Сравнение двух видов гбо: пропан-бутан и метан, отличия и особенности установки

Метан

Метан также называют сжатым природным газом СПГ так как он имеет природное происхождение. Этот газ не имеет запаха и цвета и является простейшим углеводородом. Из-за особых химических характеристик хранение данного газа в жидком состоянии невозможно. Этот тип альтернативного топлива для двигателей внутреннего сгорания используется реже нежели СНГ (пропан) по ряду причин, о которых вы скоро узнаете. Простые баллоны для метановой установки не подходят по той причине, что метан содержится в специальных резервуарах под высоким давлением порядка 220 атмосфер. Стенки такого баллона довольно толстые, от 0.6 см и толще. Для увеличения прочности используется бесшовная конструкция баллона. Вес такого баллона превышает 60 кг, а объем газа, который в них хранится, варьируется в диапазоне от 11 до 15 кубометров. Кроме того, баллоны для метана используются исключительно цилиндрические, тороидальные не подходят ни в коем случае. Отличается также и КПД топлива, на метане мотор сжигает на 10-20% больше нежели на бензине. То есть, в переводе на цифры получается, что 1 кубометр метана равен 1 литру бензина. Из-за чего на метановом ГБО принято использовать сразу несколько довольно громоздких баллонов. Снижение мощности при этом составляет порядка 20%, это объясняется тем, что метан имеет меньшую теплоотдачу, а при поступлении в двигатель занимает большой объем в цилиндрах. Отличия касаются также и степени сжатия, у СНГ приемлемым является соотношение 11:1, в то время как для СПГ этот показатель составляет — 13:1. При этом необходимо понимать, что существенное увеличение степени сжатия сделает невозможным использование бензина в качестве топлива.

Подача газового топлива осуществляется посредством мембранных редукторов, для пропана используются одноступенчатые редукторы, для метана — двух. Цена газовых редукторов примерно одинаковая, чего не скажешь о баллонах. Как я писал выше, для метана используется более прочный бесшовный баллон, цена которого может варьироваться в диапазоне от $400 до $800.

Коррекция зажигания. Для улучшения эффективности работы мотора при использовании ГБО применяют корректировку зажигания. Из-за более высокого октанового числа газовое топливо горит медленнее, а значит зажигать ее следует раньше. На ГБО 4 поколения используется специальное устройство под названием вариатор УОЗ, о котором я уже рассказывал в предыдущих своих статьях. Также может производиться перепрограммирование микроконтроллера. В карбюраторных ДВС производится ручная корректировка трамблера, он смещается на определенный угол.

Отличается также и установка пропан-бутанового ГБО и ГБО работающего на метане. В большей мере речь идет о безопасности. Так для метановых установок выносное заправочное устройство (ВЗУ) должно устанавливаться за пределами багажного отделения, то есть на внешней стороне кузова (как правило бампер). В то время как для пропана место ВЗУ может располагаться где угодно, в бампере, в лючке бензобака, в багажнике и т. д.

Большое внимание уделяется метановым газовым магистралям, которые должны проходить в специальных вентиляционных рукавах. Сам рукав должен оснащаться эжектором с выходом в забортное пространство

Магистрали должны быть оснащены деформационными навивками, которые позволяют предупредить разрыв, протирание от вибрации или деформацию в случае аварии.

Метановые баллоны крепятся максимально тщательно и надежно, в местах вероятных трений устанавливаются специальные мягкие прокладки.

Что касается пропан-бутана, здесь обязательно наличие мультиклапана, который выполняет сразу несколько функций: контролирует заполнение баллона, стравливает избыточное давление, а также выступает в качестве запорной арматуры. Баллоны должны регулярно проходить процедуру освидетельствования и располагаться вне краш-зоны. То есть в местах с наименьшей вероятностью повреждения в случае ДТП, как правило, это область заднего ряда сидений, багажник или место где располагается запаска.

