LPG, CNG, LNG – Альтернативные топливные системы для транспортных средств
LPG, CNG, LNG – Альтернативные топливные системы для транспортных средств Типы подачи газа
LPG, CNG и LNG — это разные типы альтернативных газовых топлив.
Сжиженный углеводородный газ (LPG) — это смесь пропана и бутана, которая хранится в сжиженном состоянии под умеренным давлением и используется как топливо для автомобилей и в бытовых целях.
Сжатый природный газ (CNG) — это топливо, в основе которого лежит метан, и которое хранится в сжатом состоянии под высоким давлением.
Сжиженный природный газ (LNG) — это природный газ, в основном состоящий из метана с примесью этана и других углеводородов, который был охлажден до жидкой формы.
LPG — сжиженный углеводородный газ, представляющий собой смесь пропана и бутана или их производных. Соотношение этих компонентов может варьироваться в зависимости от региональных и производственных факторов. В исходном виде эта смесь не имеет запаха. Пропан обладает лучшей испаряемостью и будет испаряться при любой температуре выше -42°C. LPG — это продукт переработки нефти или непосредственно извлекаемый из нефтяных или газовых потоков при их выходе из земли. При снижении давления это топливо переходит в газообразное состояние, поэтому оно хранится в виде жидкости и сжигается как газ. LPG в газообразном состоянии тяжелее воздуха, что означает его склонность к накоплению в низких местах, поэтому парковка автомобилей, работающих на LPG, запрещена в подземных парковках.
Физические свойства LPG приводят к тому, что при переходе из жидкого состояния — в котором LPG хранится в баллоне, — в газообразное состояние возникает значительное снижение температуры, что вызывает охлаждение тела редуктора. Задача редуктора/испарителя, подключенного к системе охлаждения двигателя, — это также нагрев LPG, что позволяет его эффективно использовать. Тепло, передаваемое от системы охлаждения автомобиля, помогает предотвратить чрезмерное охлаждение редуктора, возникающее при расширении газа. Когда двигатель не работает, клапаны редуктора закрыты, прекращая подачу газа. Когда двигатель работает, редуктор с помощью блока управления (Electronic Control Unit) регулирует количество впрыскиваемого газа.
При обычной езде разница между бензином и газом не заметна, а при ускорении автомобиль ведет себя очень хорошо. Это связано с тем, что октановое число газа выше, чем у бензина. Для систем последовательного газового впрыска любые различия заметны только в лабораторных испытаниях. Другим очевидным преимуществом является экономический аспект — в большинстве стран цена LPG в два раза ниже, чем цена бензина. Еще одно важное преимущество — экологический аспект. Двигатели, работающие на LPG, гораздо более экологичны, поскольку их выбросы не содержат серы, бензола, свинца и многих ароматных углеводородов, характерных для безсвинцового бензина.
CNG — сжатый природный газ является еще одним альтернативным топливом, заменяющим бензин, дизельное топливо или пропан. Его сгорание производит парниковые газы, но это более экологически чистая альтернатива этим топливам, и оно значительно безопаснее, чем другие виды топлива. Природный газ, используемый для NGV (автомобилей на природном газе), — это тот же природный газ, который подается в миллионы домов для приготовления пищи и отопления.
CNG производится путем сжатия природного газа (основным компонентом которого является метан [CH4]) до менее чем 1% его объема при стандартном атмосферном давлении. Он хранится и распределяется в высоконапорных контейнерах, обычно при давлениях 200–220 бар, и чаще всего в цилиндрической или сферической форме.
Природный газ — это достаточно простое топливо. Около 90% природного газа составляет метан (CH4), который состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Единственное более простое топливо — это водород (H2), состоящий из двух атомов водорода. Однако на данный момент не существуют экономически выгодные методы производства и распределения больших объемов водорода. В результате природный газ останется важным альтернативным источником чистой энергии в ближайшие годы.
Сжатый природный газ является наиболее распространенным топливом для NGV, хотя использование сжиженного природного газа (LNG) становится все более популярным. Природный газ занимает больше объема, чем традиционные жидкие топлива, поэтому его необходимо сжимать или сжижать для удобства транспортировки.
