Октановое число газа для авто – Октановое число газа. | Всё о газобаллонном оборудовании (ГБО)

Октановое число газа. | Всё о газобаллонном оборудовании (ГБО)

Добиться полного сгорания топлива в бензиновом двигателе невозможно. Именно из-за этого в выхлопе обязательно содержится СО – окись углерода, которая представляет собой вредное для человека вещество. Если сравнивать между собой выбросы газовых и бензиновых двигателей, то на первый взгляд особой разницы между ними не существует: количество углеводородов, поступающих в окружающую среду, и в первом, и во втором случае оказывается примерно одинаковым. Однако опасность представляют не сами углеводороды, а продукты их окисления. В этом плане газовые двигатели имеют несомненное преимущество: выделяемый ими метан отличается от других углеводородов наибольшей устойчивостью к окислению.

Газ превосходит бензин не только по показателю экологичности, но своей энергоэффективностью. В двигателе внутреннего сгорания применяется классический принцип, который основан на использовании четырех циклов. В конечном счете, мощность двигателя зависит от степени сжатия топливной смеси (ее верхний предел ограничивается возможностью детонации, при которой происходит взрыв). Способность топлива противостоять детонации называется октановым числом. Для природного газа этот показатель в среднем равняется 108. О подобном результате любым маркам бензина остается только мечтать.

Еще одно преимущество природного газа перед бензином заключается в том, что его концентрация, необходимая для горения, оказывается более низкой, чем у конкурента. Иными словами, газовый двигатель может обходиться более бедными горючими смесями. Регулируя концентрацию газа в смеси, мы тем самым получаем уникальную возможность управлять мощностью двигателя, который становится заметно более «послушным» по сравнению с бензиновым.

Газовые двигатели примерно в 1,5-2 дольше, чем конкуренты, способны обходиться без ремонта. Это связано с тем, что при сгорании природного газа образуется намного меньше твердых частиц, которые ускоряют процесс износа поршней и цилиндра. Химические свойства газа таковы, что он практически не способствует коррозии металла и не смывает защитную масляную пленку, покрывающую металлические поверхности (в отличие от жидкого топлива).

Справедливости ради следует отметить, что наряду с явными достоинствами у природного газа есть и свои недостатки. Так плотность метана примерно в 1000 раз ниже, чем аналогичный показатель у бензина. Поэтому для того, чтобы в стандартный бак поместилось достаточное количество топлива, его плотность приходится увеличивать искусственно, главным образом – путем сжатия до 200-250 атмосфер. В таком виде метан может храниться лишь в специальных баллонах, устанавливаемых в багажниках автомобилей.

У метана есть одна полезная особенность, которая дает надежду многим автолюбителям. Дело в том, что при низкотемпературном сжижении (температура может опускаться до -1200С) объем этого газа уменьшается примерно в 600 раз. Теперь его можно перевозить в специальных баках, напоминающих бензиновые. Давление в них не будет превышать 6 атмосфер (это примерно соответствует напору воды в домашнем кране). Данная технология не находится на стадии разработки, а уже хорошо освоена и активно используется во многих развитых странах: Японии, США, Норвегии и др. Даже разработаны специальные танкеры, предназначенные для перевозки охлажденного метана.

Добавим также, что это вещество абсолютно безвредно, поскольку при его сгорании образуется лишь углекислый газ и вода.

Альтернативой метану является пропан-бутан – синтетическое топливо, получаемой путем переработки нефти, а также конденсации попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась в жидком состоянии, при ее перевозке и хранении необходимо постоянно поддерживать давление в 16 атмосфер.

Конструкция газобаллонного оборудования, работающего на пропан-бутане в целом проще, а заправка такого автомобиля со стороны мало чем отличается от заправки бензином.

Пропанобутановая смесь обладает столь же высоким октановым числом, как и метан, но отличается от него более высокой экономичностью. На 100 км пробега требуется примерно 45 литров пропан-бутана, а метана – примерно в два раза больше.

gbo4.ru

Какой бензин лучше — гоночный АИ-102 или обычный АИ-98? — журнал За рулем

Сравниваем два бензина АИ-102 с обычным АИ-98. Что дает высокое октановое число? И кому оно полезно?

