Владимир Золотницкий - Автомобильные газовые топливные системы
По данным фирмы «Ford» (США), мощность автомобильного двигателя, работающего на СПГ после 55 тыс. миль пробега, была на 10 % выше, чем аналогичного, работавшего на бензине (соответственно 74 и 66 кВт), а содержание окиси углерода в отработавших газах двигателей на СПГ было в 5 раз ниже (соответственно 0,21 и 1,2 %). Аналогичные результаты показывают также и другие фирмы...».
Естественно, сразу же возникает вопрос: «А почему же мы до сих пор не перешли все на газовое топливо для автомобилей?»
Это связано, в первую очередь, со сложностью создания резервов топлива. Как отмечалось выше, только сейчас размах газификации нашей страны принял такие размеры, которые могут позволить создать необходимую сеть газозаправочных станций для автомобилей.
Система хранения необходимых для бесперебойной работы транспорта запасов газа оказывается чрезвычайно громоздкой и требует значительных капитальных вложений. Достаточно сказать, что стоимость емкостей для хранения часового запаса сжатого газа в несколько раз превышает стоимость компрессора такой же часовой производительности. Стоимость емкостей для длительного хранения сжиженного газа оказывается еще выше вследствие применения дорогостоящих материалов.
И сейчас при определении рентабельности, а то и смысла перехода на газовое оборудование, необходимо учитывать наличие газозаправочных станций в регионах использования автомобиля.
Применение двухтопливных двигателей, способных одинаково надежно работать как на газовом, так и на жидком топливе, частично решает эту проблему. Такие двигатели могут работать как на бензине, так и на газе, или на дизельном топливе и на газе. Но это накладывает свой отпечаток на использование свойств газа, как топлива для двигателей внутреннего сгорания, лишая возможности полной реализации его серьезных преимуществ, таких, как повышение мощности и улучшение топливной экономичности за счет увеличения степени сжатия.
Для полного использования преимуществ газового топлива перед бензинами необходимо конструировать двигатели специально под газовое топливо, что требует серьезной перестройки автомобильной промышленности.
Необходимо создать легкие, высокопрочные и дешевые баллоны для содержания газового топлива в количестве, которое обеспечивает межзаправочный пробег для автомобиля не менее 400 км при минимальных размере и весе.
Это – перспективы.
Сегодня многие регионы обладают достаточной сетью газовых заправок для нормальной эксплуатации автомобилей, использующих газовое топливо.
Созданы различные модели качественного оборудования для перевода двигателей автомобилей в двухтопливные и на практике доказан положительный эффект использования газового топлива для ДВС автомобилей, заключающийся в более полном сгорании газовоздушной смеси, благодаря чему улучшаются условия смазки трущейся пары гильза – поршневые кольца, так как газовое топливо не смывает масло со стеной гильзы. Поэтому же уменьшается нагарообразование в головке блока и на поршнях. Масло можно менять значительно реже, так как оно не разжижается и меньше загрязняется. Расход масла на угар при этом снижается до 15 %. Межремонтный пробег газового двигателя более продолжительный по сравнению с бензиновым. На газовом двигателе увеличивается срок службы свечей зажигания.
Применение газового топлива заметно снижает суммарную токсичность отработавших газов (выхлопа) – окиси углерода СО, двуокиси азота NO2, углеводородов CH. Вредных соединений свинца в отработанном газовом топливе вовсе не существует.
Дымность выхлопа в режиме свободного ускорения при работе на газовом топливе в 3 раза ниже, чем при работе на бензине. При правильно выбранном режиме работы двигателя снижается и уровень шума, что особенно важно в условиях города. И, наконец, стоимость требуемого газового топлива ниже стоимости бензина на величину, позволяющую окупить затраты на приобретение и установку газового оборудования за 25–30 тыс. км пробега с учетом его большего расхода на единицу пути.
Опровержение доводов противников газового топлива
У многих автомобилистов, да и у некоторых работников государственного общественного транспорта бытует мнение, что выбрасываемый в воздух газ особо опасен для здоровья. Но опасаться этого не стоит. Паровая фаза сжиженного газа менее токсична, чем пары бензина, а специфический его запах – это результат одозорации (добавления небольшого количества газообразного вещества с сильным запахом – этилмеркаптана).
Существует также мнение, что велика вероятность взрыва газового баллона. Автомобилист, прежде чем решиться перевести свой автомобиль на газовое топливо, обычно задумывается: не грозит ли этот переход высокой пожаро– и взрывоопасностью?
Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей, как у нас, так и за рубежом, показывает, что автомобили, работающие на газе, менее пожаро– и взрывоопасны, чем бензиновые. В любом случае газ или пары бензина могут взорваться только в смеси с воздухом при определенной концентрации в единице объема, что исключено, в связи с невозможностью присутствия воздуха в газовом баллоне.
В среде транспортников-консерваторов сформировалась своеобразная установка на неприятие газа. Они все еще мыслят старыми категориями, не могут преодолеть психологического барьера, да и решительности подчас не хватает. Сознание автомобильных консерваторов, образно говоря, насквозь пропитано парами бензина.
Попробуем аргументированно опровергнуть доводы противников применения газовых установок.
1. Неприятный запах в салоне. В местах соединения трубопроводов часто происходит утечка газа. Ежедневная проверка герметичности системы отнимает много времени и практически произвести полную проверку оборудования методом омыления очень трудно.
Утечка газа возможна, если не уделять должного внимания установленной на автомобиле системе. Но ведь и прочие энергетические системы требуют внимания. И если такое случилось – запах газа в салоне, а автомобилист сам не может его устранить, то всегда можно обратиться за помощью в специализированный пункт проверки.
Что же касается современных газобаллонных систем, изготовленных из высококачественных материалов и по авиационным технологиям (например, отечественные системы «САГА-6» и «САГА-7»), то они обеспечивают достаточно высокую надежность.
Запах газа может ощущаться только при заправке автомобиля на газораздаточной станции, да и то в момент отключения наконечника заправочного шланга. В автомобиле взрывоопасная концентрация смеси возникнуть не может. Осторожность надо проявлять на стоянках. Бесспорно, газ опасен, но если водитель почувствовал специфичный запах, то он должен остановить машину, закрутить вентили на баллоне и спокойно продолжать путь на бензине, а по прибытии на место ремонта устранить неисправность.
Утечку же бензина можно не почувствовать. А причиной его возгорания может стать подтекающая канистра.
Газ же позволяет отказаться от перевозки канистр с бензином, и этот фактор также говорит в пользу газобаллонного оборудования.
А вот владельцы хэтчбеков и универсалов вместо «съедающей» площадь канистры с бензином могут воспользоваться газовым баллоном тороидальной формы, который без труда устанавливается на место запаски.
2. Процесс горения в двигателе затянут из-за неполного сгорания газа. Снижаются динамические характеристики автомобиля. В карбюраторе при работе на газе поплавок из-за отсутствия бензина ударяется о дно камеры, и в нем может образоваться трещина, через которую при смене топлива в него проникает бензин. Да и сам карбюратор повреждается.
Мнение о неполном сгорании газа в цилиндрах двигателя ошибочно. Газовые топлива, используемые в автомобильных двигателях, имеют меньшие, чем жидкие топлива, скорости сгорания, но более широкие пределы воспламеняемости, поэтому этот незначительный недостаток легко компенсируют увеличением угла опережения зажигания.
Теперь о поплавке. О возможности появления в нем трещины. Да, это нежелательное явление иногда встречается на автомобилях «Волга», но его возникновение можно легко предупредить, поместив на дно поплавковой камеры пластинку сепаратора от старого аккумулятора, вырезанную по его (дна) конфигурации. Поплавки же карбюраторов «Жигулей» и иномарок не разрушаются, и необходимость в подобной защите поплавка отпадает.
Случаи разрушения карбюратора крайне редки, о чем свидетельствует практика. Раз в месяц рекомендуется смазывать WD-40 в блоке дроссельных заслонок оси, так как при работе на газе эти оси не омываются бензином. Если их не смазывать, то они быстрее изнашиваются. Сейчас на многих модификациях карбюраторов оси дроссельных заслонок устанавливают на подшипниках скольжения, которые не требуют смазки. Для промывки каналов карбюратора пускать и прогревать двигатель следует на бензине.