При сравнении цен на топливо важно учитывать энергетическое содержание топлива. CNG обычно продается по килограмму или кубическому метру (м³), а LNG измеряется в литрах.
LNG — сжиженный природный газ — это природный газ (в основном метан, CH4), который был преобразован в жидкую форму для удобства хранения и транспортировки. Этот процесс включает удаление некоторых компонентов, таких как водяной пар, гелий и тяжелые углеводороды (например, пентан и более тяжелые соединения), которые могут вызвать проблемы на следующих этапах обработки. После этого природный газ конденсируется в жидкость путем охлаждения до примерно −163 °C (−260 °F).
Снижение объема делает сжиженный природный газ намного более экономически эффективным для транспортировки на большие расстояния, где трубопроводы либо отсутствуют, либо строительство их невозможно или экономически нецелесообразно. Когда транспортировка природного газа по трубопроводам невозможна или слишком дорога, его можно транспортировать с помощью специально оборудованных криогенных морских судов (танкеров LNG) или криогенных цистерн.
Октановое число LNG составляет около 130, что делает его высокоэффективным топливом.
По сравнению с дизельным топливом и бензином, все описанные альтернативные топлива являются более экологически чистыми. В выбросах LNG значительно снижено количество вредных веществ. Кроме того, по сравнению с другими видами топлива, LNG значительно ограничивает выбросы вредных выхлопных газов, таких как углекислый газ (CO2) и оксиды азота (NOx).
частые вопросы
Система LPG в вашем автомобиле
Добавьте несколько элементов в ваш автомобиль, чтобы наслаждаться поездками на дешевом и экологически чистом топливе LPG.
«Кто может сделать такую установку на автомобиле и сколько это будет стоить? После установки, будет ли она также совместима с бензином? Я думаю о том, чтобы установить это, когда буду ездить на дальние расстояния, где нет станций LPG.»
Бро Копс | Центурион, Южная Африка
Наш ответ:
«Мы проводим установку систем LPG. Обслуживание выполняется квалифицированными инженерами LPG. Ваш автомобиль будет оснащен переключателем, с помощью которого вы сможете легко переключаться между бензином и LPG в любое время.»
Часто задаваемые вопросы
Правильно установленная газовая система гарантирует полную безопасность эксплуатации вашего автомобиля. Все компоненты, используемые в газовых установках, проходят обязательные испытания, что подтверждается сертификатами. В Европе установка газовых систем соответствует строгим стандартам ECE67R01 (для LPG) и ECE110R (для CNG). Важно, чтобы выбранная установка подходила для вашего типа автомобиля, поэтому выбор подходящей системы — это ключевой момент для обеспечения безопасности и эффективности работы.
CNG (сжиженный природный газ) – это совершенно другой тип топлива. Процесс сгорания в случае CNG длится дольше, чем при использовании бензина или LPG. Поэтому для поддержания правильного сгорания смеси CNG и воздуха необходимы специальные электронные устройства. Квалифицированные специалисты знают, как правильно выбрать подходящее оборудование для этих систем. Еще одной важной разницей является значительно более высокое давление внутри баллонов CNG по сравнению с баллонами LPG. Из-за этого высокого давления в установках CNG должны использоваться только компоненты, специально предназначенные для CNG. Несмотря на то, что обе установки (LPG и CNG) абсолютно безопасны, важно, чтобы оборудование, установленное в автомобиле, было сертифицировано и установлено квалифицированными специалистами. Пожалуйста, убедитесь, что необходимые сертификаты получены в соответствии с требованиями вашей страны.
Основное и заметное различие — это значительно более низкая стоимость эксплуатации автомобиля на газу, обычно на 50% дешевле. Кроме того, легко заметить внешний газовый лючок и переключатель бензин/газ. Для автомобилей с инжектором достаточно просто нажать на педаль акселератора, и автомобиль автоматически переключится на газ. Современные системы IV поколения, такие как система SGI VERSUS, практически полностью автоматизированы. Все было автоматизировано, чтобы сделать вождение более комфортным. Единственное отличие — это регулярное обслуживание (в среднем, раз в 10 000 км).