01

Еще недавно самые динамичные отечественные машины с ладьей на решетке радиатора требовали 93‑й бензин. Нынче самый востребованный — 95‑й. Но многие модели, особенно с наддувом, просят уже 98‑й. Тенденция простая: чем круче мотор, тем больший октан ему подавай.

А ведь в природе есть и более серьезные бензины — с октановым числом 102, 106 и даже 110! Их на АЗС не купишь — только в специализированных фирмах. Жутко дорого, но вдруг машина полетит?

Итак, вопрос: что дает высокое октановое число? И дает ли хоть что-то? И кому оно полезно?

БЕНЗИНОВОЕ БОРОДИНО

Выбор 102‑х бензинов в России небольшой. Но наша задача не сравнительная, а аналитическая. Мы хотим понять, откуда берется эффект и насколько он значим. А для этого вполне хватит двух сортов спортивных бензинов.

02

Мы раздобыли российский бензин ТОТЕК Торнадо С‑102 и французский ELF LM S АИ‑102. Такое вот мини-Бородино: наш против «француза». А в качестве эталона берем заведомо качественный бензин АИ‑98‑К5.

Материалы по теме

Результаты анализа физико-химических показателей образцов топлива мы свели в таблицу. Отметим, что у обоих спортивных бензинов октановое число по исследовательскому методу (ОЧИ) чуть меньше, чем заявленное в названии «102», — примерно 101,6–101,8. На это обращают внимание и разработчики — мол, это сделано специально, чтобы ни в коем случае не выйти за предельное значение ОЧИ, определенное правилами FIA. Аналогичная ситуация с октановым числом по моторному методу (ОЧМ) — чуть недотягивает до нормированных 90 единиц.

Кроме того, в 102‑х бензинах выше содержание связанного кислорода, хотя и в меру: в бензине ТОТЕК Торнадо его нашлось 2,9%, в бензине ELF — 2,6%. Углеводородный анализ показал, что ароматических углеводородов в ТОТЕКе больше — это определяет его более высокую теплотворность. А в бензине ELF обнаружились следы азотсодержащих соединений, но в разрешенном количестве.

В общем, мы убедились, что оба бензина вполне соответствуют требованиям FIA к спортивным бензинам. А заодно выяснили, что им соответствует и обычный 98‑й.

table-01

Так зависит давление в цилиндре от изменения угла опережения зажигания при одинаковой частоте вращения коленчатого вала и одном и том же положении дроссельной заслонки. Чем раньше поджигаем топливо, тем выше максимальное давление в цилиндре — ведь большая часть сгорания происходит на ходе сжатия. При слишком раннем зажигании появляется детонация. Обратите внимание на мощность при разных углах опережения зажигания по коленвалу (УОЗ ПКВ): мотору не нравятся ни слишком ранние, ни слишком поздние — нужна оптимальная регулировка, при которой мощность будет максимальной, а расход топлива минимальным.

Так зависит давление в цилиндре от изменения угла опережения зажигания при одинаков

www.zr.ru

Газ или бензин - в чем счастье?

Что лучше газ или бензин?

Посредством установки ГБО можно переоборудовать автомобиль для работы на газе в качестве топлива. А действительно ли стоит это делать и почему газ лучше бензина (дизеля)?

Давайте разберёмся. Установить ли газ на автомобиль или оставить на бензине?

Чтобы оценить преимущества работы автомобиля на газе, как для самого автомобилиста, так и для ДВС, необходимо понять саму «физику процесса».

Рассмотрим физико-химические свойства топлива: пропана, бутана, бензина и дизеля.

Как видно из таблицы, физико-химические свойства разных видов топлива значимо отличаются, что определяет разницу в степени воздействия на двигатель и эксплуатационные характеристики автомобиля.

Рассмотрим подробнее.

Безопасность: сравним газ и бензин

И бензин, и газ и сам автомобиль являются источниками повышенной опасности. Это значит, что бывает, они горят, при наступлении определённых условий (удара, дтп, возгорания и.т.д.).

