- ВВЕДЕНИЕ
- 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
- 2. ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА КПГ
- 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
- 2. ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА КПГ
- 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Использование компримированного (сжатого) природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте позволяет более рационально использовать изменяющуюся в настоящее время инфраструктуру топливно-энергетического комплекса России, сократить потребление нефтяного топлива в условиях снижения добычи нефти, значительно ускорять решение проблемы защиты окружающей среды от вредных воздействий автомобильного транспорта, особенно в неблагоприятных в экологическом отношении районах страны и в крупных городах.
В начале девяностых годов прошлого века в России эксплуатировалось более 42 тысяч автомобилей на КПГ и объем замещения жидкого нефтяного топлива (ЖТН) за счет использования КПГ составлял 506,8 тысяч тонн в год, была создана сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), позволяющая заправлять ежесуточно компримированным газом более 170 тысяч автомобилей, что эквивалентно обслуживанию парка в 240 — 250 тыс. газобаллонных автомобилей.
В системе автотранспорта общего пользования в течение 1984 — 98 г.г. был разработан и прошел апробацию комплект нормативно-технической документации по вопросам организации эксплуатации газобаллонных автомобилей на КПГ, переоборудования базовых моделей автомобилей в газобаллонные (ГБА), освидетельствования автомобильных баллонов для природного газа.
В 1993 — 96 г.г. процесс перевода автомобильного транспорта на КПГ значительно замедлился по различным экономическим и социальным причинам. Минтранс России ОАО «Газпром» и другие ведомства, учитывая направленность развития топливно-энергетического комплекса России, принимают меры, направленные на расширение использования газомоторного топлива в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и на автомобильном транспорте.
Создание настоящего документа ставит целью способствовать повышению технико-эксплуатационных и экономических показателей работы автомобилей на КПГ, повышению квалификации ИТР, водительского и обслуживающего персонала связанных с эксплуатацией ГБА, переоборудованием базовых автомобилей в ГБА и техническим освидетельствованием автомобильных газовых баллонов для КПГ.
Документ направлен на решение следующих основных задач:
— проведение единой технической политики в области эксплуатации ГБА, работающих на КПГ;
— организация процессов технического обслуживания и ремонта ГБА на КПГ;
— организация процессов освидетельствования автомобильных газовых баллонов и испытаний систем питания газобаллонных транспортных средств (ГБТС);
— повышение квалификации ИТР, водительского и обслуживающего персонала, связанного с переводом автомобильного транспорта на КПГ;
— создание единой системы безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей на КПГ и их техническим (сервисным) обслуживанием.
В соответствии с указанными выше задачами в Руководстве приведены основы устройства системы питания ГБА на КПГ, приведены физико-химические свойства природного газа как топлива для автомобилей, рассмотрены вопросы организации технического обслуживания и ремонта ГБА, испытания их топливных систем, освидетельствование газовых баллонов для КПГ, изложены требования безопасности по всем видам работ с ГБА.
Изложенные в настоящем Руководстве указания, рекомендации и нормативные значения различных параметров, правила техники безопасности в части всего комплекса работ, связанных с переводом автотранспорта на КПГ распространяются на все предприятия, организации и фирмы, осуществляющие перевод автотранспортных средств (АТС) для работы на КПГ и их эксплуатацию.
Перечень действующей нормативной документации, на которые имеются ссылки в тексте настоящего документа, приведены в Приложении 1.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Настоящее Руководство содержит положения по применению компримированного природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте и организации технической эксплуатации газобаллонных автомобилей на этом газе, включая вопросы перевода базовых моделей автотранспортных средств в газобаллонные, технического обслуживания и ремонта газовой аппаратуры, освидетельствование газовых баллонов. Внедрение газобаллонных средств должно осуществляться в регионах, обеспеченных действующими автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями (АГНКС), передвижными автогазозаправщиками (ПАГЗ) или другими средствами заправки КПГ.
Организационно-технологическую и техническую деятельность по эксплуатации газобаллонных автомобилей (ГБА) должны возглавить непосредственно руководители автотранспортных предприятий, организаций и фирм, или в случае частной собственности сами автовладельцы, с несением персональной ответственности за технически правильное и эффективное использование газобаллонных автомобилей.
