Свойства сжатых газов

Основным компонентом сжатых газообразных топлив является метан. Метан добывают не только на газовых месторождениях, но и получают в виде попутного газа на многих нефтяных месторождениях. Кроме метана сжатые газообразные топлива могут содержать другие углеводороды (этан, пропан, бутаны), а также водород, оксид и диоксид углерода, азот, кислород, сероводород, пары воды и др. В сжатых газах ограничивают содержание коррозионно-агрессивных веществ для исключения их влияния на элементы, находящиеся под высоким давлением. Метан имеет высокую детонационную стойкость: ОЧМ=105. Температура воспламенения метана в камере сгорания двигателя составляет 635-645 ⁰С (в 3 раза выше температуры воспламенения бензина), что затрудняет запуск двигателя, особенно при пониженных температурах окружающего воздуха. Газ способен образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Пределы воспламенения газа (по метану) в смеси с воздухом при температуре 20 ⁰С и нормальном давлении составляют 5-15 % (по объему). Предельно допустимая концентрация углеводородов газа в воздухе рабочей зоны должна быть не более 300 мг/м³ в пересчете на углерод, а сероводорода — не более 10 мг/м³. При использовании сжатых газов особое внимание следует уделять содержанию влаги, так как она вызывает серьезные неполадки в работе системы питания.

В качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания используют компримированный природный газ (КПГ) по ГОСТ 27577—2000. Этот газ получают из горючего природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам или городским газовым сетям. На газонаполнительной компрессорной станции проводят компримирование и удаление примесей по технологии, не предусматривающей изменения компонентного состава. В систему питания автомобильных двигателей, работающих на сжатом природном газе, входят стальные баллоны вместимостью 50 л, рассчитанные на рабочее давление 19,6 МПа. Температура газа, заправляемая в баллон, не должна превышать температуру окружающего воздуха более чем на 15 °С. Применение сжатых газов, особенно природных, наиболее выгодно в районах их добычи, переработки, вблизи газовых магистралей, а также в газифицированных городах. Перевод этих газов в жидкое состояние в условиях эксплуатации автомобилей требует очень высоких давлений и низких температур. На автомобилях наиболее часто устанавливают от пяти до восьми баллонов со сжатым газом. Масса батареи из восьми баллонов более 500 кг, поэтому грузоподъемность автомобиля уменьшается. Для облегчения конструкции в настоящее время предлагаются новые материалы, в частности, алюминиево-композитные баллоны Пробег автомобиля на сжатом газе примерно в два раза меньше по сравнению с пробегом автомобилей, работающих на бензине или на сжиженном газе. Это препятствует широкому использованию сжатого газа при эксплуатации газобаллонных автомобилей. Природный газ перспективно использовать в жидком состоянии при температурах ниже критической (до -160 ⁰С). Природный газ — это самое дешевое топливо. С учетом достоинств и недостатков автомобилей, работающих на сжатом природном газе, определена область их рационального использования – перевозки в крупных городах и прилегающих к ним районах.