В таких условиях, можно говорить лишь об относительной безопасности всех видов топлива.

Наиболее безопасный среди рассматриваемых видов топлива – газ.

Это обусловлено более широкими пределами воспламенения газа, в сравнении с бензином. Предел воспламеняемости – это характерные для того или иного вида топлива граничные значения, при которых возможно самовозгорание смеси при соприкосновении определённых пропорций газовой или бензиновой смеси с воздухом.

Как ранее и говорилось, - горит всё, однако, бензин и дизель начинают горение уже при температуре около 250 градусов, в то время как температура возгорания газа порядка 550 градусов (!).

При возникновении значительной утечки (при нештатной ситуации) бензин загорится быстрее, чем газ, поскольку ему нужно меньшее количество воздуха для воспламенения. Пределы воспламеняемости газа: смесь пропан-бутана - 8,4-9,9% газа в воздухе, нижний предел 1,8-2,4%. Пределы воспламенения бензина в смеси с воздухом составляют соответственно 0,6-1,5%. Таким образом, пределы воспламенения газа на 15-20% выше по сравнению с бензином.

Газ – безусловный лидер по безопасности, исходя из своих физико-химических свойств.

Про дополнительные современные системы защиты газобаллонного оборудования, устанавливаемого на автомобиль, такие как мультиклапан, скоростной клапан, предохранительный клапан, который стравливает газ наружу и защищает баллон от разрушения – см. ГБО

Важно отметить, что такими современными средствами защиты бензиновая система попросту не обладает.

Влияние газа на двигатель

Газ или бензин: что лучше для мотора? Сейчас разберём.

Октановое число (ОЧ): чем выше октановое число, тем меньше детонационное воздействие на двигатель.

У газа октановое число много выше, чем у бензина. Это позволяет избавить двигатель от детонации и увеличить его мощность, за счёт увеличения степени сжатия двигателя.

В отличии от процессов сгорания бензиновой смеси, у газа более полное сгорание газовоздушной смеси. За счёт этого, имеющаяся масляная плёнка на цилиндрах (которая служит для их защиты) не смывается со стенок двигателя, а также уменьшается образование нагара в блоке, что в совокупности снижает изнашивание цилиндров и поршней двигателя.

При переходе двигателя автомобиля с жидкого топлива на газ, срок службы движка возрастает в 1,5-2 раза (согласно исследованиям газоприменения в автомобильной отрасли, выполненных ВНИИГАЗом, см. книгу: «Природный газ моторное топливо на транспорте», авторов И. Грищенко, Ю. Н. Васильев, Ф. Г. Гайнуллин, Л. С. Золотаревский).

Фактически, у двигателя автомобиля появляется «вторая жизнь». Это ответ на вопрос: «Что лучше для двигателя: газ или бензин?»

Кстати сказать, при работе автомобиля на газе, масло меньше «разжижается» и загрязняется, что позволяет менять его реже, а сам расход масла «на угар» снижается в среднем на 15%. Срок службы свечей зажигания увеличивается на 40% (до 85 тыс.км).

Эко-Логичность газа: отмечайте 20 новых праздников

 

Газ более экологичный вид топлива.

В своём составе пропан, бутан и метан не содержат свинца, в отличии от бензина, что делает более чистым выхлоп автомобиля. Кроме того, в автомобилях, работающих на газе, до 90% снижена суммарная токсичность выхлопных вредных газов (окиси углерода, двуокиси азота, углеводородов СН и.т.д.).

Именно поэтому, в жизни автомобилистов, переоборудовавших свой автомобиль на газ появляется больше праздников:  и Всемирный день охраны окружающей среды и День эколога и Всемирный день океанов и Международный день биологического разнообразия и ещё более 20 поводов для радости в году 🙂

Если праздники вы любите больше, чем будни, то очевидно, что в вопросе «что лучше газ или бензин?» - вы «за» газ!

Экономичность: расход газа и бензина

 

По топливной экономичности газ превосходит бензин и дизель.