Практическую работу по организации эксплуатации ГБА, включая решение вопросов перевода автотранспортных средств на КПГ и освидетельствование газовых баллонов, должны осуществлять технические службы автотранспортных или специализированных предприятий, организаций и фирм, имеющих соответствующую производственную базу, нормативную документацию и квалифицированных специалистов в области технической эксплуатации ГБА.
Техническое обслуживание и текущий ремонт ГБА в автотранспортных предприятиях можно осуществлять на постах и линиях обслуживания базовых автомобилей, за исключением специальных работ по газовой аппаратуре.
Диагностика, техническое обслуживание и ремонт ГБА при АГНКС и в других не транспортных организациях могут выполняться в специально подготовленных существующих или вновь построенных помещениях.
Проведение текущего ремонта, контрольно-регулировочных и диагностических работ по газовой аппаратуре, снятой с автомобиля, необходимо осуществлять на специальном участке (или в цехе) технического обслуживания и ремонта газовой аппаратуры.
Регулировку газовой аппаратуры на КПГ непосредственно на автомобиле и проверку токсичности отработавших газов (ОГ) двигателя ГБА при работе на газе следует производить на специально оборудованных для этих целей постах.
Въезд ГБА на технологические участки, посты и линии, включая специализированные участки ТО и ТР газовой аппаратуры, следует осуществлять после обязательной проверки герметичности вентилей, переходников, соединительных трубопроводов газобаллонного оборудования.
Герметичность запорной и соединительной арматуры проверяют на специальных площадках или контрольно-пропускных пунктах (КПП) специальными приборами (течеискателями) или визуально — путем омыливания мест соединений арматуры водомыльной эмульсией.
При наличии нарушения герметичности газобаллонного оборудования газ из баллонов должен быть выпущен на площадке выпуска газа или посту аккумулирования газа с последующей (в случае необходимости) дегазацией газовых баллонов инертным или негорючим газом (азот, углекислый газ и др.), давлением 0,2 — 0,3 МПа (2 — 3 кгс/кв. см).
Хранение ГБА, работающих на КПГ, может осуществляться как на открытых стоянках, так и в закрытых помещениях с соблюдением требований РД-3112199-1069-98 «Требования пожарной безопасности для предприятий, эксплуатирующих автотранспортные средства на компримированном природном газе».
Въезд ГБА в помещения хранения, технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) и их перемещение внутри помещения может осуществляться как при работе двигателя на нефтяном топливе, так и на газе при наличии герметичности газобаллонного оборудования (ГБО), если работа двигателя ГБА на нефтяном топливе невозможна (отсутствие нефтяного топлива в баке автомобиля, двигатель автомобиля работает только на газе, неисправна система питания двигателя нефтяным топливом). Кроме того, при работе двигателя ГБА на газе, отбор газа должен производиться из одного баллона и при условии, что рабочее давление в нем не должно превышать 5,0 МПа. Вентили остальных баллонов должны быть закрыты.
Въезд ГБА на мойку или открытую стоянку может осуществляться как при работе двигателя на нефтяном топливе, так и на газе при наличии герметичности ГБО.
Въезд ГБА в помещения, предназначенные для производства пожароопасных работ (сварка, окраска, антикоррозийная обработка, склады топливно-смазочных материалов и др.), допускается только с предварительно опорожненными от газа и дегазированными баллонами и при помощи вспомогательных средств с соблюдением мер пожарной безопасности при выполнении указанных выше работ.
Использование жидкого нефтяного топлива в процессе эксплуатации ГБА при возможности их заправки газом рекомендуется допускать в исключительных случаях (зимний запуск двигателя, неисправность и потеря герметичности газовой системы питания в пути, движение в зоне ТО и ТР и других помещениях и т.п.).
2. ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА КПГ
Использование КПГ на автотранспорте имеет ряд положительных качеств:
— отсутствие разжижения и уменьшение загрязнения моторного масла повышает срок его службы, в результате расход масла уменьшается на 10 — 15 % по сравнению с бензиновыми двигателями;
— значительное снижение нагара на деталях цилиндропоршневой группы увеличивает моторесурс двигателя в среднем на 35 — 40 %;
— срок службы свечей зажигания увеличивается на 40 %;
— снижаются выбросы вредных веществ, особенно СО, с отработавшими газами, а также шумность работы двигателя;
— при работе двигателя автомобиля по газодизельному циклу в 3 — 4 раза уменьшается выброс твердых частиц с отработавшими газами и значительно снижается содержание канцерогенных веществ.