На сегодня все

Как видите отличий между двумя типами газа довольно много и заключаются они даже не в химическом или молекулярном составе… Важно знать и понимать на каком именно газе ездит ваш автомобиль для того, чтобы знать на какой заправке вам заправляться, а также как именно и с какой частотой вам обслуживать ваш автомобиль

Свои вопросы и пожелания вы можете оставить, используя форму для комментариев. Буду рад если вы дополните меня, в случае если я упустил какой-то важный момент

Всем пока, спасибо за внимание и до новых встреч на ГБОшнике

Применение баллонов

Есть два основных типоразмера баллонов: цилиндрический и тороидальный. Выбирать можно тот, который больше соответствует конструкционным особенностям автомобиля.

Цилиндрический

Внешне схож с домашним газовым баллоном. Разница только в длине и диаметре. Может быть от 20 до 90 литров. Установка их обычно проводится за задними пассажирскими креслами, между арками с помощью фиксирующих лент. Иногда крепление допускается под днищем авто.

Внешний вид баллона в багажнике

Тороидальные

Емкость немного напоминает большую таблетку. Размер ее, как правило, сопоставим с запасным колесом. Крепление проводится также вместо запасного колеса. Из ниши колесо можно убрать совсем, а вместо него в багажнике возить небольшую «докатку».

Виды топлива

Если не брать в расчет спирт и электричество, двигатели автомобилей традиционно используют два вида топлива:

• Бензин
• Дизель.

Каждый по-своему хорош и обеспечивает транспортным средствам заложенные конструкторами характеристики. Перевод автомобилей на газ в большей степени вызван экономическими причинами. Хотя автопроизводители уже не стесняются использовать фирменные газовые установки, позволяющие придавать силовым агрегатам новые качества.

Для ясности отметим, что из газов пока широкое применение получили тоже два вида:

• Метан.
• Пропан-бутан.

Автомобильный пропан-бутан хранится в жидком состоянии. Метан, напротив, исключительно в газообразном. Причем для дизельных и бензиновых моторов применимы разные варианты, но чаще используются определенные, что обусловлено отличиями самих газов и размерами ТС. Например, легковое авто на газ метан переоборудуют реже, чего не скажешь о джипах, грузовиках и так далее. Не делают этого и на современных автомобилях, поскольку последние поколения ГБО рассчитаны исключительно на пропан.

В чем отличия

Прежде чем приступить к установке ГБО, необходимо разобраться, что лучше для конкретного двигателя: метан или пропан-бутан. Ведь каждый газ имеет свои характеристики, которые в различной степени влияют на работу ТС, компоненты двигателя, безопасность и экологию. Общее, что роднит названные газы, – это отсутствие цвета и запаха, но используются метан и пропан по-разному и придают моторам отличающиеся характеристики.

В разное время года на АЗГС в составе смеси меняется соотношение: зимой больше пропана, а летом – бутана.

Технические характеристики

Основное отличие метана от пропана заключается в том, что это газ природного происхождения. Пропан получается при крекинге нефтепродуктов. Видимо, по этой причине структурная формула метана не позволяет использовать его в жидком состоянии.

Октановое число пропана и метана выше, чем у бензина. Это примерно 100 и 110 соответственно. У метана оно чуть выше, поэтому двигатель на нем экономичнее. Его использование дает в полтора раза больший экономический эффект. Стоимость ниже в сравнении с бензином, чем стоимость пропана (примерно в 1,5 раза). Расход на метане ниже процентов на тридцать.

Ввиду того, что давление метана в баллоне авто очень велико (в районе 270 атмосфер), баллон должен иметь определенную форму и толщину стенок. Такие большие размеры и масса делают использование метана на легковых автомобилях сомнительным предприятием.

Пропан можно содержать в емкости любой формы, которую часто адаптируют под технологические вырезы в корпусе авто.

Запас хода на метане всегда будет меньше. На одном и том же авто на метане и пропане разница в пробеге на одной заправке будет существенной. Дело в том, что большой запас метана требует объемных и тяжелых баллонов, размещать которые чаще негде. Да и конструкцию ТС утяжелять лишний раз никому не хочется.

Если рассмотреть все минусы и плюсы авто на метане, то складывается впечатление, что он лучше. Может быть, так оно и есть, но стоит учесть, что бензиновый двигатель после перехода на метан теряет больше тяги. Правда, работает при этом тише и более плавно, чем на пропане. Но и стоит ГБО под метан раза в два больше.