Как уже говорилось ранее, октановое число выше у газа, что увеличивает степень сжатия двигателя и позволяет значимо снизить расход топлива.

Цена газа в России в 2,5 раза ниже, нежели розничная стоимость бензина.

Сравним расходы на газ и бензин (из расчёта 300 км пробега в неделю):

ХАРАКТЕРИСТИКИ

БЕНЗИН

ГАЗ

10 литров на 100 км (ср.значение)

10 л х 36 руб (ср.цена 1 литра)

10 л х 16 руб (ср.цена 1 литра)

Стоимость топлива за 100 км

360 руб за 100 км

160 руб за 100 км

Стоимость топлива за 300 км

1080 руб за 300 км

480 руб за 300 км

 

Итого: путешествия и рабочие поездки на газовом автомобиле, оборудованном ГБО обойдутся минимум втрое дешевле!

Счастье в газе

 

Очевидно, что газ лучше бензина для автомобиля.

Как только вы начинаете экономить на топливе, вы радуетесь.

Меньше нагрузки, чище работа – работе на газе порадуется двигатель вашего автомобиля.

Чище воздух вокруг – природа и соседи под окнами, которых вы «прогреваете» свой автомобиль – скажут вам «спасибо».

А когда вокруг всё хорошо, у ваших близких радость, вот тогда и вы – счастливы.

Вот поэтому, счастье – в газе!

УСТАНОВИ СВОЁ СЧАСТЬЕ! 

 

По статистике большинство (более 90%) владевших ранее автомобилем на газе, устанавливают гбо и на все последующие свои автомобили.

autonasto.ru

Октановое число сжиженного газа: biglebowsky


Россия

Нагуглилась развеселая контора http://neftbiz.ru/ Судя по отсутствию географического адреса -"мошенники и воры" ((с) А.К. Толстой). Однако, любопытно, чем они торгуют.
http://neftbiz.ru/catalog/?subcatid=3&goodid=23#
"Пропан-бутан автомобильный
Пропан-бутан ТУ 0272-26-00151638-99
[...] Углеводородный состав, % масс.: -нормальный бутан, не менее 98,6 [...] "

Смотрим характеристики н-бутана (Morganti, 2013, стр 106 файла)
Research octane number (RON) 93,5
Motor octane number (MON) 89,0
Не так уж и много, у современных бензинов побольше бывает.

А что говорит нам ГОСТ?
ГОСТ 27578-87. Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта http://www.nge.ru/g_27578-87.htm
(он же ГОСТ Р 52087-2003 http://docs.cntd.ru/document/gost-r-52087-2003)

"Марка ПА" - "Пропан автомобильный"
Состоит из пропана: "пропан 85%+-10%
Да, действительно, это хорошая штуковина, у пропана высокое октановое число.
RON=109.4
MON=96.3 (Morganti, 2013, стр 106 файла)

"Марка ПБА" - "Пропан-бутан автомобильный"
Состоит частично из:
- пропана 50%+-10%
- и чего-то неизвестного.
Приблизительно половина смеси - полностью на усмотрение производителя.
ГОСТ никак не оговаривает наличие бутана в "пропан-бутане автомобильном".
Можно, например, намешать до половины содержимого пропиленом.
А пропилен любопытен тем, что немотря на высокое RON=100.2, имеет удивительно низкое MON=83.3 (Morganti, 2013, стр 106 файла).
Кроме того, пропилен обладает удивительным свойством - в смеси с другими газами ведет себя нелинейно по окатновому числу: даже небольшая добавка пропилена умуряется загробить MON смеси (Morganti, 2013).

Вот хорошая автозаправка в Тюмени
http://agzs72.ru/stati/kharakteristika-smesi-propan-butan-avtomobilnyy.php
Состав смеси:
- пропан 59%;
- бутан 37%.
http://agzs72.ru/upload/medialibrary/db2/db2f59f269db1c8b85fc82dec7968cde.JPG
Ожидаемый результат (в предположении о линейности свойств смеси)
RON=103
MON=93.4
Да, действительно, очень высокие показатели.
Для бензина АИ-98 ГОСТ требует
RON=98,0
MON=88,0
http://docs.cntd.ru/document/1200108179

Австралия
Норматив MON > 90.5
http://www.environment.gov.au/topics/environment-protection/fuel-quality/standards/autogas
Это выше, чем у бензина. Даже у специального "гоночного" бензина MON=90.
RON официально не оговорен, состав смеси официально не оговорен

США и Канада
Самый жесткий норматив. Смесь должна сотоять почти целиком из пропана, все остальное только в виде незначительных примесей.

