателя, равно 0,2 МПа).

Сколько газа входит в баллон при заправке?

Основное правило безопасности заключается в том, что баллон должен быть заполнен не более чем на 80% своего объема, остальное пространство заполнит образующаяся паровая подушка, за счет которой при нагревании объем жидкого газа увеличивается, не вызывая опасного увеличения давления в баллоне. На практике давление газа в баллоне при (-40°) — (+45)°С находится в пределах 0,2 — 1 МПа.

Что произойдёт при повреждении газовой магистрали?

В блоке арматуры имеется специальный вентиль называемый «скоростной клапан», он предназначен для закрытия расходной магистрали в случае обрыва трубки проложенной от баллона в моторный отсек.

Можно ли устанавливать ГБО на инжекторные двигатели?

Для перевода на газ инжекторных моторов предназначены системы ГБО третьего и четвертого поколений. Они подают газ через смеситель, встроенный во впускной воздуховод (ГБО 3-го поколения), или через специальные газовые форсунки (ГБО 4-го поколения). Бензиновые форсунки при этом отключаются ЭБУ.

Каковы причины хлопков во впускном коллекторе при работе двигателя на газовом топливе?

Возможны следующие причины:

• слишком бедная смесь (неправильная настройка редуктора, дозатора или подсос воздуха);
• неисправность одной или более свечи, слишком большой зазор в свечах, неисправность наконечника свечи, неисправность высоковольтного провода;
• позднее зажигание;
• неисправность клапанного механизма (прогар клапана или клапан «зажат»)

Чем объясняется ухудшение динамики газобаллонного автомобиля?

Возможны следующие причины:

• неправильная настройка редуктора или дозатора, неисправность редуктора;
• засорен фильтр в газовом электроклапане;
• слишком низкая температура для данного состава газа (это характерно для зимних условий эксплуатации);
• низкая температура редуктора (плохой проток охлаждающей жидкости, недостаточный уровень ее в системе и как следствие — переобогащение смеси).

Почему автомобиль плохо заводится на газе?

Для электронных редукторов причины следующие:

• неправильная регулировка (убавлена чувствительность);
• неисправность редуктора (не герметичность диафрагмы второй ступени);
• неисправность разрешающего электроклапана (замкнутые витки, заедание якоря);
• неисправность блока электроники (не дает пуск газа при включении, дает слишком мало газа при включении);
• неисправность стартера («просаживает» напряжение при работе, отчего не включаются электроклапаны);
• неисправность двигателя (износ цилиндропоршневой группы).

Для вакуумного редуктора добавим недостаточность разрежения во впускном коллекторе вследствие подсоса, износа поршневой группы, неисправности стартера. Для вакуумных редукторов для лучшего пуска рекомендуется устанавливать электромагнит принудительной подачи газа.

Какая разница между пропаном и метаном?

Существуют два типа газового топлива — пропан и метан. Пропан — это сжиженный нефтяной газ (транспортируется под давлением 10-15 атмосфер). Метан — это природный газ (в машине под давлением 200-250 атмосфер). Из за такой разницы давления этим двум топливам требуются разные баллоны. Для пропана достаточно металлического баллона с толщиной стенок 4-5 мм, а для метана баллоны нужны гораздо толще. Это накладывает ограничение на использование метана в легковых автомобилях. Для метана требуются прочные баллоны способные выдержать такое давление. Чтобы облегчить массу баллонов их делают металлопластиковыми. Теперь о запасе хода. В стандартный (50-ти литровый) пропановый баллон входит 40 литров сжиженного газа, расход пропана чуть (максимум на 10%) выше расхода бензина. Метан измеряется не в литрах, а в кубометрах. Кроме того у метановых установок гораздо более высокие требования к безопасности. Исходя их этого чаще всего на легковые автомобили ставят пропановое оборудование

Что такое редуктор?

Редуктор — это обязательная составная часть ГБО. Дело в том, что газ на заправке заправляется в баллон под давлением в 10-15 атмосфер. Кроме того газ в баллоне находиться не в парообразном виде, а в сжиженном, то есть в виде жидкости. Так вот эта жидкость под давлением поступает в редуктор (через ГК). В редукторе давление понижается с 10-15 атмосфер до атмосферного. Это очень простое и примитивное объяснение. В каждой конкретной системе есть свои тонкости.

Отключать ли бензонасос (у инжекторных машин)?

Однозначного ответа на это вопрос пока нет. Существуют два популярных мнения. Теоретики и установщики говорят, что отключать не надо, так как могут повредиться форсунки. А практики утверждают, что ничего с этими форсунками не случиться, а отключением бензонасоса можно сохранить ресурс этого насоса. Компромиссом является такой вариант — бензонасос отключать, но заводиться на бензине, чтобы не загробить форсунки.

Как влияет ГАЗ на клапаны?

