1.4.4. Сжатые газы

Сжатые природные газы по сравнению с сжиженными не­фтяными газами имеют следующие преимущества:

• более безопасны, так как легче воздуха и при утечках уле­тучиваются;

• дешевле;

• больше природных запасов;

• отработанные газы экологически чище.

Сжатые газы при нормальной температуре сохраняют газообразное состояние даже при высоком давлении. В жидкое состояние они переходят при температуре ниже —82 °С и давлении 1,5 МПа. Основной компонент — метан, присутствуют и другие

Углеводороды, а также углекислый газ, кислород, азот, вода, механические примеси.

Природные месторождения газа содержат метана 82—98 %, этана до 6 %, пропана до 1,5 %, бутана — до 1 %.

В попутных газах нефтяных месторождений содержится: ме­тана 40—82 %, этана и пропана 4—20 %.

Природный газ производится двух марок: А и Б, которые от­личаются содержанием метана и азота.

По энергетическим параметрам 1 м³ природного газа прирав­нивается к 1 л бензина.

Главным недостатком газобаллонной аппаратуры для сжатых газов является ее масса. Баллон из легированной стали емкостью 50 л с газом под давлением 200 МПа весит 62,5 кг, а баллон из углеродистой стали — 93 кг. Полная заправка 8 баллонов, масса которых составляет 14 % грузоподъемности автомобиля, обеспе­чивает 200-280 км пробега.

При замене бензина на сжатый природный газ мощность двигателя падает на 18—20 %, скорость — на 5—6 %, время раз­гона увеличивается на 24—30 %.

Способ повышения эффективности применения сжатого природного газа состоит в увеличении степени сжатия до 10, повышении коэффициента наполнения цилиндров двигателя путем увеличения диаметра впускного трубопровода, устране­нии подогрева газа на впуске, изменении фаз газораспределе­ния. Все это требует конструкционных переделок двигателя, но запасы природного газа столь значительны по сравнению с нефтью, что делают перспективным его использование. Уменьшить массу баллонов можно путем сжижения газа при низких температурах (—160 °С) и хранении его в изотермиче­ских баллонах.

По энергоемкости такой газ может сравниться с жидким не­фтяным топливом.

При создании надежных и дешевых криогенных топливных баков и сети заправочных станций возможно увеличение парка автомобилей, работающих на сжиженном природном газе.

1.4.5. Автомобили, работающие на сжатом природном газе

В нашей стране для работы на сжатом газе предназначены сле­дующие автомобили: грузовые ЗИЛ-138А, ГАЗ-52-27 ГАЗ-52-28 ГАЗ-53-27, КамАЗ-53208, КамАЗ-55118; автобус ЛАЗ-695НГ и легковой ГАЗ-24-27.

Характеристики автомобилей, работающих на сжатом природ­ном газе, приведены в табл. 1.12.

Установка газовой аппаратуры повышает затраты на изготовле­ние автомобилей на 20...26 %, также газ предъявляет очень высо­кие требования к обеспечению пожаро- и взрывобезопасности.

Использование автомобильного транспорта на газообразном топ­ливе требует создания в стране разветвленной сети газозаправочных станций, поэтому было намечено построить непосредственно в автохозяйствах несколько сотен малогабаритных контейнерных станций производительностью 75 заправок в сутки.

Интерес к использованию природного газа на транспорте за рубежом резко возрос в период мирового энергетического кризиса. Программы замены традиционного моторного топлива природным и нефтяным газами реализуются в США, Италии, Франции, Ав­стралии, Бразилии, Аргентине и других странах.

В последние годы в ряде стран возобновился интерес к газоге­нераторным автомобилям, двигатель которых работает на продук­тах газификации твердого топлива, получаемых в специальном устройстве — газогенераторе.

Таблица 1.12. Характеристики основных моделей автомобилей, работающих на сжатом природном газе

Показатель	ЗИЛ-138А	ГАЗ-52-27	ГАЗ-52-28	ГАЗ-53-27	КамАЗ-53208	КамАЗ-55118	ЛАЗ-695НГ	ГАЗ-24-27
Тип автомобиля	Грузовой	Бортовой	Грузовой фургон	Грузовой	Бортовой	Самосвал	Автобус	Легковой
Грузоподъёмность, кг	5150	2000	1500	3800	7500	10000	-	-
Число газовых баллонов	8	4	7	7	10	8	8	3
Емкость заправки газом, м3	80	40	70	70	100	80	80	18
Степень сжатия двигателя	6,5	7,0	7,0	6,7	17,0	17,0	8,0	8,2
Максимальная мощность двигателя, кВт	88,5	46	46	70	147	147	103	56,6
Контрольный расход газа, м3/100км	29,3	19,6	21,5	23,8	27(6,5)	30(7,0)	32	7,2
Резервное топливо	А-76	А-76	А-76	А-76	-	-	АИ-93	АИ-93
Максимальная скорость, км/ч	90	85	80	85	80	80	85	120
Запас хода, км	228	200	285	230	300	250	225	180

При газификации твердого топлива получают оксид углерода, являющийся основным топливным газом. Кроме того, в продуктах газификации содержатся водород, метан и другие горючие газы.

Следует отметить, что в результате применения генераторного газа, получаемого из различных видов твердого топлива, даже при повышении степени сжатия мощность двигателя снижается на 15...30% по сравнению с работой его на бензине.

В нашей стране серийно выпускались газогенераторные автомо­били ГАЗ-42 и ЗИС-21, имевшие массу снаряженной газогенера­торной установки соответственно 360 и 600 кг.

При всех недостатках газогенераторных автомобилей — слож­ность эксплуатации, снижение мощности двигателя и грузоподъ­емности, они обладают одним бесспорным преимуществом — воз­можностью работы на доступном и дешевом твердом топливе.