Другие страны - см. Morganti, 2013, стр. 46 файла.

То есть, канадцы и штатовцы могут делать высокофорсированные двигатели для "сжиженного нефтяного газа", жителям остальных стран следует относится к этой идее с разумной осторожностью.

Ссылки по теме
Kai J. Morganti, 2013,
A Study of the Knock Limits of Liquefied Petroleum Gas (LPG) in Spark-Ignition Engines
https://minerva-access.unimelb.edu.au/bitstream/handle/11343/38535/305762_MORGANTI%20file%20properties.pdf?sequence=1&isAllowed=y

biglebowsky.livejournal.com

Новости дня: Газ или бензин: плюсы и минусы - Свободная Пресса

Аргументов «за» при использовании пропан-бутановой смеси в качестве топлива для автомобилей — великое множество. Но есть и подводные камни. Которые не всегда перечеркиваются дешевизной газа.

О каком газе идёт речь?

Когда речь заходит об использовании газа вместо бензина, то часто возникает путаница, отягощаемая криками, что известный монополист с буквой G и язычком пламени на логотипе и так неплохо на нас наживается. Так вот, этот монополист добывает и продаёт природный газ метан. Этот газ в нормальных условиях может существовать только в газообразном виде и поэтому размещается в баллонах под давлением до 250 атмосфер. Но в таком виде его в баллонах много не поместится (в массовом выражении), поэтому для более-менее приемлемого запаса хода баллонов должно быть много. И в легковом автомобиле разместить их крайне проблематично. Конечно, пытаются делать баллоны из современных композитных материалов, в которых помещается чуть больше газа из-за большего давления, но всё равно, запас хода не достигает и 300 километров. А вот на грузовиках и на крышах автобусов места для баллонов много.

Другое дело — сжиженная смесь пропана и бутана. При относительно небольшом давлении (примерно 10 атмосфер) и при температуре +20°С пропан превращается в жидкость. А для снижения этого давления и для пущей безопасности добавляют бутан. И жидкая фаза — это уже совсем другое дело в плане запаса топлива на борту автомобиля.

Кстати, упомянутый выше монополист к пропан-бутановой смеси не имеет никакого отношения. И именно эта смесь применяется в качестве топлива для легковых автомобилей.

«Плюсы»

Прежде всего — цена за литр топлива. Литр «пропан-бутана» почти всегда в два раза дешевле литра бензина АИ-95. Теплотворная способность этой смеси чуть меньше бензина, и расход его чуть больше. Но выгода всё равно колоссальная. Даже с учётом затрат на установку газобалонного оборудования (ГБО).

Следующий плюс — октановое число газа составляет примерно 105 единиц. Это означает, что возникновение такого вредного и разрушительного явления, как детонация, абсолютно исключено. С высоким октановым числом, правда, связывают и вероятность «прогара» выпускных клапанов из-за меньшей скорости сгорания смеси газа с воздухом. Но на современных моторах эта проблема почти не актуальна.

Третий плюс, который любят подчёркивать установщики ГБО, — газообразное топливо не смывает плёнку масла со стенок цилиндров и не попадает в картер, где портит масло. Но это явление было характерно для карбюраторной системы питания, где тонкость распыла бензина была невысокая. Современные же системы впрыска с форсунками дают очень мелкий распыл, и смыв масляной плёнки уже не актуален.

«Минусы»

Их, по словам тех же установщиков ГБО, совсем немного. Это, прежде всего, уменьшение полезного объёма багажника за счёт размещения там баллона. Ну и чуть меньший ресурс свечей и более высокие требования к их качеству.