На этот вопрос тоже нет однозначного ответа. Опять же по теории клапана работают в более теплонагруженном режиме и поэтому их ресурс должен уменьшаться. Однако практика показывает, что езда на газе никак не влияет на состояние клапанов. Вернее не влияет езда на правильно настроенном оборудовании. Так что катайтесь на газе и не думайте не про какие клапана!

Какие бывают баллоны?

Скажу сразу каких баллонов не бывает. Не бывает угловатых баллонов, все газовые баллоны округлые (это тоже физика). Баллоны бывают двух видов — цилиндрические и тороидальные. Цилиндрические бывают различного диаметра и различной длины. При наличии времени и денег можно подобрать баллон практически любой емкости. Тороидальные баллоны как правило небольшого объема и предназначены для установки в нишу запасного колеса. Их полезный объем, как правило не более 40 литров.

Влияет ли наличие ГБО на работу на бензине?

Ответ на этот вопрос однозначен — правильно установленное оборудование НИКАК не влияет на работу на бензине. Если это не так, виновны установщики. Хотя допускается такой момент — если смеситель установлен над карбюратором, он может чуть обогащать смесь на бензине, так как частично перекрывает подачу воздуха. НО это может сказаться только на расходе бензина но никак не на качестве работы мотора на бензине.

Газ на турбированный двигатель?

Вопреки массовому мнению ГБО можно ставить на турбированные двигатели, но только ИНЖЕКТОРНОЕ ГБО. Этому типу ГБО не важно как сильно идет воздух в мотор, ГБО само, собственным давлением впрыснет столько газа, сколько нужно.

ГБО и свечи зажигания
Иногда распускаются слухи, что для газа нужны свечи, отличные от обычных, некоторые фирмы даже делают свечи с надписью LPG (типа для газа). Но опыт показывает, что для езды на газе подходят обычные свечи. Но самое главное чтобы эти свечи были исправными, так как плохая свеча — это вероятность «обратного хлопка», последствия которого для инжекторного мотора могут быть весьма плачевными.

Сколько времени потребуется на установку ГБО?

На установку газобалоного оборудования обычной системы второго поколения, потребуется около трех-четырех часов, для установки газового оборудования впрысковой системы потребуется 7-12 часов, в зависимости от сложности двигателя.

Можно ли установить ГБО на иномарку?

На иномарку устанавливают ГБО давно, другое дело, не на все двигатели! Все зависит от конфигурации двигателя, если двигатель с системой «непосредственного впрыска» GDI, т.е. бензиновые форсунки вмонтированы непосредственно в цилиндре, то в этом случае, переводить на газ такой двигатель, не стоит, по причине повышенной температуры, создаваемой газом при сгорании в цилиндре, в других случаях устанавливать ГБО можно и на карбюраторный, и на инжекторный двигатели.

Что такое «Впрысковая система» газобалоного оборудования?

Если Вам известно как работает бензиновая инжекторная система, то, впрысковая система газового оборудования является полным аналогом бензиновой! Т.е. на каждый цилиндр своя форсунка, отдельный процессор, контролирующий работу форсунок, температурный датчик, для своевременного перехода с одного топлива на другое, датчик давления газа в рампе форсунок и т.д.

Что произойдет, если в заднюю часть автомобиля, где установлено заправочное устройство газобаллонного оборудования, въедет другой автомобиль?

Произойдет, в худшем случае, повреждение медной трубки, через который поступает газ в баллон при заправке! Но не более того, потому что, в баллоне вмонтирован клапан, который рассчитан только на впуск газа в газобалонное оборудование, но не на выпуск! Соответственно ничего произойти не может.

Сжиженный природный газ (LNG) как автомобильное топливо

Сжиженный природный газ (СПГ) (англ. Liquefied Natural Gas) – это природный газ, охлажденный до температуры сжижения. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии. Кроме того, это не самовозгорающийся газ, что выгодно отличает его в плане безопасности. В жидком состоянии газ занимает гораздо меньший объем. Одинаковое количество СПГ и природного газа отличаются по объему в 600 раз. Чтобы наглядно представить себе это различие, сравните надувной пляжный мяч и шарик для пинг-понга.

Энергетический рынок огромен и добыча природного газа увеличивается с каждым годом. Поэтому роль СПГ, наряду со сжатым природным газом, газоконденсатными жидкостями (NGL) и GTL (газ в жидкость) в обозримом будущем будет возрастать.

Получение и хранение сжиженного природного газа

Сжижение природного газа – не новая технология, ей уже более ста лет. Она была запатентована в США в 1914 году, а через три года был построен первый завод. С тех пор производство СПГ прочно вошло в нефтегазовый сектор, однако повышенный интерес к нему стал проявляться только в последние годы в связи с ростом экологических требований к источникам энергии.