А при переоснащении дизелей этот газ просто идеален. Чем отличается метан от пропана на авто с дизельной силовой установкой? В первом случае придется полностью переделать систему подачи топлива и установить систему зажигания. Пользоваться соляркой уже будет нельзя. Но достигается максимально возможная экономичность.

Экологичность

Разница между пропаном и метаном имеется и в вопросе влияния на окружающую среду. Метан менее вреден. Это чисто природный продукт, который сгорает полностью. При этом он совсем не выделяет в атмосферу смолы, чего не скажешь о пропане, добытом из нефти.

Безопасность

Машина на метане менее опасна для водителя и пассажиров. Взрывоопасная концентрация у этого газа вдвое ниже, чем у пропана. Кроме того, последний токсичнее. Более летучий метан при утечке быстрее уходит из салона, оказывая меньше вреда. И на детали мотора он меньше влияет в худшую сторону.

Почему выгодно заправлять авто газом

При всех достоинствах и недостатках, у разновидностей газового горючего есть общие «бонусы», привлекательные для автовладельцев:

• автогаз имеет более низкую стоимость относительно бензина;
• высокая экологическая составляющая, газ оказывает меньшее негативное воздействие на человека, токсичность газовых выхлопов незначительна;
• установка ГБО увеличивает запас гсм в автомобиле, если залить полный бак бензина и наполнить газовый баллон;
• использование газа в комплексе с бензиновым горючим замедляет износ деталей машины (эффективнее, если двигатель приспособлен к газу с завода).

Эти качества позволяют автовладельцам использовать газ вместо бензина, сеть агзс год от года расширяется.

Мнение о том, что газобаллонное оборудование способно выводить из строя верхнюю часть блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, справедливо, когда ГБО на автомобиль установлено кустарным способом.

Газовая система будет иметь статус отличной надёжности, полную безопасность, высокий кпд, если устанавливать её у профессионалов, заправлять автомобиль качественным газом, не игнорировать регулярное прохождение технического осмотра. Правильно выполненный монтаж газового баллона поможет избежать повреждения оборудования в ДТП.

Читайте далее:

Метановое ГБО: когда прощаешь все минусы

Какое отличие метана от пропана?

Какое давление в газовом баллоне?

Газовое оборудование на дизель: насколько реально?

Пропан или метан: что лучше для двигателя?

Тетраэтилсвинец (ТЭС)

Использовать ТЭС в качестве антидетонатора начали еще в 1921 г, и по сегодняшний день он является одним из наиболее дешевых и эффективных средств, но запрещенных почти во всех странах.

Тетраэтилсвинец не применяют в чистом виде, поскольку образующийся металлический свинец осаждается на стенках цилиндров двигателя, что приводит к его отказу. По этой причине в смеси с ТЭС вводят, так называемые, выносители, которые образуют с металлическим свинцом летучие соединения. Выносители обычно представляют собой хлор — или бромсодержащие соединения. Смесь ТЭС и выносителя называют этиловой жидкостью, а бензин, содержащий добавки этиловой жидкости, — этилированным. Этилированным можно считать бензин, содержащий свинца от 0,013 г. на куб дм. и более.

Этиловая жидкость очень эффективна в повышении антидетонационных свойств топлив. Добавка долей процента этиловой жидкости в бензин позволяет увеличить его октановое число на 5—10 пунктов. Самая эффективная концентрация ТЭС составляет 0,5—0,8 г на 1 кг бензина. Более высокие концентрации ведут к повышению токсичности топлива, тогда как детонационная стойкость возрастает незначительно. С ростом содержания ТЭС также может снижаться надёжность работы двигателя из-за накопления свинца в камере сгорания. Если в топливе содержится сера, то эффективность тетраэтилсвинца резко снижается, поскольку образующийся сернистый свинец препятствует разложению перекисей. При хранении этилированных бензинов их детонационная стойкость уменьшается в результате разложения ТЭС. Этот процесс ускоряется при наличии в топливе воды, осадков, смол, хранении при повышенной температуре и др.

