Двигатели работающие на газе имеют следующие преимущества по сравнению с бензиновыми

Обновлено: 05.07.2024

В России существует весь набор благоприятных условий для роста количества транспорта, использующего пропан-бутан. Являясь нефтедобывающей и газодобывающей страной, Россия располагает достаточной ресурсно-сырьевой базой для расширения производства сжиженных углеводородных газов. Запасы попутного нефтяного газа в российских нефтяных месторождениях составляют, по имеющимся оценкам, порядка 1,5 трлн. куб.м, и в настоящее время эти ресурсы не используются в полной мере. В связи с этим возникает необходимость оценить преимущества и недостатки использования сжиженного газа по сравнению с бензином, традиционно применяемым в качестве моторного топлива.

Октановое число газа пропан-бутан – его главное преимущество

Газ как топливо для двигателей немного превосходит бензин по своим свойствам. Благодаря тому, что газовое топливо сгорает полностью, концентрация вредных веществ в выхлопных газах значительно меньше, чем у бензина. От топлива, которое применяется в двигателях, зависит и выбросы углеводородов. Таким образом, бензиновые двигатели выбрасывают более легко окисляющиеся вещества, такие как этил и этилен. Газовые двигатели в свою очередь имеют свойство выбрасывать в воздух метан, который является наиболее устойчивым к окислению. Именно поэтому углеводородные выбросы газового двигателя менее опасны, чем выбросы бензинового двигателя.

Двигатели машин работают в основном по четырехтактному циклу, который является классическим для двигателей внутреннего сгорания. Мощность двигателя зависит от того, насколько сильно можно сжать топливо в цилиндре, прежде, чем оно воспламенится. На то, насколько можно сжать топливо, влияет октановое число. И тут газ превосходит всевозможные виды бензина, так как среднее октановое число газа составляет 105, что значительно выше, чем у бензина.

Износостойкость и безопасность газового двигателя

Износостойкость двигателя вплотную связана с взаимодействием топлива и моторного масла. Одним из неприятных явлений в бензиновых двигателях является смывание бензином масляной пленки с внутренней поверхности цилиндров двигателя при холодном запуске, когда топливо поступает в цилиндры, не испарившись. В этом же случае бензин в жидком виде попадает в масло, растворяется в нем и разжижает его, ухудшая смазочные свойства. Оба эффекта ускоряют износ двигателя. Сжиженный газ пропан-бутан, независимо от температуры двигателя, всегда остается в газовой фазе, что полностью исключает отмеченные факторы. Пропан-бутан не может проникнуть в цилиндр, как это происходит при использовании обычных жидких видов топлива, поэтому не возникает необходимость промывания двигателя. Головка блока и блок цилиндров меньше изнашиваются, что увеличивает срок службы двигателя.

Опыт эксплуатации газобалонных автомобилей показывает, что автомобили, работающие на газе, менее пожаро- и взрывоопасны в аварийных ситуациях. Для взрыва или воспламенения необходимо образование топливовоздушной смеси, то есть объемное смешение газа с воздухом. Нахождение газа в баллоне под давлением исключает возможность проникновения туда воздуха, в то время как в баках с бензином или дизельным топливом всегда присутствует смесь их паров с воздухом. Как правило, газовые баллоны устанавливаются в наименее уязвимых и статистически реже повреждаемых местах автомобиля. На основе фактических данных была рассчитана вероятность поражения и конструктивного разрушения корпуса автомобиля – она составляет 1-5%.

Экономическая целесообразность применения пропан-бутана

По действующим ценам на бензин и газ, эксплуатация автомобиля на пропан-бутане приносит около 40% экономии. Поскольку по своим характеристикам к бензину наиболее близка именно смесь пропан-бутана, то для его использования капитальных переделок в устройстве автомобиля не требуется.

Перевод двигателя на газовое топливо увеличивает ресурс его работы в 1,5-2 раза. Улучшается работа системы зажигания, срок службы свечей возрастает на 40%, происходит более полное сгорание газо-воздушной смеси, чем при работе на бензине. Уменьшается нагарообразование в камере сгорания, головке блока цилиндров и на поршнях, поскольку сокращается количество углеродистых осадков.

Таким образом, использование пропан-бутана в качестве моторного топлива экономически эффективно, экологично и достаточно безопасно.