Кроме того, отпускная цена одного кубометра газа (эквивалентного одному литру бензина) установлена в размере не выше 50 % от цены одного литра бензина А-76 (постановление Правительства РФ от 15.01.93 г. № 31).
Наряду с положительными качествами, перевод автотранспортных средств на КПГ имеет и ряд недостатков:
— время разгона автомобиля увеличивается на 24 — 30 %;
— максимальная скорость уменьшается на 5 — 6 %;
— затруднена эксплуатация грузовых автомобилей с прицепом;
— дальность ездки на одной заправке газом не превышает 65 % дальности ездки на одной заправке нефтяным топливом.
В зависимости от количества и массы баллонов высокого давления металлоемкость грузовых ГБА увеличивается на 400 — 900 кг и соответственно снижается их номинальная грузоподъемность; у легковых автомобилей уменьшается полезный объем багажного отделения.
Техническое обслуживание и ремонт газобаллонных автомобилей требует более высокой квалификации обслуживающего персонала и дополнительных затрат.
Указанные преимущества и недостатки КПГ как топлива для автотранспорта в известной мере определяют и область применения газобаллонных автомобилей.
Газобаллонные автомобили наиболее эффективны при внутригородских перевозках, при обслуживании предприятий торговли, быта, связи и других учреждений, когда сам характер перевозимых грузов не требует полностью использовать максимальную грузоподъемность автомобилей. Весьма эффективно использование КПГ для городских автобусов большого и особо большого класса, а также легковых автомобилей служебного пользования.
Применение газовых и газодизельных двигателей на магистральных тягачах и междугородних автобусах создает материальную основу для дальнейшего прогресса в решения задач по газификации автотранспортных средств и обеспечения высокой экологичности магистральных автомобильных перевозок грузов и пассажиров, в том числе для функционирования «голубых транспортных коридоров».
3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Природный газ, состоящий в основе своей из метана CH 4 (от 82 % до 98 %) с небольшой примесью этана C 2 H 6 (до 6 %), пропана C 3 H 8 (до 1,5 %) и бутана C 4 H 10 (до 1,0 %), в силу своих физико-химических свойств удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к топливу для автомобилей:
— обладает хорошей смешиваемостью с воздухом для образования однородной горючей смеси;
— имеет высокую калорийность горючей смеси и высокое октановое число (ОЧМ > 102 — 105 ед.), что не допускает детонационного сгорания в цилиндрах двигателя и позволяет использовать высокие степени сжатия;
— обеспечивает минимальное количество веществ, вызывающих коррозию поверхностей двигателей, окисление и разжижение моторного масла в картере двигателя;
— обеспечивает минимальное образование токсичных и канцерогенных веществ в продуктах сгорания;
— обладает способностью сохранять стабильность компонентного состава, физико-химические и моторные свойства;
— имеет минимальное содержание смолистых веществ и механических примесей, способствующих нагарообразованию и загрязнению систем питания и зажигания двигателя.
К недостаткам природного газа следует отнести следующее:
— наличие низкого цитанового числа (ЦЧ = 10) и, следовательно, плохой воспламеняемости (640 ÷ 680 ° c ) по сравнению с нефтяным топливом (например, у бензина — 270 ÷ 330 ° с );
— уменьшенная по сравнению с жидким нефтяным топливом скорость горения;
— меньшая плотность газовоздушной среды по сравнению с плотностью воздуха. Чтобы компенсировать эти недостатки при использовании КПГ в дизельных двигателях, т.е. сохранить мощностные показатели и величину крутящего момента в них, использован рабочий процесс по «газодизельному циклу», когда воспламенение газовоздушной смеси происходит за счет «запальной» дозы дизельного топлива.
Кроме того, в настоящее время в дизельных двигателях при переводе их на КПГ используют воспламенение газовоздушной смеси от электрической искры.
Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей показал, что удовлетворительные показатели по мощности, топливной экономичности, выбросам вредных веществ и дымность отработавших газов двигателями могут быть обеспечены при строгой регламентации компонентного состава газа, поставляемого в качестве топлива для автомобильного транспорта.