Если тетраэтилсвинец считается самой эффективной присадкой, так почему же он запрещен? Ответ прост: ТЭС очень ядовит и является канцерогенным веществом. Он может проникать в кровь человека через поры кожи и постепенно накапливаться в ней. Также возможно попадание в организм через дыхательные пути, что может вызвать тяжёлые заболевания, острые отравления и даже смерть.

В Евросоюзе этилированный бензин был запрещён с 1 января 2000 года, хотя большинство стран-членов ввело подобный запрет значительно раньше. В Великобритании продолжают производить небольшие количества этилированного бензина, облагаемого повышенным налогом. Китай отказался от использования ТЭС в 2000 году, но некоторое количество бензина производится на экспорт. В России этилированный бензин был запрещён с 15 ноября 2002 года.

Разумеется, октаноповышающих присадок на рынке великое множество, но не каждая дает желаемый результат, если и вовсе не причиняет вреда автомобилю и окружающей среде. Мы уверены, наш ТОП поможет производителям выбрать присадку для получения качественного бензина и уберечь автомобили потребителей от возможных негативных последствий.

Малое Инновационное Предприятие Губкинского Университета»Химия Топливно-Энергетического Комплекса»

Процесс производства современного бензина далеко не так прост, как иногда кажется. Если просто перегнать нефть, то полученная бензиновая фракция будет обладать крайне низким октановым числом (на уровне 55 – 60 ед. по моторному методу). Этот бензин называется прямогонным и не может быть использован напрямую в автомобильном двигателе как ввиду низкого октанового числа, так и из-за высокого содержания серы, строго нормируемого современными экологическими стандартами.

Такой бензин имеет два пути: его могут отправить на нефтехимические предприятия, где из него после целого ряда превращений будут изготовлены различные полимеры, растворители и химические волокна. Или же бензин может подвергнутся дальнейшим превращениям на специальных установках НПЗ, в результате чего его качество значительно улучшиться. Об этих установках расскажем более подробно:

Риформинг

Сырьем для каталитического риформинга является прямогонная бензиновая фракция, выкипающая в пределах от 80 до 180°С, очищенная от серы. Часто установка гидроочистки комбинируется с установкой риформинга в одну. Переходя через последовательные реакторы, заполненные катализатором с содержанием платины под воздействием высокой температуры 490-530°С и давления до 3 Мпа, образуются высокооктановые ароматические углеводороды – ценный компонент бензина. Также в процессе образуется значительное количество водорода, который используется на НПЗ для очистки от серы не только бензиновых, но и дизельных фракций.

Процесс риформинга долгое время являлся основным процессом для получения высокооктановых бензинов. Но современными экологическими стандартами содержание ароматики в бензине ограничено 35%, поэтому производители топлива вынуждены использовать и другие способы повышения октанового числа.

Изомеризация

Другим распространенным процессом производства высокооктановых фракций является изомеризация алканов. Нормальные неразветвленные алканы обладают намного меньшей детонационной стойкостью, чем алканы с изостроением. Так, например, октановое число н-пентана составляет 61,8 ед. по моторному методу, а его изомер – изопентан имеет октановое число уже 93 ед.! В наиболее часто применяющейся изомеризации с рециклом на специальных катализаторах при давлении 2-3 Мпа и температуре до 400 градусов легкие алканы превращаются в свои изомеры, применяемые для производства бензинов АИ-92 и АИ-95.

Алкилирование

Самым современным процессом для получения высокоокачественных компонентов бензина является алкилирование. Процесс алкилирования направлен на получение высокооктановых компонентов автомобильного бензина из непредельных углеводородных газов. Не смотря на сложность процесса и применение серной или фтористоводородной кислоты в процессе производства, качество получаемого продукта оправдывает все трудности.