При выборе двигателя всплывает масса вопросов: бензиновый, дизельный или работающий на газе? Атмосферный или с турбонаддувом? У каждого варианта свои плюсы и минусы.

Прочность якорной цепи равна прочности ее самого слабого звена.

Поговорка старых английских шкиперов

Бензиновый двигатель

Его правильнее называть двигателем с искровым зажиганием. Почему? Хотя бы потому, что производители топлива в некоторых странах добавляют в бензин до 20–24% этилового спирта. Таким образом, двигатель можно назвать бензоспиртовым.

Примерно до середины прошлого века в системе питания таких моторов властвовал карбюратор, а мощность, в основном, зависела от рабочего объема. В настоящее время карбюраторы вымерли, а современников я бы условно разделил на несколько групп:

безнаддувные двигатели со впрыском во впускной трубопровод (их еще называют атмосферными моторами)
двигатели с непосредственным впрыском
наддувные двигатели
двигатели с непосредственным впрыском и турбонаддувом.

Приблизительно в таком же порядке у этих двигателей растут и показатели технических характеристик, но одновременно уменьшается надежность.

Атмосферный мотор Renault

Старый добрый атмосферник фирмы Renault. Один из самых надежных и беспроблемных двигателей на нашем рынке. Сердце многих Логанов, Сандеро, Ларгусов и Дастеров.

GDI — Gasoline Direct Injection

GDI — Gasoline Direct Injection — впрыск бензина непосредственно в камеру сгорания. Одним из пионеров внедрения системы была фирма Mitsubishi, ну а фирма Kia (их двигатель на фото) творчески развила исследования.

Непосредственный впрыск немного улучшает показатели двигателя по мощности и экологичности. Но он ощутимо сложнее, так как требует применения топливного насоса высокого давления (ТНВД) и особых форсунок. А еще распространение таких двигателей сдерживается потребностью в топливе высокого качества. Недаром многие фирмы долгое время не поставляли такие моторы в нашу страну. У нас и без того подъезжаешь к бензоколонке как к столу с рулеткой, а тут еще и двигатель более требовательный.

двигатель с системой электронноуправляемого турбонаддува Lexus

Однако статистика говорит о том, что наддувных моторов продается все-таки значительно меньше, чем атмосферных. Почему?

Первая причина — такие двигатели сложнее и несколько дороже в производстве. Да и налоговых льгот при малом рабочем объеме мотора у нас в стране нет, в отличие, к примеру, от той же Европы.

Вторая причина — ограниченный ресурс турбокомпрессора, обычно не превышающий 150 000 км пробега. Более нагружена у наддувных двигателей и поршневая часть, а где нагрузки, там и повышенный износ.

Третья причина — турбонаддув подразумевает разветвленную сеть трубопроводов, датчиков, приводов и жгутов проводов, которые могут соскочить, заржаветь и потерять герметичность. А любая поломка в системе управления может вывести из строя сам двигатель или агрегат турбонаддува. Также наддувные двигатели нежелательно глушить сразу после работы на напряженных режимах. Больше всего страдает раскаленный турбокомпрессор, т.к. циркуляция масла прекращается мгновенно, а ротор продолжает вращаться с большой частотой. К слову, турботаймер, призванный компенсировать этот недостаток, получил распространение лишь в качестве опции нештатных сигнализаций. Наконец, фанаты породистого звука признают, что выхлоп от турбодвигателей звучит недостаточно привлекательно.

Двигатель с турбонаддувом

А теперь смешаем одно острое блюдо с другим. Совместим турбонаддув и непосредственный впрыск! В результате получим двигатель, который будет еще чуть мощнее, ощутимо сложнее и капризнее, да еще и чувствительнее к качеству топлива.

Может — ну его? И — виват честный атмосферник?

Дизель

Второе его название — двигатель с воспламенением от сжатия.

Будучи двигателистом по образованию, считаю, что золотой век дизелей уже миновал. Самые надежные и безотказные из них, на мой взгляд, были в 80-х годах прошлого века. Тогда на легковых автомобилях бал правили вихрекамерные дизели рабочим объемом от 1,5 до 2,5 л. Чаще — без наддува, но и снабженные турбокомпрессором тоже попадались. При этом зачастую почти всю систему питания представлял самый совершенный по тем временам дизельный топливный насос фирмы Bosch серии VE.