В соответствии с ГОСТом 27577-2000 компримированный природный газ должен соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 3.1.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПО ГОСТ 27577-2000
ВВЕДЕНИЕ
Использование компримированного (сжатого) природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте позволяет более рационально использовать изменяющуюся в настоящее время инфраструктуру топливно-энергетического комплекса России, сократить потребление нефтяного топлива в условиях снижения добычи нефти, значительно ускорять решение проблемы защиты окружающей среды от вредных воздействий автомобильного транспорта, особенно в неблагоприятных в экологическом отношении районах страны и в крупных городах.
В начале девяностых годов прошлого века в России эксплуатировалось более 42 тысяч автомобилей на КПГ и объем замещения жидкого нефтяного топлива (ЖТН) за счет использования КПГ составлял 506,8 тысяч тонн в год, была создана сеть автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), позволяющая заправлять ежесуточно компримированным газом более 170 тысяч автомобилей, что эквивалентно обслуживанию парка в 240 — 250 тыс. газобаллонных автомобилей.
В системе автотранспорта общего пользования в течение 1984 — 98 г.г. был разработан и прошел апробацию комплект нормативно-технической документации по вопросам организации эксплуатации газобаллонных автомобилей на КПГ, переоборудования базовых моделей автомобилей в газобаллонные (ГБА), освидетельствования автомобильных баллонов для природного газа.
В 1993 — 96 г.г. процесс перевода автомобильного транспорта на КПГ значительно замедлился по различным экономическим и социальным причинам. Минтранс России ОАО «Газпром» и другие ведомства, учитывая направленность развития топливно-энергетического комплекса России, принимают меры, направленные на расширение использования газомоторного топлива в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и на автомобильном транспорте.
Создание настоящего документа ставит целью способствовать повышению технико-эксплуатационных и экономических показателей работы автомобилей на КПГ, повышению квалификации ИТР, водительского и обслуживающего персонала связанных с эксплуатацией ГБА, переоборудованием базовых автомобилей в ГБА и техническим освидетельствованием автомобильных газовых баллонов для КПГ.
Документ направлен на решение следующих основных задач:
— проведение единой технической политики в области эксплуатации ГБА, работающих на КПГ;
— организация процессов технического обслуживания и ремонта ГБА на КПГ;
— организация процессов освидетельствования автомобильных газовых баллонов и испытаний систем питания газобаллонных транспортных средств (ГБТС);
— повышение квалификации ИТР, водительского и обслуживающего персонала, связанного с переводом автомобильного транспорта на КПГ;
— создание единой системы безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей на КПГ и их техническим (сервисным) обслуживанием.
В соответствии с указанными выше задачами в Руководстве приведены основы устройства системы питания ГБА на КПГ, приведены физико-химические свойства природного газа как топлива для автомобилей, рассмотрены вопросы организации технического обслуживания и ремонта ГБА, испытания их топливных систем, освидетельствование газовых баллонов для КПГ, изложены требования безопасности по всем видам работ с ГБА.
Изложенные в настоящем Руководстве указания, рекомендации и нормативные значения различных параметров, правила техники безопасности в части всего комплекса работ, связанных с переводом автотранспорта на КПГ распространяются на все предприятия, организации и фирмы, осуществляющие перевод автотранспортных средств (АТС) для работы на КПГ и их эксплуатацию.
Перечень действующей нормативной документации, на которые имеются ссылки в тексте настоящего документа, приведены в Приложении 1.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Настоящее Руководство содержит положения по применению компримированного природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте и организации технической эксплуатации газобаллонных автомобилей на этом газе, включая вопросы перевода базовых моделей автотранспортных средств в газобаллонные, технического обслуживания и ремонта газовой аппаратуры, освидетельствование газовых баллонов. Внедрение газобаллонных средств должно осуществляться в регионах, обеспеченных действующими автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями (АГНКС), передвижными автогазозаправщиками (ПАГЗ) или другими средствами заправки КПГ.
Организационно-технологическую и техническую деятельность по эксплуатации газобаллонных автомобилей (ГБА) должны возглавить непосредственно руководители автотранспортных предприятий, организаций и фирм, или в случае частной собственности сами автовладельцы, с несением персональной ответственности за технически правильное и эффективное использование газобаллонных автомобилей.