СПГ производят путем охлаждения природного газа, состоящего в основном из метана, до точки сжижения -162° по Цельсию. В процессе сжижения от газа отделяются и отфильтровываются кислород, сера, азот, двуокись углерода и вода. Поэтому полученный продукт отличается высокой чистотой. После сжижения газ транспортируется в жидком состоянии и в пункте назначения может быть опять восстановлен в газообразную фазу на специальных СПГ терминалах (регазификация).

В настоящее время существует несколько промышленных технологий сжижения природного газа, в основе которых лежит один из двух способов: каскадный процесс или процесс Линде (разновидностью его является процесс Клода).

В каскадном процессе газ, сжижающийся при более высокой температуре, используется в жидком виде для охлаждения и сжижения второго газа, находящегося под избыточным давлением, температура сжижения которого ниже. Второй сжиженный газ, в свою очередь, используется в третьем каскаде для охлаждения и сжижения еще более трудно конденсируемого газа и т.д. Для сжижения природного газа достаточны три цикла с использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана.

Процесс Линде основан на эффекте Джоуля-Томсона. Предварительно охлажденный и находящийся под давлением газ пропускается через теплоизолированный трубопровод, в котором имеется сужение (дроссель) или пористая перегородка. За дросселем газ расширяется, в результате чего происходит его дальнейшее охлаждение. После нескольких таких циклов газ достигает температуры сжижения.

Хранится сжиженный природный газ при давлении от 3 до 10 бар в емкостях с вакуумной изоляцией. Температура хранения варьируется в зависимости от состава газа и давления. При атмосферном давлении температура СПГ не должна превышать -162° C.

Сжиженный природный газ как автомобильное топливо

Одним из главных преимуществ СПГ является снижение выбросов СО2 и других парниковых газов (до 30% по сравнению с бензином и дизтопливом). Это делает его весьма востребованным в контексте общей тенденции к более экологичным энергетическим решениям. Применение СПГ также позволяет укладываться в строгие современные нормы выбросов, чего не удается достичь с другими видами топлив.

Сжиженный природный газ (как и сжатый газ) существенно снижает коррозию и износ частей двигателя по сравнению с бензином. Это связано с тем, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндра при холодном пуске. Дизельные моторы, работающие на природном газе, зачастую проходят свыше 800 000 км без капремонта.

Молекула метана обладает высокой стойкостью, поэтому октановое число природного газа составляет от 105 до 120 единиц, что является причиной его высокой антидетонационной стойкости. Выбросы двигателей, работающих на газе, чище, с меньшим содержанием углерода и твердых частиц (сажи).Объемная плотность энергии СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у сжатого природного газа. Плотность энергии сжиженного природного газа сравнима с пропаном и этанолом, но составляет лишь 60% плотности энергии дизтоплива, и 70% бензина.

Широкому коммерческому использованию СПГ препятствует более высокая стоимость производства и необходимость хранения в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом истощения запасов нефти, повышения экологических требований, газификация автомобильного транспорта, особенно тяжелых грузовиков и автобусов будет возрастать.

Устройство топливной системы автомобиля на СПГ

В качестве примера рассмотрим топливную систему HPDI 2.0 (High Pressure Direct Injection) канадской компании Westport – ведущего производителя оборудования для сжиженного природного газа. Система HPDI 2.0 заменяет приблизительно 95% дизельного топлива природным газом. Технология Westport HPDI является единственной, которая максимально использует природный газ, сохраняя при этом мощность, крутящий момент, КПД и топливную эффективность, достигаемые при работе на дизтопливе. При этом значительно сокращаются эксплуатационные расходы, так как природный газ намного дешевле. Установка HPDI 2.0 не требует никакой переделки основных компонентов стандартного дизельного мотора. Ее также можно легко приспособить для работы на сжатом природном газе.

Устройство системы Westport HPDI 2.0

Основой топливной системы двигателя является инновационная форсунка с двойной концентрической иглой, разработанная в сотрудничестве с Delphi. Она позволяет впрыскивать под высоким давлением в камеру сгорания небольшое количество дизельного топлива и большие объемы природного газа. Природный газ подается в конце такта сжатия. Однако для его воспламенения при давлении, которое обеспечивает обычный дизельный двигатель, требуется более высокая температура. Поэтому для облегчения воспламенения в цилиндр предварительно впрыскивается небольшое количество дизельного топлива с последующим основным впрыском природного газа. Горящее дизтопливо мгновенно поджигает горячие продукты сгорания в цилиндре, а те, в свою очередь, впрыскиваемую следом порцию природного газа.

Сжиженный природный газ хранится в специальном баке, в котором смонтирован оригинальный криогенный насос. Из бака газ подается в испаритель, использующий тепло охлаждающей жидкости двигателя. На выходе из испарителя газ имеет температуру около 40° C при давлении 30 МПа. Далее газ фильтруется и направляется в модуль топливоподготовки, а затем подается к форсункам.