2. Переваги та недоліки газоподібного палива при використанні в двз

Використання газу як палива для ДВЗ почалось в середині XIX століття, з появою перших газових двигунів Ленуара. Ці двигуни були недосконалі, працювали без попереднього стискування. Після появи бензинових двигунів до газоподібного палива звертались лише тоді, коли виникали великі труднощі з рідким паливом.

У даний час, газоподібне паливо — зручний і ефективний енергоносій для всіх галузей нородного господарства. Викорис­тання його для ДВЗ, крім загальних переваг, має свої специфічні:

1.понижується токсичність відпрацьованих газів, що при су­часній концентрації автомобілів суттєво оздоровить повітряний басейн, особливо у великих Містах;

2.збільшується в середньому на 35-40 % моторесурс двигуна і в 2-3 рази термін роботи моторної оливи, оскільки газоповітряна суміш не змиває плівки мастильного матеріалу з дзеркала циліндра і не розріджує оливи в картері двигуна;

3.висока детонаційна стійкість газоподібного палива дозволяє підвищити ступінь стиску двигуна, а відповідно його потужність (до 15 %) і паливну економічність (до 12 %);

4.поліпшується розподіл горючої суміші між циліндрами. Проте ці переваги не завжди повністю реалізуються внаслідок

зменшення наповнення циліндрів, оскільки для роботи на газ переводять карбюраторні двигуни, рідше дизелі, а не використо­вують спеціальні газові двигуни. Крім того, переведення останніх на газоподібне паливо пов’язано з рядом додаткових витрат:

• ціна автомобіля зростає на 21-27 % із-за наявності додат­кової газової апаратури;

• металомісткість газобалонних автомобілів збільшується на 65-160 кг, а при використанні стисненого газу — на 400-950 кг, в залежності від числа і маси балонів високого тиску, що призво­дить до зниження вантажопідйомності на 14-18 %;

Використання газоподібного палива в дизельних і карбюра­торних двигунах має свої специфічні особливості. Так при переведенні дизельних двигунів на газоподібне паливо дещо збільшується потужність, оскільки є можливість використати ба­гату горючу суміш, яка згоряє без димлення, але одночасно погіршується паливна економічність із-за вимушеного змен­шення ступеня стиску (до 8-9). При цьому, на двигуні замість дизельної паливної апаратури установлюють систему запалюван­ня, в отвори для форсунок — свічки, на впускному трубопроводі монтується змішувач з дросельним патрубком; між блоком і го­ловкою циліндрів вставляють прокладку для зменшення ступе­ня стиску.

Можна в циліндр замість повітря подавати газоповітряну суміш відповідного складу, яка запалюється в результаті впор­скування невеликої кількості дизельного палива, що не пере­вищує 10-20 % його витрати на дизельному циклі. Цей метод не потребує великого переобладнання дизеля. Крім того, при бажанні можна швидко перевести двигун (газодизель) знову на дизельне паливо.

При переведенні карбюраторних чотиритактних двигунів на газоподібне паливо також створюють газову модифікацію стан­изько о карбюраторного двигуна, обладнують його газобалон­ною установкою і карбюратором-змішувачем. У такому випад­ку зберігається можливість роботи двигуна і на бензині, і на газі. Причому на бензині двигун розвиває номінальну потуж­ність, а на газовому паливі його потужність зменшується (на 7-11 % при використанні скрапленого газу і на 16-20 % — стисненого) внаслідок зменшення наповнення циліндрів газо­повітряною сумішшю, а також меншою теплотою її згоряння.

Спеціальний газовий двигун, що розвиває номінальну по­тужність тільки на газоподібному паливі, має кращі техніко-економічні показники, яких досягають підвищенням ступеня стиску і встановленням газового змішувача. Такий двигун об­ладнують резервною системою живлення, при використанні якої він розвиває не більше 40-50 % номінальної потужності.

Двотактні двигуни також можна перевести на газоподібне паливо, але для цього необхідно на двигуні, крім газової апара­тури, встановити примусову систему змащування.

Останнім часом багато уваги приділяється використанню двигунів, що одночасно використовують два види палива: газове і рідке, а саме бензогазові двигуни. Вони працюють на бензо-газоповітряній суміші, що займається від електричної іскри. Оскільки газові палива мають високі октанові числа, то така суміш відзначається високими антидетонаційними властивостями, внаслідок чого можна застосовувати низько октан изько октанові бензини. Завдяки цьому, по-перше, розширюється номенклатура рідких палив; по-друге, різко зменшується токсичність від­працьованих газів.

Скрапленого природного газу (рідкого метану) і скрапленого пропан-бутанового газу. Всі газобалонні установки складаються із балонів для зберігання і транспортування газу, газопода-вальної і змішувальної апаратури, контрольних приладів.

Стиснений газ зберігають у товстостінному балоні місткістю 50 дм³ (за водою), до якого під тиском 20 Мпа може бути накачано 10 м³ газу. На автомобілі, залежно від вантажо­підйомності, їх встановлюють до 8, що достатньо для проход­ження машиною 200-250 км.

На газонаповнювальних станціях газ очищають, осушують, стискують до робочого тиску 20 Мпа, а потім наповнюють балони автомобілів. Їх можна наповнювати газами, що вико­ристовують для комунально-побутових потреб, але досвід експлуатації газобалонних автомобілів засвідчує, що задовільні показники за потужністю, економічністю і токсичністю від­працьованих газів можуть бути забезпечені лише при суворій регламентації компонентного складу газу. Тому розроблено стандарт ГОСТ 27577-87 «Газ природний горючий стиснений, паливо для газобалонних автомобілів. Технічні умови», згідно з яким введено дві марки газу — А і Б. Вони різняться вмістом метану А – 95 + 5, Б – 90 + 5 % і азоту А – 0-4, Б – 4-7 %. Інші компоненти складають не більше: етан — 4 %, пропан — 1,5 %, бутан — 1,0 %, пентан — 0,3 %, диоксид вуглецю — 1,0 %, кисень — 1,0 %. Теплота згоряння відповідно 33896 і 33657 кДж/м³.