Что касается безопасности, то баллоны и их «обвязка» даже безопаснее бензина. Если не верите на слово — погуглите как образуются и взрываются смеси бензина с воздухом и газа с воздухом.

А вот про ещё один «минус» газа вам не расскажут ни в одном установочном центре ГБО. А если и расскажут, то честь им и хвала, которая тут же подкрепляется необходимостью установки так называемого «лубрикатора». За который вы тоже заплатите установщикам. Но обо всём по порядку. И сначала — случай из собственного опыта.

В начале 2005 года появилась у меня «Хонда Торнео». И знакомые газовщики уболтали меня на установку ГБО 4-го поколения. Это то самое поколение, которые имеет электронное управление и подаёт газ в цилиндры при помощи специальных форсунок. Короче, на тот момент — самый передовой писк газовой моды.

Поставили, подключили ноутбук, настроили. Показали графики и таблицы — дозирование газа в идеале на всех возможных режимах движения. Да и по поведению машины было понятно, что всё тип-топ. Начал я ездить на газе и радоваться экономии. Но летом решил податься «на дальняк». И во время возвращения домой мотор моей «Хонды» захандрил. Поначалу это было похоже на «умирание» свечей. Я вкрутил новые, но изменений не последовало. На бензине мотор работал получше, но тоже явно нештатно.

С горем пополам приезжаю к ребятам в проверенный «хондовский» сервис. Там очень быстро вынесли вердикт — «ушли» зазоры… впускных клапанов. Вот так новость! С чего бы это? Ребята предположили, что всему виною… газ.

Клапаны мне отрегулировали по новой, и поехал я к газовщикам. А те, похоже, меня уже ждали. И сразу спросили — клапаны? Я им в ответ — а что, мол, не предупредили заранее, когда ставили ГБО, редиски??? Газовщики покаялись, но рассказали, что по таким случаям ещё не набралась статистика. И мой случай — третий или четвёртый в их практике. И что примечательно — все проблемы связаны с «Хондами». Но при этом у моего хорошего приятеля тоже «Хонда» и тоже на газе, но он ездит и в ус не дует. Но эксплуатирует свою «Хонду» исключительно в городе — это означает частые запуски двигателя, когда тот работает на бензине, и относительно небольшие пробеги на газе. Я же к моменту возникновения проблем отмахал более 8000 километров практически на одном только газе.

И вот что произошло. При работе на бензине его (бензина) микро-капельки, с одной стороны, являются тепловым мостиком, благодаря которому происходит передача избыточного тепла с тарелки клапана на седло. С другой стороны, эти же микро-капельки играют роль, своего рода, амортизаторов при соударении тарелки с седлом. При работе же на газе ничего этого не происходит, и на поверхности седла происходит постоянная эрозия (выкрашивание). Как следствие — ухудшение герметичности и «уход» клапанных зазоров.

Примечательно, что этому явлению, в основном, подвержены моторы «Хонды». В меньшей степени — отдельные моторы «Тойоты» и «Субару». И некоторые другие. Остальные прекрасно работают на газе и вышеозначенных проблем не знают. Не менее примечательно, что «Хонда» на внутренний рынок Японии делает моторы для работы на газе с иной геометрией клапанов и сёдел и с другими материалами, из которых они изготовлены.

Газовщики тут же предложили установить новые клапанные сёдла, которые будут изготовлены из… бериллиевой бронзы. Которую они «достают» через «дырку в заборе» на ближайшем оборонном заводе. Но автомобиль уже готовился к продаже, и ГБО было просто демонтировано.

Так вот, чтобы не происходило выкрашивание сёдел впускных клапанов, устанавливают так называемый «лубрикатор», который впрыскивает во впускной коллектор специальное маловязкое легкосгораемоё масло. Расход этого масла невелик, но выгода от использования газа становится меньше. Ведь нужно потратиться на сам лубрикатор и покупать масло для него. Но всё равно — выгода остаётся. Пускай не двукратная, а полуторакратная.