Системы топливного насоса высокого давления

Системы топливного насоса высокого давления: 1 — корректор по давлению наддува; 2 — электромагнитный клапан останова двигателя; 3 — корректор по температуре охлаждающей жидкости.

У него были центробежный регулятор опережения впрыска топлива, устройство для обеспечения пусковой подачи топлива, корректор подачи в зависимости от давления наддува и термокорректор, увеличивающий количество топлива при непрогретом двигателе. Внутри был встроен топливоподкачивающий насос. И ко всей системе питания двигателя подходил только один проводок — к электромагнитному клапану. На автомобиле с таким дизелем можно было ездить без аккумулятора и генератора! Стоило вынуть запорный элемент электромагнитного клапана, как дизель становился совсем неподвластным старикам Вольту и Амперу. Пустить машину можно было с толкача, а заглушить передачей. Вот это надежность! Поэтому тогда я голосовал за такой дизель двумя руками.

Современный дизель по уровню сложности и капризности схож с наддувным бензиновым двигателем. Основная причина — система питания Common Rail, которая нагнетает огромные давления, обеспечивая при этом высокие показатели и не менее высокую цену. Прибавьте к этому мочевину и сажевые фильтры, из-за которых электроника периодически выпускает на соседей по потоку целые облака сажи. Все это делает дизель менее привлекательным с потребительской точки зрения.

дизельный двигатель

Газификация

Газовой оборудования для двигателя

Сам я около 15 лет ездил на машинах с газовым оборудованием, причем устанавливал его самостоятельно. Но то были карбюраторные автомобили, где все настройки можно было произвести без спецоборудования. Регистрацией не занимался и опрессовки баллонов не делал никогда. В те времена попросту не было механизмов такой проверки. А сейчас сертификация обязательна, без нее не заправят, без нее не дадут диагностическую карту. Недаром те годы называли лихими девяностыми. Тем не менее ездил и радовался. И это в Москве, хотя случалось и путешествовать по стране.

Итоги

Выскажу личное мнение. Первые семь лет после окончания ВУЗа занимался испытаниями и доводкой дизельных наддувных и атмосферных двигателей. Имел в личном пользовании кучу карбюраторных автомобилей отечественного производства, на многие из которых (от УАЗ-469 до Таврии) ставил газовое оборудование. Работая в издательстве, поездил на многих автомобилях отечественного и зарубежного производства. И сделал я для себя вывод, что нет ничего лучше безнаддувного бензинового двигателя с впрыском топлива и с цепным приводом ГРМ вместо ремня. Самый беспроблемный вариант! А дизельные двигатели имеет смысл ставить на достаточно тяжелые внедорожники, пикапы, развозные фургоны, малые грузовички и далее по списку, вплоть до магистральных тягачей.

Сравниваем газ и бензин как виды автомобильного топлива

В 21 веке автомобиль давно уже перестал быть роскошью, а превратился в необходимую составляющую повседневной жизни. Для кого-то это просто средство передвижения, а для кого-то целое хобби. Как бы то ни было, а владельцы автомобилей часто стоят перед проблемой выбора, начиная с выбора марки машины, замены или ремонта определенных деталей до выбора вида топлива: бензинового или газового. В последнее время все популярнее стало переделывать двигатель с бензина на газ.

Говоря о топливе, первое, что приходит на ум – бензин. Он привычен, и, двигатели, работающие на нем, представляют абсолютное большинство. Между тем, бензинное горючее имеет как достоинства, так и недостатки. Бензин – продукт переработки нефти. В зависимости от переработки, он делится на высокооктановый и низкооктановый.

Достоинства и недостатки бензинового топлива

Перечисляя достоинства данного вида топлива, можно выделить следующие:

бензин самое распространенное горючее, которое есть на любой АЗС, поэтому проблем с заправкой нет;
мощность моторов, работающих не бензине значительно выше, чем у газовых двигателей. Это объясняется большей плотностью бензина;
объем, расходуемого бензинового топлива на 100 км будет меньше, нежели газа.

Основными минусами бензина являются:

постоянное повышение цены;
некачественный бензин; наносящий вред двигателю;
экологические проблемы, возникающие в следствии сгорания бензина и выделении углекислого газа, свинца и серы в больших количествах.