Практическую работу по организации эксплуатации ГБА, включая решение вопросов перевода автотранспортных средств на КПГ и освидетельствование газовых баллонов, должны осуществлять технические службы автотранспортных или специализированных предприятий, организаций и фирм, имеющих соответствующую производственную базу, нормативную документацию и квалифицированных специалистов в области технической эксплуатации ГБА.
Техническое обслуживание и текущий ремонт ГБА в автотранспортных предприятиях можно осуществлять на постах и линиях обслуживания базовых автомобилей, за исключением специальных работ по газовой аппаратуре.
Диагностика, техническое обслуживание и ремонт ГБА при АГНКС и в других не транспортных организациях могут выполняться в специально подготовленных существующих или вновь построенных помещениях.
Проведение текущего ремонта, контрольно-регулировочных и диагностических работ по газовой аппаратуре, снятой с автомобиля, необходимо осуществлять на специальном участке (или в цехе) технического обслуживания и ремонта газовой аппаратуры.
Регулировку газовой аппаратуры на КПГ непосредственно на автомобиле и проверку токсичности отработавших газов (ОГ) двигателя ГБА при работе на газе следует производить на специально оборудованных для этих целей постах.
Въезд ГБА на технологические участки, посты и линии, включая специализированные участки ТО и ТР газовой аппаратуры, следует осуществлять после обязательной проверки герметичности вентилей, переходников, соединительных трубопроводов газобаллонного оборудования.
Герметичность запорной и соединительной арматуры проверяют на специальных площадках или контрольно-пропускных пунктах (КПП) специальными приборами (течеискателями) или визуально — путем омыливания мест соединений арматуры водомыльной эмульсией.
При наличии нарушения герметичности газобаллонного оборудования газ из баллонов должен быть выпущен на площадке выпуска газа или посту аккумулирования газа с последующей (в случае необходимости) дегазацией газовых баллонов инертным или негорючим газом (азот, углекислый газ и др.), давлением 0,2 — 0,3 МПа (2 — 3 кгс/кв. см).
Хранение ГБА, работающих на КПГ, может осуществляться как на открытых стоянках, так и в закрытых помещениях с соблюдением требований РД-3112199-1069-98 «Требования пожарной безопасности для предприятий, эксплуатирующих автотранспортные средства на компримированном природном газе».
Въезд ГБА в помещения хранения, технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) и их перемещение внутри помещения может осуществляться как при работе двигателя на нефтяном топливе, так и на газе при наличии герметичности газобаллонного оборудования (ГБО), если работа двигателя ГБА на нефтяном топливе невозможна (отсутствие нефтяного топлива в баке автомобиля, двигатель автомобиля работает только на газе, неисправна система питания двигателя нефтяным топливом). Кроме того, при работе двигателя ГБА на газе, отбор газа должен производиться из одного баллона и при условии, что рабочее давление в нем не должно превышать 5,0 МПа. Вентили остальных баллонов должны быть закрыты.
Въезд ГБА на мойку или открытую стоянку может осуществляться как при работе двигателя на нефтяном топливе, так и на газе при наличии герметичности ГБО.
Въезд ГБА в помещения, предназначенные для производства пожароопасных работ (сварка, окраска, антикоррозийная обработка, склады топливно-смазочных материалов и др.), допускается только с предварительно опорожненными от газа и дегазированными баллонами и при помощи вспомогательных средств с соблюдением мер пожарной безопасности при выполнении указанных выше работ.
Использование жидкого нефтяного топлива в процессе эксплуатации ГБА при возможности их заправки газом рекомендуется допускать в исключительных случаях (зимний запуск двигателя, неисправность и потеря герметичности газовой системы питания в пути, движение в зоне ТО и ТР и других помещениях и т.п.).
2. ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, РАБОТАЮЩИХ НА КПГ
Использование КПГ на автотранспорте имеет ряд положительных качеств:
— отсутствие разжижения и уменьшение загрязнения моторного масла повышает срок его службы, в результате расход масла уменьшается на 10 — 15 % по сравнению с бензиновыми двигателями;
— значительное снижение нагара на деталях цилиндропоршневой группы увеличивает моторесурс двигателя в среднем на 35 — 40 %;
— срок службы свечей зажигания увеличивается на 40 %;
— снижаются выбросы вредных веществ, особенно СО, с отработавшими газами, а также шумность работы двигателя;
— при работе двигателя автомобиля по газодизельному циклу в 3 — 4 раза уменьшается выброс твердых частиц с отработавшими газами и значительно снижается содержание канцерогенных веществ.