И повторимся — этой эрозионной напасти подвержены очень немногие моторы. И давно работающие на рынке установщики ГБО прекрасно знают — какие именно. Лично я, когда, наконец, куплю себе большой американский пикап, то точно поставлю на него ГБО. А с лубрикатором или нет — изучу проблематику на профильных форумах и порешаю с газовщиками.

Фото: Caro / Teich/ Globallookpress

svpressa.ru

Октановое число углеводородного газа 108

Октановое число углеводородного газа 108

11.11.2017

Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина - вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше.

Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца.

В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) - токсичное для человека вещество.
И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов. Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления. Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества - этил и этилен, а газовый двигатель - метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению. Поэтому углеводородный выброс газового автомобиля менее опасен (см. рис. 1.5 книги "Источники энергии").

Газ как моторное топливо не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам.
Двигатель внутреннего сгорания автомобиля работает по классическому четырехтактному циклу. Газообразная смесь воздуха и топлива всасывается в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, воспламеняется искрой, давит на поршень и двигает шатунный механизм, а затем выбрасывается из цилиндра.

Чем сильнее можно сжать топливо без возникновения детонации(Детонация [лат. detonare прогреметь] - распространение пламени в веществе со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе.), тем больше мощность двигателя. Антидетонационную способность топлива определяют октановым числом. Чем оно выше, тем лучше топливо. Среднее октановое число природного газа - 108 - недостижимо для любых марок бензина.

Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси воздуха и распыленного топлива. Для воспламенения смеси нужна определенная концентрация топлива. Газ, в сравнении с бензином, горит при меньших концентрациях, т.е. при более "бедных" смесях. В случае повышения концентрации газа и обогащения смеси можно добиться увеличения мощности двигателя. Обедняя смесь, наоборот, можно понизить мощность. Возникает возможность изменением состава смеси регулировать мощность двигателя: газ как топливо значительно "послушнее" бензина.
Эксплуатация показала, что автомобили на газе более выносливы - в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях - ее не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла.
Несмотря на многочисленные достоинства природного газа, закрывать заправочные станции и выбрасывать бензиновые канистры еще рано.

Метан

В переходе на газовое топливо есть свои сложности. Так, например, плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20...25 МПа (200...250 атмосфер).

Для хранения в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.
Природный газ-метан способен резко уменьшать объем (в 600 раз) при его низкотемпературном cжижении. Такой жидкий газ можно перевозить в специальных "бензобаках" при давлении не более 6 атмосфер (давление воды в водопроводном кране). Имеется множество технических разработок и патентов по реализации такой технологии получения жидкого метана.

Во всем мире уже производится и потребляется много миллионов тонн охлажденного (до температуры около -120°C) метана. Крупнейшими производителями является Индонезия, Алжир, Ливия, США, Норвегия и т.д. Для перевозки используются танкеры-метановозы водоизмещением до 120 000 тонн (Япония) Продуктами полного сгорания метана являются безвредные вещества - углекислый газ и вода. Именно поэтому мы не испытываем неудобств на наших кухнях, где иногда целый день горят газовые (метановые) горелки.

Пропан-бутан

Пропан-бутан - синтетическое топливо. Его получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Газобаллонная аппаратура для сжиженного пропан-бутана несколько проще. Процесс заправки машин на газонаполнительных станциях несложен и очень похож на заправку бензином.

По своим свойствам сжиженный пропан-бутан почти не отличается от сжатого природного газа. То же высокое октановое число, те же неплохие экологические и эксплуатационные показатели. Есть у сжиженного пропан бутана и преимущество перед метаном - 225 литров этого горючего хватает на пробег около 500 километров, а метана, помещающегося в восьми баллонах - на вдвое меньший.

Лаврус В.С. Источники энергии. К.: НиТ, 1997
 

academygbo.ru

Газ – соперник бензина. Cтатьи. Наука и техника

Виктор Лаврус

Газ (фр. gaz, от греч. chaos – хаос), агрегатное состояние вещества, в котором оно равномерно заполняет весь предоставленный ему объем.

В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было.

Бензин в качестве горючего был использован спустя два десятилетия, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых «самодвижущихся колясках» – автомобилях.

