Газобалонное обрудование на автомобиль

Идея использования газа в качестве моторного топлива не нова. Но настоящую популярность газобалонное оборудование начинает завоевывать на просторах СНГ только с начала 2000-х – когда цены на бензин значительно возросли в связи с ростом цен на нефть. Итак есть два вида газовой смеси которые используются в качестве моторного топлива:

1. Пропан-бутан. Смесь пропана и бутана используется в качестве моторного топлива и хранится в автомобильном баллоне в сжиженном виде под давлением 16 атмосфер. В зависимости от сезона и качества пропорции пропана и бутана в смеси разные. Пропан и бутан являются продуктами переработки нефти, а именно ее легких сортов. Пропан содержит 3 атома углерода в своей молекуле – C3H8, бутан соответственно 4 – C4H10. Октановое число пропан-бутановой смеси колеблется в пределах от 95 до 110 по экспериментальному методу и 92-105 по моторному. Это означает, что двигатель использующий пропан бутан может работать на повышенной степени сжатия, что соответственно пропорционально увеличивает его КПД. Баллон легкового автомобиля для пропан бутановой смеси имеет толщину стенки как правило до 3 миллиметров и весит до 40 киллограм. При этом вместительность колеблется от 20 до 120 литров. Расход топлива в литрах при использовании пропан-бутановой смеси увеличивается примерно от 10 до 20%, это связано с тем, что пропан-бутановая смесь более легкая и менее теплотворная нежели бензин. Это связано с тем что молекулы входящие в состав бензина имеют от 7 до 11 атомов углерода, а у пропан-бутановой смеси соответственно 4-5. Мощность двигателя также снижается примерно на 10-15%.

2. Метан. Это природный газ – простейший углеводород, бесцветный газ без запаха, с молекулярной формулой CH4 . Его температура кипения при атмосферном давлении -161.6, а температура замерзания – 182.5 градуса Цельсия соответственно. Это обуславливает то, что хранение в жидком виде в обычных условиях является невозможным. В качестве моторного топлива метан используется менее широко чем пропан-бутановая смесь. Хранится в автомобилях в сжатом виде при давлении до 220 атмосфер. Это обуславливает специфическую конструкцию баллонов – толщина стенки от 0.6 см и больше, бесшовная конструкция. Масса такого баллона примерно от 65 килограмм и выше. В одном баллоне весом 65 кг помещается примерно 11-14 кубометров метана в зависимости от давления заправки и температуры. При этом двигатель сжигает примерно на 10% меньше – 20% больше кубометров на 100 км чем на бензине литров. В общим примерно можна принять за эквивалент 1 куб. метр метана равен одному литру бензина. Однако мощность двигателя на метане снижается на 20%, это связано с тем, что метан менее теплотворен, а также при подаче в мотор занимает значительный объем в цилиндрах.

Для подачи газов в двигатель используются мембранные редукторы. Для пропан бутана как правило редукторы одноступенчатые, а для метана двухступенчатые. По цене редукторы примерно одинаковы. А вот стоимость баллонов для использования метана гораздо выше чем пропан-бутановых баллонов. В годы пиковой популярности стоимость метановых баллонов доходила до 400 долларов США за 1 баллон на 11-14 кубометров. Сейчас в связи с ростом мировых цен на природный газ, его использование в качестве моторного топлива в странах, не имеющих собственной добычи газа в достаточном количестве, снижается.

Для более эффективного сжигания газово топлива в автомобиле желательно предпринять следующий комплекс мер:

1. Увеличение степени сжатия. Двигатели рассчитанные на бензин А-76 с степенью сжатия 6-7 категорически неэффективно сжигают газ. Оптимальной степенью сжатия для пропан бутановой смеси является соотношение 11:1, а для метановой смеси до 13:1. Однако следует учитывать, что значительное повышение степени сжатия ведет к невозможности использовать бензин в качестве моторного топлива. Так для двигателя автомобиля ГАЗ-24 степень сжатия 9 получаемая при максимально возможной фрезеровке ГБЦ предусматривает применение бензина АИ-95 или АИ-98.

2. Корректировка зажигания. Поскольку в п. 1 описан предел увеличения степени сжатия для более оптимального сгорания газовой смеси используют корректировку зажигания. В связи с более высоким октановым числом газ горит медленней и поэтому смесь зажигать нужно раньше. Так для пропан-бутановой смеси угол корректировки в сторону раннего -6 -7 градусов, а для метана оптимальный угол -10 – 15 градусов. Эти значения указаны относительно бензинового угла опережения зажигания (а не абсолютные цифры). В карбюраторных автомобилях смещается трамблер против вращения на указанные углы, а в автомобилях с микропроцессорной системой зажигания устанавливается корректор или перепрограммируется микроконтроллер.

3. Тщательная настройка соотношения газо-воздушной смеси. Поскольку газ горит в широких пределах соотношений газ-воздух, необходимо подобрать его экспериментально-инструментальным способом. Однако следует учитывать, что переобеднение смеси приводит к падению мощности, замедлению сгорания и соответственно увеличению теплоотдачи двигателя. Поэтому попутно с обеднением смеси нужно увеличивать степень сжатия, увеличивать угол опережения зажигания.

Важным аспектом при установке газобалонного оборудования является безопасность. К сожалению многи гаражные мастерские даже не пытаются читать стандарты безопасности и устанавливают оборудования с критическими нарушениями правил! Следует помнить:

1. Для метан-газа заправочное устройство должно быть выведенным за пределы багажного отделения, лучше вообще за пределы внутреннего пространства (под бампер и т.д.)

2. Газовые магистрали должны быть оснащены вентиляционными рукавами, тоесть трубопровод в багажнике должнен проходить в середине такого вентиляционного рукава, который сообщен с забортным пространством посредством эжектора (трубка косо усеченная торчащая под днищем). На фото ниже видны белые пластиковые вентиляционные рукавы и краны на каждом баллоне.

3. Газовые магистрали должны иметь деформационные навивки для предупреждения разрыва от вибрации или при аварии.

4. Баллоны должны устанавливать очень крепко и тщательно, в вероятных местах трения должны устанавливаться прокладки и трение должно исключаться.

5. Для пропан-бутановой смеси обязательно наличие мультиклапана ограничивающего заполнение баллона и стравливающего критическое давление при пожаре и нагреве на солнце.

6. На баллонах обязательно должны быть установлены краны позволяющие перекрывать баллоны. Краны должны регулярно проверяться на отсутствие заедания.

7. По возможности баллоны должны размещаться за пределами краш-зоны, т.е. находиться в базе автомобиля. Размещения в заднем свесе, в боковых отсеках крыльев нежелательно. В связи с этим лучше всего для установки ГБО подходят автомобили с кузовом типа седан.

Метановые баллоны в кузове автомобиля ГАЗ-24 Волга
Метановые баллоны (2шт) один за одним расположены в багажном отделении автомобиля ГАЗ-24 Волга

Баллоны для пропан-бутановой смеси есть цилиндрические и тороидальные. Тороидальные как правило устанавливаются в нишу запасного колеса. Для метановой смеси есть только цилиндрические баллоны.

Также рекомендую ознакомиться с другими статьями этой тематики:

Карбюратор газовый К-126-С

Настройка метанового редуктора Tomasetto Achille AT04

Правда про октан-корректор AD7 и метан газ

Газобалонное обрудование на автомобиль

FreshMail.com