Кроме того, отпускная цена одного кубометра газа (эквивалентного одному литру бензина) установлена в размере не выше 50 % от цены одного литра бензина А-76 (постановление Правительства РФ от 15.01.93 г. № 31).
Наряду с положительными качествами, перевод автотранспортных средств на КПГ имеет и ряд недостатков:
— время разгона автомобиля увеличивается на 24 — 30 %;
— максимальная скорость уменьшается на 5 — 6 %;
— затруднена эксплуатация грузовых автомобилей с прицепом;
— дальность ездки на одной заправке газом не превышает 65 % дальности ездки на одной заправке нефтяным топливом.
В зависимости от количества и массы баллонов высокого давления металлоемкость грузовых ГБА увеличивается на 400 — 900 кг и соответственно снижается их номинальная грузоподъемность; у легковых автомобилей уменьшается полезный объем багажного отделения.
Техническое обслуживание и ремонт газобаллонных автомобилей требует более высокой квалификации обслуживающего персонала и дополнительных затрат.
Указанные преимущества и недостатки КПГ как топлива для автотранспорта в известной мере определяют и область применения газобаллонных автомобилей.
Газобаллонные автомобили наиболее эффективны при внутригородских перевозках, при обслуживании предприятий торговли, быта, связи и других учреждений, когда сам характер перевозимых грузов не требует полностью использовать максимальную грузоподъемность автомобилей. Весьма эффективно использование КПГ для городских автобусов большого и особо большого класса, а также легковых автомобилей служебного пользования.
Применение газовых и газодизельных двигателей на магистральных тягачах и междугородних автобусах создает материальную основу для дальнейшего прогресса в решения задач по газификации автотранспортных средств и обеспечения высокой экологичности магистральных автомобильных перевозок грузов и пассажиров, в том числе для функционирования «голубых транспортных коридоров».
3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Природный газ, состоящий в основе своей из метана CH 4 (от 82 % до 98 %) с небольшой примесью этана C 2 H 6 (до 6 %), пропана C 3 H 8 (до 1,5 %) и бутана C 4 H 10 (до 1,0 %), в силу своих физико-химических свойств удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к топливу для автомобилей:
— обладает хорошей смешиваемостью с воздухом для образования однородной горючей смеси;
— имеет высокую калорийность горючей смеси и высокое октановое число (ОЧМ > 102 — 105 ед.), что не допускает детонационного сгорания в цилиндрах двигателя и позволяет использовать высокие степени сжатия;
— обеспечивает минимальное количество веществ, вызывающих коррозию поверхностей двигателей, окисление и разжижение моторного масла в картере двигателя;
— обеспечивает минимальное образование токсичных и канцерогенных веществ в продуктах сгорания;
— обладает способностью сохранять стабильность компонентного состава, физико-химические и моторные свойства;
— имеет минимальное содержание смолистых веществ и механических примесей, способствующих нагарообразованию и загрязнению систем питания и зажигания двигателя.
К недостаткам природного газа следует отнести следующее:
— наличие низкого цитанового числа (ЦЧ = 10) и, следовательно, плохой воспламеняемости (640 ÷ 680 ° c ) по сравнению с нефтяным топливом (например, у бензина — 270 ÷ 330 ° с );
— уменьшенная по сравнению с жидким нефтяным топливом скорость горения;
— меньшая плотность газовоздушной среды по сравнению с плотностью воздуха. Чтобы компенсировать эти недостатки при использовании КПГ в дизельных двигателях, т.е. сохранить мощностные показатели и величину крутящего момента в них, использован рабочий процесс по «газодизельному циклу», когда воспламенение газовоздушной смеси происходит за счет «запальной» дозы дизельного топлива.
Кроме того, в настоящее время в дизельных двигателях при переводе их на КПГ используют воспламенение газовоздушной смеси от электрической искры.
Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей показал, что удовлетворительные показатели по мощности, топливной экономичности, выбросам вредных веществ и дымность отработавших газов двигателями могут быть обеспечены при строгой регламентации компонентного состава газа, поставляемого в качестве топлива для автомобильного транспорта.
В соответствии с ГОСТом 27577-2000 компримированный природный газ должен соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 3.1.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПО ГОСТ 27577-2000