a) Правильная эксплуатация автомобиля на газе гарантирует все преимущества газовой установки. Прежде всего, важно следить за техническим состоянием автомобиля, особенно за теми элементами, которые напрямую влияют на правильную работу газовой установки, такими как система зажигания (свечи зажигания, катушки, высоковольтные провода) и впускной коллектор — особенно воздушный фильтр. В случае с топливом система зажигания второстепенна, тогда как для автомобилей на газу это основная причина проблем с газовой установкой. Из-за своих свойств газ горит медленнее, чем бензин, и любое искровое замыкание при открытом клапане приводит к детонации смеси во впускном коллекторе (особенно в установках I и II поколения). Стоит отметить, что вышеописанные проблемы не касаются установок IV поколения, где риск возгораний или повреждений двигателя из-за неисправности системы зажигания просто отсутствует.
b) Масло. Для двигателя, работающего на газе, не требуется использование специального масла, и большинство доступных масел подходят для двигателей, работающих на LPG (существуют также специализированные масла). В отличие от бензина, смесь пропан-бутан не смывает смазочный слой с стенок цилиндров. Проблем с нагаром не возникает. Благодаря этому цвет масла при его замене в LPG-двигателе остается практически неизменным.
c) Систематическое обслуживание газовой установки также очень важно, включая замену газовых фильтров (фильтры жидкой и газообразной фазы), очистку редуктора и т. д. Проверку должны проводить только квалифицированные специалисты в специализированных сервисах.
d) Запуск двигателя на бензине и переключение на газ при достижении правильной температуры двигателя (рекомендуется 30-40°C) — еще один важный момент. Это особенно важно для автомобилей на LPG. Если переключение на газ происходит сразу, и корпус редуктора не достиг нужной температуры, LPG не может должным образом испаряться, а также тепло от окружающей среды, возникающее из-за испарения газа, может вызвать замерзание редуктора. Это, как правило, не касается систем последовательного впрыска газа, где двигатель автоматически переключается на газ при достижении правильной (предварительно запрограммированной) температуры редуктора.
Исследования использования газа и его влияния на срок службы двигателя проводятся на протяжении многих лет. Эти исследования показали, что газ не сокращает срок службы двигателя; наоборот, установлено, что двигатели, работающие на газе, служат дольше. Это связано с химическим составом топлива, что приводит к меньшему загрязнению при сгорании. Газ не снижает плотность масла; наоборот, он увеличивает его вязкость, что снижает износ двигателя (поршней, колец, стенок головки цилиндра и т.д.). Обычно газ сгорает более полно и не вызывает образования углеродных отложений. Однако есть небольшой недостаток в случае автомобилей возрастом 12-20 лет. А именно, углеродные отложения образуют «уплотнительную корку» внутри старого двигателя, и когда он работает на газе, эта «корка» плавится, что может увеличить небольшие утечки масла. Конечно, правильная установка системы и последствия явления «ацетиленового факела» — это отдельные вопросы.
Таким образом, установка должна быть правильно подобрана в зависимости от типа автомобиля. При правильном выборе и эксплуатации, это не окажет отрицательного влияния на срок службы двигателя.
Для газовых баллонов LPG емкость заправляется на 80% от общего объема. То есть, когда емкость баллона составляет 40 литров, в нем будет находиться около 32 литров. Это связано с физико-химическими свойствами газа LPG (смесь пропана, бутана и изобутана). LPG расширяется при нагревании, и это увеличение объема необходимо учитывать для обеспечения безопасности.
Тесты газовых баллонов показывают, что температуры, превышающие 80% от полной емкости баллона, могут привести к его полному заполнению из-за увеличения объема. Однако такая температура почти невозможно достичь в обычных условиях эксплуатации. Что касается автоматического переключения на бензин, то система IV поколения (Секвенциальный Газовый Впрыск) оснащена соответствующими датчиками давления, в том числе на газовых инжекторах.
Поездка с почти пустым баллоном невозможна как для LPG, так и для CNG автомобилей. Когда давление в газовой системе слишком низкое, двигатель автоматически переключается на бензин, чтобы предотвратить образование неправильной топливной смеси. Это также помогает избежать перегрева клапанов, седел клапанов и головки цилиндра.