Достоинства и недостатки газового топлива

В целом, газовый вид топлива, это все тот же бензиновый мотор, на который устанавливается газовое оборудование. Газовое топливо делится на два вида: пропан-бутан (продукт нефтепереработки) и метан (газ, который добывают из угольных пластов). Первый вид является более эффективным.

Данное горючее дешевле бензина в 2 раза, двигатель на газу способен работать без ремонта на год или полтора дольше обычного. Также, такой двигатель не склонен к перегреву, что снижает опасность возгорания.

При всех достоинствах газа, есть все же и темные стороны в его использовании:

незначительное снижение мощности двигателя (примерно на 10-15%);
без бензина невозможно завести машину;
установка газового оборудования - недешевое удовольствие и окупается лишь при частой езде на длинные расстояния;
оборудование занимает много места в багажнике;
в городах мало заправок с этим видом топлива;
требуется оформление многих документов для установки оборудования.

Выбор вида топлива для автомобиля

В машине должен быть переключатель для смены работы автомобиля с одного вида топлива на другой. Делается это в момент достижения определенного количества оборотов двигателя. Переключатель обеспечивает надежное и безопасное функционирование транспортного средства. Он может быть, как ручным, так и автоматическим, что сильно упрощает управление.

Выбор топлива – важный процесс, поэтому перед принятием решения необходимо внимательно проанализировать и взвесить все ''за'' и ''против''. У каждого из вида топлива есть свои недостатки, газ, например, не обезопасит от лишних трат, и, если маршрут автовладельца представляет собой дорогу на работу и обратно, то нет смысла тратиться на установку ГБО.

Смотрите также:

ГБО OMVL Название производителя ГБО: OMVL Полное название производителя ГБО: OMVL SpA Страна производства: Италия

Для того, чтобы установить ГБО, не обязательно оплачивать всю стоимость сразу! Есть возможность переоборудовать автомобиль для работы на газе в.

Часто задаваемые вопросы о ГБО Для новичков и автолюбителей, заинтересовавшихся вопросом установки ГБО на свой автомобиль, мы собрали ответы на.

Следующая публикация:

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей с ГБО Статья содержит перечень мероприятий по ремонту и техническому обслуживанию систем ГБО на.

Многих интересует вопрос — какие преимущества природного газа перед другими видами топлива? Вообще, природный газ – это распространенное полезное ископаемое, активно применяемое человеком в качестве топлива для электростанций, котельных, предприятий и автотранспорта, а также для бытовых нужд. Другое направление его использования – получение синтетических полимеров. Чем природный газ лучше нефтепродуктов, знают практически все. Газ считается экологически чистым видом топлива, поэтому во многих густонаселенных районах его используют в приоритетном порядке.

Основные преимущества и недостатки газа при использовании

Газ является наиболее чистым среди всех распространенных видов органического топлива. При одном и том же количестве выделенного тепла сжигание газа дает в 3 раза меньше СО₂, чем при сжигании угля. Все остальные загрязнители также выделяются в гораздо меньшем количестве.

Основным недостатком газа является повышенная взрывоопасность. Периодические ЧП на угольных шахтах связаны именно со взрывами выделяющегося из угольных пластов газа. Добыча, транспортировка и использование природного газа часто сопряжены с выделением в атмосферу парникового газа метана. В то же время сжигание газа практически не дает сажи и аэрозолей.

На теплоэлектростанциях преимущества использования газа заключаются в возможности большей маневренности и регулировании производства энергии в зависимости от нужд потребителя. При этом почти не образуется твердых отходов, а потому не стоит проблема с их утилизацией, как при сжигании угля.

Преимущества природного газа перед другими видами топлив

Использование газа в качестве топлива для автомобилей имеет свои плюсы и минусы.