Каталитический крекинг

Все перечисленные выше процессы направлены в первую очередь направлены на улучшение имеющегося сырья. Каталитический крекинг в отличие от них позволяет значительно увеличить объем выпускаемого бензина. В процессе каталитического крекинга вырабатывается высокооктановый бензин с октановым числом по исследовательскому методу 88-91 единиц. Основной недостаток бензина каталитического крекинга — высокое содержание непредельных углеводородов (до 30%) и серы (0,1-0,5%), что плохо влияет на стабильность топлива при хранении. Бензин быстро желтеет из-за полимеризации и окисления олефинов и потому не может применяться без смешения с другими бензиновыми фракциями.

Компаундирование

И вот наконец, когда все нужные компоненты получены, продукты, полученные риформингом, изомеризацией, алкилированием и каталитическим крекингом смешиваются на блоке компаундирования. При этом зачастую полученный товарный бензин имеет октановое число на уровне 89-90 ед. и чтобы получить требуемое значение 92 или 95 используют МТБЭ. После запрета в экологическом классе 5 монометиланилина, метил-трет-бутиловый эфир остается на сегодня единственным проверенным и разрешенным способом поднятия октанового числа.

Второе питание

Переключение производится нажатием одной кнопки — после модернизации автомобиля на рабочей панели появится соответствующее оборудование: переключатель и показатель датчика расхода альтернативного горючего. У контроллера современного ГБО для инжекторных двигателей есть функция довпрыска бензина на высоких оборотах и перевода автоматическим способом подачи при недостаточном заполнении баллона.

Метановое оборудование всегда негативно выделялось повышенной стоимостью — это связано с необходимостью использовать высокотехнологичные средства контроля и управления и более толстостенные резервуары хранения. Тем не менее, спрос на метан и соответствующая инфраструктура (заправочные станции, специализированные автосервисы, магазины запчастей и расходников) неуклонно растет с каждым годом. Через 40 тысяч километров (усредненные данные) происходит компенсация затрат на комплектующие ГБО, все дальнейшие километры несут вожделенную и ощутимую экономию средств на горючем.

Виды и характеристики газообразных топлив

Газобаллонные автомобили наиболее широко используют в качестве топлива сжатые природные газы, а также сжиженные нефтяные и природные газы, Кроме того, в качестве газового топлива для газобаллонных автомобилей могут использоваться канализационные газы.

Сжиженные газы

Сжиженные газы получаются при добыче и переработке нефти и превращаются в жидкость в интервале температур от –20 до +20 °С при давлениях 1,0…2,0 МПа. Обычно используют пропанобутановые смеси с содержанием пропана 70…95% (для зимнего периода большее содержание).

Октановое число нефтяного газа зависит от состава смеси и составляет приблизительно 100…105 единиц.

Газ тяжелее воздуха в 1,5…2 раза, а температуры воспламенения газа и бензина близки. В состав сжиженных или жидких газов, применяемых для автомобильных двигателей, входят бутан и пропан с добавлением бутилена, пропилена, этана и этилена.

Величина давления сжиженного газа имеет важное практическое значение. С одной стороны, давление в баллоне желательно иметь более низким, так как при этом можно применять более тонкостенные, а, следовательно, и более легкие баллоны

С другой стороны, давление сжиженного газа в баллоне при любой температуре должно быть достаточным для обеспечения подачи топлива к двигателю и работы газовой аппаратуры.

Пропан (а также пропилен) обеспечивает удовлетворительную величину давления в баллоне при любых климатических условиях.

Бутан в чистом виде пригоден лишь для районов с жарким климатом, так как при температуре воздуха ниже 0 °С он уже не обеспечивает избыточного давления в баллоне.

Этан применяется в сжиженных газах в виде незначительных примесей для повышения давления.

Основными производителями сжиженных газов являются:

• газолиновые заводы, вырабатывающие бензин из нефтяных газов, выход сжиженного газа составляет до 50 % от производства бензина;
• крекинговые заводы, на которых сжиженные газы получают в качестве побочного продукта в количестве до 3 % по весу от исходного сырья;
• заводы, вырабатывающие бензин из каменного угля, выход сжиженного газа доходит до 10…12 % от веса основной продукции.

Преимущества и недостатки по сравнению с жидким топливом

Помимо чисто экономических различий этих видов топлива, существуют и отличия технического плана, которые тоже следует осветить. Начнем с того, что октановое число смеси пропана и бутана, наиболее часто используемой в автомобилях, равно 100-105. Для автомобиля, с одной стороны, это хорошо – детонация практически исключена, с другой – могут прогорать клапана, хотя в современных машинах эта проблема практически отсутствует.

Если не следить за состоянием газового оборудования и особенно баллонов, оно становится пожароопасным. Бензин, кроме своей основной функции топлива, в процессе использования смазывает и охлаждает элементы мотора, газ этими свойствами не обладает. На дальних перегонах при использовании некоторых типов моторов этот фактор ведет к нарушению регулировки клапанов.

Что же касается преимуществ, то первое и основное из них – экономия. Некоторые автомобилисты утверждают, что ГБО теперь невыгодно. Это не соответствует действительности: при достаточно интенсивной эксплуатации машины все расходы с лихвой окупаются. Есть и еще целый ряд несомненных достоинств, в частности, экологическая чистота вашей машины.

Что лучше – газ или бензин на авто, решать, несомненно, вам, мы же напомним еще об одном достоинстве. Система питания жидким топливом, в том числе и топливный бак, на машине сохраняются полностью. Стандартный запас хода по топливу у автомобилей колеблется в районе 500 километров. С газобаллонным оборудованием он очень и очень серьезно увеличится. При частых поездках по районам со слаборазвитой инфраструктурой это может быть весьма существенным фактором.

Перегорание клапанов 

Высокое октановое число газа – 105 (у товарного бензина — 75-90) предотвращает возникновение детонации, но возникает вероятность быстрого перегорания выпускных клапанов за счет того, что газово-воздушная смесь горит медленнее бензиновой. Это становится актуальной проблемой для владельцев автомобилей Хонда при использовании автомобиля для дальних поездок (более 1000 км).При частых запусках двигателя клапаны не перегорают, поскольку первый старт авто начинается с бензинового впрыска. При этом остатки микрокапель бензина остаются на тарелке клапана и седле, что отводит лишнее тепло с детали. При стабильной работе на газу теплопередача отсутствует, металл клапана подвергается постоянной эрозии, происходит потеря герметичности и исчезновение клапанных зазоров.

На сегодняшний день эта проблема актуальна лишь для моторов Хонда, некоторых марок Субару и Тойота, которые штатно предназначены только для использования бензина и позже переоборудованы на использование газа. Для внутреннего рынка Хонда выпускает отдельный ряд двигателей для работы на газу. В этих моторах предусмотрена иная геометрия впускного клапана.

Предотвратить ситуацию помогает установка «лубрикатора», который производит в коллектор систематический впрыск специального легкого масла. Дополнительная установка «лубрикатора» и покупка масла снижает экономию от использования газа на 15-20%.

Недостаточное количество газовых заправок

Этот недостаток может оттолкнуть автомобилистов от переоборудования своей машины, если в регионе трудно найти метановые заправки. Согласно требованиям законодательства о безопасности, газовые заправки должны быть расположены вне населенных пунктов на значительном расстоянии. Но поскольку цена газового топлива в разы меньше, чем у бензина, перед принятием решения стоит подсчитать, как быстро окупится установка ГБО и начнется реальная экономия.

Запах в салоне

На самом деле, неприятный запах в салоне можно считать очередным мифом об использовании газобаллонного оборудования. При своевременном сливе конденсата с редуктора никакого запаха в автомобиле не будет.Причина появления неприятного запаха в салоне, независимо от того, какой вид топлива используется, только одна — нарушение герметичности в системе подачи топлива. При этом метан, в отличие от бензина, по своим физическим свойствам не может скапливаться в салоне или подкапотном пространстве.

Потеря мощности

Абсолютным фактом является и то, что автомобиль, работающий на газу, теряет до 10% мощности двигателя. Мотор, перерабатывая газовую смесь, дает меньше крутящего момента, но при городской эксплуатации водитель этого практически не замечает.Если на СТО провести качественную регулировку подачи топлива через ЭБУ, то потери мощности снижаются до 3-5%. Такая же потеря наблюдается на маломощных авто и при включении, например, кондиционера.