5 Альтернативні газові палива

На сьогодні цей вид палива не є екзотичним. Більш того, термодинамічний цикл роботи двигуна внутрішнього згоряння запаленням стиснутої суміші від зовнішнього джерела енергії, винайдений автором конструкції двигуна внутрішнього згоряння Ніколасом Августом Отто в 1874р., був розрахований саме для газоподібного палива.

Сьогодні газове моторне паливо дістало широке застосування. Достатньо прикладів використання газу як палива не тільки у вантажних, а й легкових автомобілях – BMW, Audi, ВАЗ тощо. Використання зріджених нафтових газів (пропану, бутану і їх сумішей) і природного газу в двигунах внутрішнього згоряння, не вимагає глибокої хімічної переробки сировини, а лише пов’язане з фізичними методами їх підготовки до застосування.

Автомобільний транспорт, переустаткований для роботи зі зрідженими і стиснутими вуглеводневими газами, розв’язує багато проблем охорони навколишнього середовища і надає значну економію при експлуатації автотранспорту.

Газові палива мають такі переваги, як високі октанові числа, менший, ніж для бензину і дизельного палива, викид з відпрацьованими газами шкідливих речовин, вищий моторесурс двигуна й ін.. Для їх застосування легко можуть бути пристосовані звичайні бензинові і дизельні двигуни.

Разом із тим, у звичайних умовах ці палива перебувають в газоподібному стані, тобто для заправлення транспортних засобів потрібно їх стискання чи скраплення.

5.1 Природний газ (метан)

Природній газ є одним із найбільш доступних видів альтернативного палива. Перший досвід використання стиснутого природного газу на території колишнього Радянського Союзу був до початку 1950-х років, коли на нього були переведені кілька тисяч автомобілів. Роботи з переведення автотранспорту на стиснутий природний газ активізувалися на початку 1980-х років. Після паливної кризи 1970-х років, що сколихнула увесь світ, природний газ визнали найбільш перспективною альтернативою паливам нафтового походження.

5.1.1 Основні експлуатаційні характеристики

Природний газ більшості родовищ містить до 98% метану. Теплота згоряння метану вище, ніж бензину, і становить 49,9 МДж/кг, октанове число метану 110 за моторним методом. Для природного газу характерний низький рівень токсичності продуктів згоряння, відсутність нагару і змивання оливи в циліндрах двигунів, вузькі межі утворення вибухонебезпечних сумішей з повітрям.

На природній газ можуть бути переведені стандартні карбюраторні двигуни через установку нескладної паливної апаратури, що включає пристрої для редукування тиску паливного газу і регулювання його витрати відповідно до режиму роботи. Для дизельних, двигунів, крім оснащення їх газовою апаратурою, необхідна установка системи іскрового запалювання. Може бути використаний також газорідинний процес, у якому запалювання газоповітряної суміші, що подається в циліндри двигуна здійснюється за рахунок упорскування запальної порції дизельного палива. При використанні газу в карбюраторних двигунах 1м³ його заміняє, у середньому для вантажних автомобілів 1 л, а для легкових автомобілів - 1,2 л бензину

Зберігають стиснутий природний газ на борту автомобіля, як правило, у спеціальних сталевих балонах під тиском 20 МПа (для транспортних засобів з невеликим добовим пробігом і стабільними короткими маршрутами тиск може бути нижчим). Для забезпечення автомобілів стиснутим природним газом необхідні спеціальні компресорні станції.

Крім стаціонарних станцій, можуть застосовуватись також малогабаритні гаражні станції і пересувні автогазозаправники.

Численні випробування автомобілів, що працюють на стиснутому природному газі підтвердили достатньо високий рівень безпеки цієї техніки. Навіть у серйозних ДТП, коли автомобіль зазнавав значних пошкоджень, газова апаратура зберігала герметичність і повну працездатність. Тобто газобалонний автомобіль у аварійних ситуаціях менше вибухо- і пожежонебезпечний, ніж автомобіль із системою живлення на рідких нафтових паливах.

Природній газ порівняно з традиційними видами моторного палива є більш екологічний. Природний газ – це практично моно речовина, він на 90 % складається з метану. І основний компонент відпрацьованих газів - теж метан, що не згорів і не змінив свого органічного складу.

Незгорілі вуглеводні з бензинового або дизельного палива, що вступають в реакцію з оксидами нітрогену при впливі сонячних променів, є причиною парникового ефекту. Метан у цьому випадку менш активний. А інші складові відпрацьованих газів газобалонного автомобіля – етан, бутан, пропан – ще менш активні. До складу ж дизельного палива входять більше ніж 40 речовин, внесених у списки найнебезпечніших. Крім цього, газ зберігається в закритих ємкостях і виходу в атмосферу немає (зрозуміло за справної апаратури). Виняток – заправлення, але і тут ці викиди на порядок нижчі, ніж при заправлені рідким паливом.

Провідні автомобілебудівні компанії світу – «Крайслер»(Chrysler), «Форд» (Ford), Хонда (Honda) - створюють на базі газових двигунів транспортні засоби з наднизькими викидами.