Главное преимущества газового моторного топлива – это низкий уровень выбросов вредных веществ (или отсутствие такового). Это касается не только безвредного для здоровья, но вредного для климата углекислого газа, но и оксидов азота, сажи, угарного газа, свинца и других токсичных соединений. Хотя большинство российских автовладельцев не считают это преимущество главным. А зря. Ведь здоровье – это самое главное.
Некоторые финансовые преимущества. Правда, сама установка газового оборудования стоит не дешево, но эти затраты окупятся через 10 или 20 тысяч километров езды. Газовых заправок зачастую тоже достаточно.
Возможность комбинированного использования топлива. При заполнении бензинового и газового бака одновременно можно увеличить запас хода автомашины от 350 до 500 км. Это уменьшит зависимость от промежуточных автозаправок, где возможно низкое качество жидкого топлива. Также использование газа уменьшает расход машинного масла и износ деталей.
Более долгий срок службы авто. Равномерное сгорание газа и малое выделение продуктов его горения снижают нагрузку на двигатель и другие части авто, что делает их более долговечными.

Минусы использования газового топлива

Помимо преимуществ природного газа перед другими видами топлива, имеются у него и недостатки:

Некоторые сложности с заправкой автомобиля. Газовая заправка проходит несколько сложнее и дольше, чем заправка жидкими видами топлива. Плюс к этому, количество газовых заправок не столь велико, как бензиновых. Могут возникнуть также сложности с ремонтом газового оборудования (по причине нехватки специалистов).
Уменьшение возможностей двигателя. При использовании газа мощность двигателя падает на 10-15 процентов, а скорость движения – примерно на 5 %.
Дополнительный вес. После установки газобаллонного оборудования общий вес авто увеличивается примерно на 60 кг, а объем багажника уменьшается.
Риск утечек. Газ более прихотлив, чем бензин, и требует к себе повышенного внимания. Важно, чтобы газовый баллон был хорошо закреплен. Если в салоне, багажнике или капоте появился запах газа, то необходимо обратиться в сервисный центр. Не рекомендуется заправка автомобиля газом, предназначенным для бытовых нужд. Также необходим контроль за давлением в баллоне и следование рекомендациям специалистов.
Чувствительность к температуре. При температуре ниже — 10 возможны проблемы с запуском двигателя, а при слишком высокой температуре возникает риск разгерметизации.

В целом же, установка газового оборудования целесообразна при большой дальности поездок и наличии достаточного числа газозаправок в регионе.

Заключение

Таким образом, преимущества природного газа перед другими видами топлива очевидны. Однако при использовании его в двигателях внутреннего сгорания большое значение имеют и недостатки. Преимущества природного газа как топлива в основном связаны с экологией.

Газовое топливо имеет следующие преимущества по сравнению с другими видами топлива.

1. Стоимость добычи природного газа значительно ниже, чем других видов топлива, однако производительность труда при его добыче примерно в 35 раз выше, чем при добыче угля, и в 5 раз выше, чем при добыче нефти.
2. Высокая теплотворная способность дает возможность транспортировать газ по магистральным газопроводам на значительные расстояния.
3. Обеспечивается полнота сгорания и облегчаются условия труда обслуживающего персонала.
4. Отсутствие в природных газах оксида углерода предотвращает возможность отравления при утечках газа, что особенно важно при газоснабжении коммунальных и бытовых потребителей.
5. Применение природного газа обеспечивает населению снижение затрат на топливо, расходуемое для бытовых нужд (без отопления).
6. Газоснабжение городов и населенных пунктов значительно улучшает состояние воздушного бассейна городов, что имеет не только санитарное, но и экономическое значение (увеличивается срок службы металлических конструкций, сохраняются зеленые насаждения и т.д.).
7. Высокая жаропроизводительность (более 2000 °С) позволяет эффективно применять природный газ в качестве энергетического и технологического топлива.
8. Природный газ является ценным сырьем для химической промышленности.
9. Обеспечиваются возможность автоматизации процессов горения, достижение высоких КПД. Наибольшее увеличение КПД достигается в жилищно-коммунальном хозяйстве у бытовых приборов, отопительных печей и котлов малой производительности.

Вместе с тем газовому топливу присущи и отрицательные свойства: природный газ взрыво- и пожароопасен и токсичен.

Горение газообразного топлива возможно только при наличии воздуха, в котором содержится кислород. Газовоздушные смеси, состоящие из определенного количества газа и воздуха, взрывоопасны. При внесении в такие смеси источника огня или высоконагретого тела может произойти взрыв.