Повсеместный рост количества автомобилей потребовал значительного увеличения объемов производства бензина. О газе как о возможном моторном топливе надолго забыли. Лишь через 100 лет после Барнетта, в конце тридцатых годов нашего столетия, возродилась мысль о его использовании. Тогда появились первые газогенераторные автомобили. Газ вырабатывался в топке, а оттуда подавался в двигатель.

Бензин дорожает, и сегодня его пытаются заменить. И природным газом, и синтезированными газами и жидкостями, например – спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок.

Все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин.

Октановое число 105?

Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина – вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше.

Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца.

В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) – токсичное для человека вещество.

И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов. Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления. Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества – этил и этилен, а газовый двигатель – метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению. Поэтому углеводородный выброс газового автомобиля менее опасен (см. рис. 1.5 книги «Источники энергии»).

Газ как моторное топливо не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам.

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля работает по классическому четырехтактному циклу. Газообразная смесь воздуха и топлива всасывается в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, воспламеняется искрой, давит на поршень и двигает шатунный механизм, а затем выбрасывается из цилиндра.

Чем сильнее можно сжать топливо без возникновения детонации*, тем больше мощность двигателя. Антидетонационную способность топлива определяют октановым числом. Чем оно выше, тем лучше топливо. Среднее октановое число природного газа – 105 – недостижимо для любых марок бензина.

* Детонация [лат. detonare прогреметь] – распространение пламени в веществе со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе.

Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси воздуха и распыленного топлива. Для воспламенения смеси нужна определенная концентрация топлива. Газ, в сравнении с бензином, горит при меньших концентрациях, т.е. при более «бедных» смесях. В случае повышения концентрации газа и обогащения смеси можно добиться увеличения мощности двигателя. Обедняя смесь, наоборот, можно понизить мощность. Возникает возможность изменением состава смеси регулировать мощность двигателя: газ как топливо значительно «послушнее» бензина.

Эксплуатация показала, что автомобили на газе более выносливы – в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях – ее не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла.

Несмотря на многочисленные достоинства природного газа, закрывать заправочные станции и выбрасывать бензиновые канистры еще рано.

Метан

В переходе на газовое топливо есть свои сложности. Так, например, плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20...25 МПа (200...250 атмосфер). Для хранения в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.

Природный газ-метан способен резко уменьшать объем (в 600 раз) при его низкотемпературном cжижении. Такой жидкий газ можно перевозить в специальных «бензобаках» при давлении не более 6 атмосфер (давление воды в водопроводном кране). Имеется множество технических разработок и патентов по реализации такой технологии получения жидкого метана. Во всем мире уже производится и потребляется много миллионов тонн охлажденного (до температуры около –120°C) метана. Крупнейшими производителями является Индонезия, Алжир, Ливия, США, Норвегия и т.д. Для перевозки используются танкеры-метановозы водоизмещением до 120 000 тонн (Япония). Продуктами полного сгорания метана являются безвредные вещества – углекислый газ и вода. Именно поэтому мы не испытываем неудобств на наших кухнях, где иногда целый день горят газовые (метановые) горелки.

Пропан-бутан

Пропан-бутан – синтетическое топливо. Его получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Газобаллонная аппаратура для сжиженного пропан бутана несколько проще. Процесс заправки машин на газонаполнительных станциях несложен и очень похож на заправку бензином.

По своим свойствам сжиженный пропан-бутан почти не отличается от сжатого природного газа. То же высокое октановое число, те же неплохие экологические и эксплуатационные показатели. Есть у сжиженного пропан бутана и преимущество перед метаном – 225 литров этого горючего хватает на пробег около 500 километров, а метана, помещающегося в восьми баллонах – на вдвое меньший. На сжиженном газе работает вдвое меньше машин, чем на сжатом и вот почему. Пропан бутана получают в 20...25 раз меньше, чем добывают природного газа.

 

Источники информации:

Лаврус В.С. Источники энергии. К.: НиТ, 1997.

Дата публикации:

27 августа 1999 года

n-t.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *