Газобаллонное оборудование. Давление газа

На международных автосалонах автопроизводители показывают все новые электромобили и транспортные средства, работающие на водороде. Все больше на дорогах мира появляется так называемый гибридных авто, которые сжигают (ну, по крайней мере, пока они новые) гораздо меньше бензина на единицу пути, чем их традиционные собратья. Только вот транспортные средства, работающие на электричестве и водороде, уже не одно десятилетие практически не могут преодолеть стадию концептов. А «гибриды» и стоят гораздо больше, чем бензиновые авто, и в эксплуатации существенно сложнее… Пытаются найти выход и в переходе с бензина на вырабатываемый из растительного сырья биоэтанол, но, оказывается, это решение очень спорное в плане экологии. Да и для производства такого топлива требуются посевные площади под культуры, из которых оно вырабатывается, а сельскохозяйственные угодья и так сокращаются. При том, что производство продуктов питания никто не отменял. Так что, получается, в ближайшей перспективе альтернативы бензину и дизельному топливу нет?

Газовая автозаправочная станция в японской Хиросиме

Для начала вспомним историю. Первый работающий двигатель внутреннего сгорания, запатентованный в 1859 году бельгийским изобретателем Этьеном Ленуаром, в качестве топлива использовал газ. Пытались применять для таких целей газ и в XX веке. Причины интереса к этому направлению были экономические (об экологии человек обычно думает в последнюю очередь) – газ дешевле бензина. Но до самого конца прошлого тысячелетия серьезных подвижек на этом поприще не было. Ведь жидкое топливо гораздо удобнее для хранения и транспортировки. Сложности с эксплуатацией при переводе автомобиля на газ также не способствовали популярности этой идеи – выпускной клапан карбюраторного двигателя прогорал быстрее. Да и при установке газобаллонного оборудования на легковушку «съедался» довольно значительный объем багажника.

Классический цилиндрический газовый баллон, занимающий довольно много
места в багажнике легкового автомобиля

Но со временем, в особенности с ужесточением экологического законодательства, интерес к газу стал возрастать. Как в мире, так и в нашей стране. Дело в том, что выхлоп у одного и того же автомобиля просто при переводе его с бензина на газ становится существенно чище – к примеру, современное впрысковое газобаллонное оборудование уже сейчас соответствует нормам токсичности Евро-5. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе работающего на нем двигателя в несколько раз меньше. Но повышение интереса к газу у автомобилистов связано не с этим. Помимо того, что благодаря переходу на «голубое топливо» удается экономить на стоимости самого горючего, как оказалось, современные двигатели, в отличие от карбюраторных предков, чувствуют себя при работе на газе даже лучше, чем на бензине. Ведь в газе практически нет веществ, являющихся каталитическими ядами для нейтрализатора и лямбда-зонда. В газе отсутствуют механические примеси, потому при его сгорании образуется существенно меньше твердых частиц и золы, которые приводят к повышенному износу цилиндров и поршней двигателя, в результате загрязнение цилиндров и контактов свечей зажигания происходит в существенно меньшей степени. Поскольку масляную пленку не смывает жидкое топливо, она дольше держится на металлических поверхностях. Газ не разжижает моторное масло, как бензин, оно существенно дольше не теряет своих свойств, что также благотворно сказывается на работе двигателя. И, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла. Как показала эксплуатация, автомобили на газе в полтора-два раза дольше работают без ремонта. Газ – это топливо с октановым числом 102-105, из-за чего при эксплуатации у двигателя практически нет детонации, он работает мягче, эластичнее, уровень шумов снижается на 2-3 дБ.

Тороидальный баллон, размещаемый в нише запасного колеса

Чтобы автомобиль ездил на газе, на него нужно установить специальное газобаллонное оборудование. А вот переделывать при этом сам двигатель нужды нет. Более того, в российских условиях он должен сохранять возможность работать на бензине. Во-первых, газозаправочных станций у нас не так много, и если газовый баллон опустеет где-нибудь далеко он такой точки, автомобилиста в этой ситуации выручит жидкое топливо. А во-вторых, что важнее, в зимних условиях запустить двигатель, сразу подавая газ, будет проблематично – предварительно требуется прогреть мотор. Для этого и стоит использовать бензин.

В качестве газового автомобильного топлива используется либо метан, либо пропан-бутан. Метан – основной компонент природного газа. В жидкую фазу он переходит при температуре около минус 160 градусов по Цельсию, поэтому его хранят в баллонах в газообразном виде под давлением до 200 атмосфер. Обычный стальной баллон, рассчитанный на такое давление, имеет существенный собственный вес. Правда, в последнее время появились более легкие баллоны различной формы из металлопластика. Пропан-бутан же получают из нефти и ее сконденсированных попутных газов. В принципе, каждый из нас практически ежедневно имеет с ним дело – пропан-бутаном заправляются обычные газовые зажигалки. Чтобы он оставался жидким, его хранят под давлением 16 атмосфер. Благодаря таким свойствам, запас пропан-бутана, который может взять на борт автомобиль, существенно больше, чем в случае с метаном.

Редуктор, отвечающий за подачу газового топлива

Многие автоконцерны уже с конвейеров выпускают транспортные средства, оснащенные газобаллонным оборудованием. Нередко на таких машинах использование бензина не предусмотрено. Если же поездить на газе захочет владелец бензинового авто, он должен установить на него второй, газовый топливный контур. Такая аппаратура, надежная и безопасная, сейчас доступна практически всем. Причем можно обеспечить условия, когда при ее монтаже не будет «съедаться» пространство багажника легковушки. К примеру, использовать тороидальный баллон для газа, который устанавливается в нишу запаски (правда, при этом сама запаска «перекочевывает» в багажник, но ведь при необходимости ее можно временно переложить в салон, или вовсе оставить дома).

Несмотря на очевидные преимущества газового топлива, повального ухода от бензина пока не наблюдается. И причина не только в предубежденном отношении к газу – его почему-то многие считают более опасным, чем бензин. Существенную роль тут играет отсутствие развитой инфраструктуры для эксплуатации таких транспортных средств. К примеру, в Приморье количество газовых заправок не выдерживает никакой критики. А власти в плане изменения этой ситуации пока интереса не проявляют. В Европе, да и в России по ту сторону Уральских гор, положение в этом отношении иное. Результат – в мире сейчас бегает уже более четырех миллионов автомобилей, работающих на газе. И, похоже, этот процесс будет набирать обороты. Ведь ситуация с экологией с каждым годом становится драматичнее. Да и нефти в недрах Земли не прибавляется. А газа в нашей стране больше всех в мире – 40 процентов разведанных запасов. Так что…

Мнение специалиста. Борис Попков, директор компании «EFI-центр»:
- Преимущества газа как автомобильного топлива очевидны. Газ дешевле не только бензина, но и даже дизельного топлива. У двигателя, работающего на газе, чище выхлоп, то есть он более экологичен. Сам мотор при этом чувствует себя гораздо лучше – меньше загрязняется масло, не так страдают цилиндры и контакты свечей. Тем не менее, люди не спешат пересаживаться на такие автомобили. Здесь в первую очередь играют роль причины психологического свойства. Многие боятся газа, считая его взрывоопасным, и совершенно забывая, что бензин в этом отношении ничуть не лучше. С автомобилем, оснащенным газобаллонным оборудованием, проблем не будет, если соблюдать определенные правила безопасности при его эксплуатации – не оставлять авто в закрытом боксе или в яме, заполнять баллон газом не более, чем на 80 процентов, следить за состоянием топливной системы. Кроме того, современное газобаллонное оборудование (мы, например, ставим итальянскую аппаратуру) имеет не одну степень защиты. Быстрому распространению газа, как топлива для транспортных средств, мешает также то, что основная масса автомобилей сейчас выпускается в бензиновой версии. Значит, чтобы они могли работать на газе, на них надо устанавливать второй топливный контур. Это дополнительные траты. Не все готовы выложить определенную сумму, чтобы впоследствии экономить. А у нас в крае играет роль еще и административный фактор, который не так ощутим даже у наших соседей хабаровчан, а в европейской части России его попросту нет – там газ как автомобильное топливо используется уже очень давно, и его распространение в таком качестве гораздо шире, чем по эту сторону Урала. Серьезное ограничение развития рынка в направлении использования газа в качестве автомобильного топлива – отсутствие должной инфраструктуры. Это касается как обслуживания, так и заправки таких машин. Если с бензоколонками в Приморье проблем нет, то газовых заправок не так много. Можно было бы решить вопрос, как это делается, скажем, к западу от Читы, где чуть ли не в каждой деревне на трассе стоят автомобили-газозаправщики со счетчиками и кассовыми аппаратами (за Уралом, в европейской части страны, так вообще уже развитая сеть стационарных заправочных газовых колонок). Некоторые коммерсанты пытались привести в Приморье такие мобильные газозаправки, но столкнулись все с теми же административными проблемами.
Вообще же в мире становится все больше и больше автомобилей, работающих на газе. В европейских странах практически на любой бензоколонке можно заправиться как бензином или дизельным топливом, так и газом. Кстати, дизельные двигатели тоже можно «кормить» газом, только не пропан-бутаном, который используется только для бензиновых моторов, а метаном. Недавно я был на Украине, так у меня сложилось впечатление, что там вообще чуть ли не каждый четвертый автомобиль – газовый. Даже новые «Лады» продаются с уже установленным газобаллонным оборудованием. В Китае также сейчас активно идет расширение этого рынка. Китайцы дружат с калькулятором. Когда, скажем, таксист получает машину, он быстро подсчитывает, что за два месяца отобьет стоимость установки газобаллонной аппаратуры, а дальше будет работать с дополнительной выгодой, и делает такое переоборудование авто, не задумываясь. Сейчас многие автопроизводители выпускают газовые машины уже с конвейера. Причем делают это не только в Европе, но и в Японии. У наших восточных соседей особенно много таких авто у таксистов. Причем использование бензина в них попросту не предусмотрено, а вопрос запуска двигателя на морозе японцы решают с помощью технических средств – нам приходилось устанавливать на такие транспортные средства бензобаки по просьбе купивших их российских владельцев, при этом газовое оборудование не демонтировалось.
Так что, считаю, массовое использование газа в качестве автомобильного топлива – это лишь вопрос времени. Думаю, такие машины займут свою нишу, как это произошло с дизельными авто. Причем так будет не только в мире, но и у нас, в Приморье. Слишком много положительных качеств у газового топлива, чтобы ими можно было пренебрегать.

Мнение специалиста. Дмитрий Компанец, руководитель компании PrimAutoGas:
- Наша компания занялась установкой газового оборудования потому, что мы увидели хорошие перспективы газа как автомобильного топлива. Газ ведь гораздо дешевле бензина: 1 литр газа стоит 15 рублей (средняя экономия составляет 10 – 11 р. на каждом литре), и руководство компании по реализации газа в ПК будет всегда держать разницу между бензином и газом в 10 – 13 рублей. И как только будут преодолены заблуждения автомобилистов касательно газа, нас ожидает газовый бум. Второе преимущество газа в том, что он для двигателя существенно лучше, чем жидкое топливо. Во-первых, в отличие от бензина, газ не попадает в моторное масло, соответственно, не загрязняет его, и как следствие – масло остается чистым и сохраняет свои рабочие свойства гораздо дольше, менять его нужно существенно реже. Например, я на своем «Крауне» после того, как стал ездить на газе, меняю масло через 12 000 км пробега (а не через 8 000 км, как раньше), и отработанное масло по цвету почти не отличается от свежего. Это дополнительная статья экономии при переходе на газ. Еще одно преимущество – у газа октановое число где-то 102-105 (добиться такого у жидкого топлива почти невозможно!). Благодаря этому на газе двигатель работает ровнее, клапаны никогда не стучат. Газовое топливо сгорает в цилиндрах более полно, чем бензин, потому загрязнение цилиндров и контактов свечей зажигания происходит в существенно меньшей степени. Соответственно, экономия на свечах и обслуживании двигателя. Да и его моторесурс увеличивается. Кроме того, наши власти обещают налоговые преференции тем, у кого выхлоп чище, а в этом у газа ощутимое преимущество перед жидким топливом.
Теперь о недостатках. Здесь единственная проблема, которая стоит внимания – запуск холодного двигателя. Решение – двойное питание. То есть запуск двигателя происходит на бензине, а после того, как он прогреется (3-5 минут), переключаем на газ. Все, что водителю нужно при этом сделать – либо заранее выставить автоматический режим переключения вида топлива, либо нажать кнопку на приборной панели. Второй момент, хотя с точки зрения потребителя он является первостепенным – взрывоопасность. Здесь больше мифов, чем реальной угрозы. Мы ставим итальянское оборудование третьего, четвертого поколения, обладающее многоуровневой системой защиты. Если где-то обрывается патрубок, выпуск газа из баллона автоматически прекращается. Если баллон нагревается даже в открытом пламени, специальные датчики подают команду, и давление в нем по специальным патрубкам снижается до безопасного уровня. Так что газ не опаснее бензина. Еще один момент, который нужно учитывать, когда ставишь себе газовое оборудование – заправка. В Приморье всего девять точек, где можно пополнить баллон автомобиля таким топливом, причем две из них во Владивостоке. Однако они расположены так, что практически в любой населенный пункт и обратно можно доехать на газе. Да и бензиновое оборудование мы ведь не снимаем. Еще один момент – мы не ставим газобаллонное оборудование на машины с двигателями, оснащенными системами впрыска типа GDI, D4 и NEO DI. Те системы, которые имеются у нас, для этого не приспособлены, а те, что предназначены для таких двигателей, слишком дороги, мы с ними не работаем. А так на газе может работать любой бензиновый двигатель – карбюраторный или впрысковый, рядный, V-образный, горизонтально-оппозитный, атмосферный или турбовый. Может на газе работать и дизель, правда не на таком, на какой переводим мы (пропан-бутан, в баллоне хранится в жидком виде под давлением 16 атмосфер), а на метане. Но его сейчас в Приморье нет. Предполагается, что его сюда подведут через два года. Думаю, тогда у нас будет газовый бум. Метан еще дешевле, чем пропан-бутан, но для него нужны прочные стальные баллоны – давление, под которым его хранят, составляет 200 атмосфер, таким образом, запас метана на борту транспортного средства меньше, чем пропан – бутана. Фура же может взять достаточно много баллонов, и таким образом обойти этот момент. Думаю, дальнобойщики быстро оценят для себя экономическую выгоду газа как топлива. Да и у остальных автолюбителей за это время произойдет адаптация. Полагаю, не так долго осталось до момента, когда встретить на нашей дороге машину с газобаллонным оборудованием будет так же привычно, как дизельную.