Процесс горения (взрыва) происходит при определенных соотношениях газа, воздуха и температуры воспламеняемости газовоздушной смеси. Наибольшим диапазоном пределов взрываемости характеризуются ацетилен, водород и оксид углерода; пределы взрываемости метана составляют 5—15 %. Наличие указанных пределов связано с количеством выделяемой в процессе реакции теплоты. Если ее достаточно для нагревания газовоздушной смеси до температуры воспламенения, то смесь может гореть или взрываться.

При взрыве теплота реакции горения выделяется мгновенно, так как продукты горения быстро нагреваются и, расширяясь, создают в объеме, где они находились, повышенное давление. Давление, возникающее при взрыве природного газа в помещениях, достигает 0,8 МПа.

Разрушительный эффект взрыва обусловливают резкое возрастание давления и быстрое расширение продуктов горения. При взрывах газовоздушной смеси в длинных трубах большого диаметра скорость распространения пламени может превзойти скорость распространения звука и достичь нескольких тысяч метров в секунду. Такое явление, называемое детонацией, объясняется возникновением и действием ударных волн в воспламеняющейся среде. Перемещаясь с большой скоростью, ударная волна резко повышает температуру и давление газовоздушной смеси, что вызывает ускорение реакции взрыва и увеличивает разрушительный эффект.

Природные газы, состоящие в основном из метана, не ядовиты. Однако при концентрации метана в воздухе, достигающей 10 % и более, возможно удушье вследствие уменьшения количества кислорода в воздухе.

Пожалуй, все автолюбители слышали, что ГБО (газобаллонное оборудование) позволяет существенно сократить расходы на топливо. Однако в этом вопросе есть множество тонкостей, о которых будет нелишним знать. Раскрываем все нюансы и размышляем о целесообразности перевода автомобиля с бензина на газ.

Что такое ГБО

Современное газобаллонное оборудование (4-е поколение и выше) обладает внушительным набором всевозможных датчиков и клапанов, что делает его абсолютно безопасным в эксплуатации: в случае утечек топливные магистрали самостоятельно перекрываются. Баллон же обладает таким запасом прочности, что повредить его практически невозможно. Иными словами, вопрос о безопасности ГБО давным-давно снят.

По типу используемого топлива ГБО делится на два вида: метановое и пропан-бутановое. В первом случае в качестве топлива используется природный сжатый газ метан, во втором — сжиженный нефтяной газ.

Метан — самое дешёвое и экологичное, притом возобновляемое топливо. Однако сфера его применения довольно узкая — коммерческий транспорт. Это связано с тем, что сжатый метан хранится под давлением свыше 200 атмосфер, поэтому для него нужны сверхпрочные, а значит, очень тяжёлые баллоны, которые в легковом автомобиле разместить попросту негде. Кроме того, в России наблюдается серьёзный дефицит метановых заправочных станций. К примеру, в столичном регионе их можно в буквальном смысле пересчитать по пальцам.

Вот почему на легковушках почти всегда применяется ГБО, работающее на пропан-бутане. Газовая смесь хранится в относительно лёгких стальных или композитных баллонах с давлением до пяти атмосфер. Такие ёмкости прекрасно подходят, к примеру, для установки в нишу запасного колеса. При этом стоимость топлива остаётся привлекательной: в среднем прайс на литр газа равен половине цены бензина с октановым числом 95. На данный момент это 18–20 рублей за литр. Именно о таком виде топлива и пойдёт речь дальше.

Как устанавливается и работает ГБО

Двигатель машины заводится и прогревается до рабочей температуры на бензине, затем система автоматически переключается на более дешёвый газ. Это связано с тем, что газ хранится в баллоне в жидком виде, а жидкость, как известно, не горит — её нужно подогреть и испарить. Именно для этого в систему охлаждения врезается редуктор: горячий антифриз прогревает газ и заставляет его активно испаряться. В испарённом виде топливо попадает в каналы впускного коллектора, где смешивается с воздухом и подаётся в цилиндры. Никаких иных отличий от работы на бензине нет. Бензиновый насос при работе на газе продолжает прокачивать топливо, поддерживая давление в бензиновой магистрали — лишний бензин стравливается через перепускной клапан бензонасоса обратно в бак.

В среднем расход газа на 10–15% выше, чем бензина, а отдача мотора примерно на те же величины меньше. Иными словами, при езде на газе автомобиль немного теряет в динамике и максимальной скорости, но на его питание уходит примерно на треть меньше денег.

Читайте также: