какой октан у газа
Октановое число газа.
Газ превосходит бензин не только по показателю экологичности, но своей энергоэффективностью. В двигателе внутреннего сгорания применяется классический принцип, который основан на использовании четырех циклов. В конечном счете, мощность двигателя зависит от степени сжатия топливной смеси (ее верхний предел ограничивается возможностью детонации, при которой происходит взрыв). Способность топлива противостоять детонации называется октановым числом. Для природного газа этот показатель в среднем равняется 108. О подобном результате любым маркам бензина остается только мечтать.
Еще одно преимущество природного газа перед бензином заключается в том, что его концентрация, необходимая для горения, оказывается более низкой, чем у конкурента. Иными словами, газовый двигатель может обходиться более бедными горючими смесями. Регулируя концентрацию газа в смеси, мы тем самым получаем уникальную возможность управлять мощностью двигателя, который становится заметно более «послушным» по сравнению с бензиновым.
Газовые двигатели примерно в 1,5-2 дольше, чем конкуренты, способны обходиться без ремонта. Это связано с тем, что при сгорании природного газа образуется намного меньше твердых частиц, которые ускоряют процесс износа поршней и цилиндра. Химические свойства газа таковы, что он практически не способствует коррозии металла и не смывает защитную масляную пленку, покрывающую металлические поверхности (в отличие от жидкого топлива).
Добавим также, что это вещество абсолютно безвредно, поскольку при его сгорании образуется лишь углекислый газ и вода.
Альтернативой метану является пропан-бутан – синтетическое топливо, получаемой путем переработки нефти, а также конденсации попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась в жидком состоянии, при ее перевозке и хранении необходимо постоянно поддерживать давление в 16 атмосфер.
Конструкция газобаллонного оборудования, работающего на пропан-бутане в целом проще, а заправка такого автомобиля со стороны мало чем отличается от заправки бензином.
Газ или бензин: плюсы и минусы
К чему ведет использование пропан-бутановой смеси в качестве топлива
Аргументов «за» при использовании пропан-бутановой смеси в качестве топлива для автомобилей — великое множество. Но есть и подводные камни. Которые не всегда перечеркиваются дешевизной газа.
О каком газе идёт речь?
Другое дело — сжиженная смесь пропана и бутана. При относительно небольшом давлении (примерно 10 атмосфер) и при температуре +20°С пропан превращается в жидкость. А для снижения этого давления и для пущей безопасности добавляют бутан. И жидкая фаза — это уже совсем другое дело в плане запаса топлива на борту автомобиля.
Кстати, упомянутый выше монополист к пропан-бутановой смеси не имеет никакого отношения. И именно эта смесь применяется в качестве топлива для легковых автомобилей.
«Плюсы»
Прежде всего — цена за литр топлива. Литр «пропан-бутана» почти всегда в два раза дешевле литра бензина АИ-95. Теплотворная способность этой смеси чуть меньше бензина, и расход его чуть больше. Но выгода всё равно колоссальная. Даже с учётом затрат на установку газобалонного оборудования (ГБО).
Следующий плюс — октановое число газа составляет примерно 105 единиц. Это означает, что возникновение такого вредного и разрушительного явления, как детонация, абсолютно исключено. С высоким октановым числом, правда, связывают и вероятность «прогара» выпускных клапанов из-за меньшей скорости сгорания смеси газа с воздухом. Но на современных моторах эта проблема почти не актуальна.
Третий плюс, который любят подчёркивать установщики ГБО, — газообразное топливо не смывает плёнку масла со стенок цилиндров и не попадает в картер, где портит масло. Но это явление было характерно для карбюраторной системы питания, где тонкость распыла бензина была невысокая. Современные же системы впрыска с форсунками дают очень мелкий распыл, и смыв масляной плёнки уже не актуален.
«Минусы»
Их, по словам тех же установщиков ГБО, совсем немного. Это, прежде всего, уменьшение полезного объёма багажника за счёт размещения там баллона. Ну и чуть меньший ресурс свечей и более высокие требования к их качеству.
Что касается безопасности, то баллоны и их «обвязка» даже безопаснее бензина. Если не верите на слово — погуглите как образуются и взрываются смеси бензина с воздухом и газа с воздухом.
А вот про ещё один «минус» газа вам не расскажут ни в одном установочном центре ГБО. А если и расскажут, то честь им и хвала, которая тут же подкрепляется необходимостью установки так называемого «лубрикатора». За который вы тоже заплатите установщикам. Но обо всём по порядку. И сначала — случай из собственного опыта.
В начале 2005 года появилась у меня «Хонда Торнео». И знакомые газовщики уболтали меня на установку ГБО 4-го поколения. Это то самое поколение, которые имеет электронное управление и подаёт газ в цилиндры при помощи специальных форсунок. Короче, на тот момент — самый передовой писк газовой моды.
Поставили, подключили ноутбук, настроили. Показали графики и таблицы — дозирование газа в идеале на всех возможных режимах движения. Да и по поведению машины было понятно, что всё тип-топ. Начал я ездить на газе и радоваться экономии. Но летом решил податься «на дальняк». И во время возвращения домой мотор моей «Хонды» захандрил. Поначалу это было похоже на «умирание» свечей. Я вкрутил новые, но изменений не последовало. На бензине мотор работал получше, но тоже явно нештатно.
С горем пополам приезжаю к ребятам в проверенный «хондовский» сервис. Там очень быстро вынесли вердикт — «ушли» зазоры… впускных клапанов. Вот так новость! С чего бы это? Ребята предположили, что всему виною… газ.
Клапаны мне отрегулировали по новой, и поехал я к газовщикам. А те, похоже, меня уже ждали. И сразу спросили — клапаны? Я им в ответ — а что, мол, не предупредили заранее, когда ставили ГБО, редиски. Газовщики покаялись, но рассказали, что по таким случаям ещё не набралась статистика. И мой случай — третий или четвёртый в их практике. И что примечательно — все проблемы связаны с «Хондами». Но при этом у моего хорошего приятеля тоже «Хонда» и тоже на газе, но он ездит и в ус не дует. Но эксплуатирует свою «Хонду» исключительно в городе — это означает частые запуски двигателя, когда тот работает на бензине, и относительно небольшие пробеги на газе. Я же к моменту возникновения проблем отмахал более 8000 километров практически на одном только газе.
И вот что произошло. При работе на бензине его (бензина) микро-капельки, с одной стороны, являются тепловым мостиком, благодаря которому происходит передача избыточного тепла с тарелки клапана на седло. С другой стороны, эти же микро-капельки играют роль, своего рода, амортизаторов при соударении тарелки с седлом. При работе же на газе ничего этого не происходит, и на поверхности седла происходит постоянная эрозия (выкрашивание). Как следствие — ухудшение герметичности и «уход» клапанных зазоров.
Примечательно, что этому явлению, в основном, подвержены моторы «Хонды». В меньшей степени — отдельные моторы «Тойоты» и «Субару». И некоторые другие. Остальные прекрасно работают на газе и вышеозначенных проблем не знают. Не менее примечательно, что «Хонда» на внутренний рынок Японии делает моторы для работы на газе с иной геометрией клапанов и сёдел и с другими материалами, из которых они изготовлены.
Газовщики тут же предложили установить новые клапанные сёдла, которые будут изготовлены из… бериллиевой бронзы. Которую они «достают» через «дырку в заборе» на ближайшем оборонном заводе. Но автомобиль уже готовился к продаже, и ГБО было просто демонтировано.
Так вот, чтобы не происходило выкрашивание сёдел впускных клапанов, устанавливают так называемый «лубрикатор», который впрыскивает во впускной коллектор специальное маловязкое легкосгораемоё масло. Расход этого масла невелик, но выгода от использования газа становится меньше. Ведь нужно потратиться на сам лубрикатор и покупать масло для него. Но всё равно — выгода остаётся. Пускай не двукратная, а полуторакратная.
И повторимся — этой эрозионной напасти подвержены очень немногие моторы. И давно работающие на рынке установщики ГБО прекрасно знают — какие именно. Лично я, когда, наконец, куплю себе большой американский пикап, то точно поставлю на него ГБО. А с лубрикатором или нет — изучу проблематику на профильных форумах и порешаю с газовщиками.
Фото: Caro / Teich/ Globallookpress
Газ – соперник бензина
Газ (фр. gaz, от греч. chaos – хаос), агрегатное состояние вещества, в котором оно равномерно заполняет весь предоставленный ему объем.
В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было.
Бензин в качестве горючего был использован спустя два десятилетия, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых «самодвижущихся колясках» – автомобилях.
Повсеместный рост количества автомобилей потребовал значительного увеличения объемов производства бензина. О газе как о возможном моторном топливе надолго забыли. Лишь через 100 лет после Барнетта, в конце тридцатых годов нашего столетия, возродилась мысль о его использовании. Тогда появились первые газогенераторные автомобили. Газ вырабатывался в топке, а оттуда подавался в двигатель.
Бензин дорожает, и сегодня его пытаются заменить. И природным газом, и синтезированными газами и жидкостями, например – спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок.
Все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин.
Октановое число 105?
Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина – вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше.
Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца.
В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) – токсичное для человека вещество.
Газ как моторное топливо не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам.
Двигатель внутреннего сгорания автомобиля работает по классическому четырехтактному циклу. Газообразная смесь воздуха и топлива всасывается в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, воспламеняется искрой, давит на поршень и двигает шатунный механизм, а затем выбрасывается из цилиндра.
Чем сильнее можно сжать топливо без возникновения детонации*, тем больше мощность двигателя. Антидетонационную способность топлива определяют октановым числом. Чем оно выше, тем лучше топливо. Среднее октановое число природного газа – 105 – недостижимо для любых марок бензина.
* Детонация [лат. detonare прогреметь] – распространение пламени в веществе со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе.
Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси воздуха и распыленного топлива. Для воспламенения смеси нужна определенная концентрация топлива. Газ, в сравнении с бензином, горит при меньших концентрациях, т.е. при более «бедных» смесях. В случае повышения концентрации газа и обогащения смеси можно добиться увеличения мощности двигателя. Обедняя смесь, наоборот, можно понизить мощность. Возникает возможность изменением состава смеси регулировать мощность двигателя: газ как топливо значительно «послушнее» бензина.
Эксплуатация показала, что автомобили на газе более выносливы – в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях – ее не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла.
Несмотря на многочисленные достоинства природного газа, закрывать заправочные станции и выбрасывать бензиновые канистры еще рано.
Метан
В переходе на газовое топливо есть свои сложности. Так, например, плотность природного метана в тысячу раз ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, необходимо увеличить плотность газа. Это можно достичь сжатием метана до 20. 25 МПа (200. 250 атмосфер). Для хранения в таком состоянии используются специальные баллоны, которые устанавливаются на автомобилях.
Природный газ-метан способен резко уменьшать объем (в 600 раз) при его низкотемпературном cжижении. Такой жидкий газ можно перевозить в специальных «бензобаках» при давлении не более 6 атмосфер (давление воды в водопроводном кране). Имеется множество технических разработок и патентов по реализации такой технологии получения жидкого метана. Во всем мире уже производится и потребляется много миллионов тонн охлажденного (до температуры около –120°C) метана. Крупнейшими производителями является Индонезия, Алжир, Ливия, США, Норвегия и т.д. Для перевозки используются танкеры-метановозы водоизмещением до 120 000 тонн (Япония). Продуктами полного сгорания метана являются безвредные вещества – углекислый газ и вода. Именно поэтому мы не испытываем неудобств на наших кухнях, где иногда целый день горят газовые (метановые) горелки.
Пропан-бутан
Пропан-бутан – синтетическое топливо. Его получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Газобаллонная аппаратура для сжиженного пропан бутана несколько проще. Процесс заправки машин на газонаполнительных станциях несложен и очень похож на заправку бензином.
По своим свойствам сжиженный пропан-бутан почти не отличается от сжатого природного газа. То же высокое октановое число, те же неплохие экологические и эксплуатационные показатели. Есть у сжиженного пропан бутана и преимущество перед метаном – 225 литров этого горючего хватает на пробег около 500 километров, а метана, помещающегося в восьми баллонах – на вдвое меньший. На сжиженном газе работает вдвое меньше машин, чем на сжатом и вот почему. Пропан бутана получают в 20. 25 раз меньше, чем добывают природного газа.
Виды газа для ГБО: пропан и метан
Особенности использования в автомобильном газобаллонном оборудовании сжиженного нефтяного газа (СНГ) в виде смеси пропана с бутаном и его аппонента сжиженного природного газа (СПГ) метана.
Автоблогер разбирает особенности пропана и метана в пятнадцатиминутном видео: что лучше для авто, основная разница
Особенности метана (СПГ)
Это природный простейший газ, не имеет цвета, запаха, взрывоопасен. Химическая формула — CH4. Для того чтобы вы почувствовали утечку в него добавляют одоранты — вещества которые придают ему запах. То есть вы можете почувствовать утечку и вовремя среагировать.
Метан сжижают при температурах ниже 160 градусов. Поэтому в обиходе он находится в газообразном виде. Он в несколько тысяч раз меньше по плотности бензина и несколько сот раз пропана. Для транспортировки и использования его сжимают в специальных баллонах до 230 атмосфер. При этом не смотря на очень высокое давление в баллоне в двадцать раз превышающее давление пропана находится он в них в газообразном виде, что исключает возможность жидкого впрыска топлива пятого и шестого поколения ГБО.
Баки для метана используются очень тяжелые и очень прочные. Обычный бак для пропана разорвет от такого давления. Поэтому одинаковом объеме газа у метана бак получается больше и тяжелее.
Октановое число метана равняется 110 единицам. Он прекрасно воспламеняется в цилиндрах двигателя. Оборудование, которое применяется для такого газообразного топлива, стоит дороже в два и более раз, чем оборудование для пропана. Все потому что давление большое и система должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать его и соблюдать нормы безопасности.
Двигатель теряет в мощности примерно от 10 до 25% в зависимости от класса оборудования.
Расход на метане составляет примерно 11 литров на 100 км на среднестатистическом автомобиле с двигателем 1.6 литра.
Мастера, которые вам устанавливают оборудование для метана, должны иметь высокую квалификацию и провести несколько испытаний после установки. Доверять установку метана шабашникам нельзя, так как из-за высокого давления метана повышаются требования безопасности и возможный ущерб при некорректном монтаже.
Метановых заправок значительно меньше, что видимо так же связано с высоким давлением газа. Часто можно встретить ситуацию, что городе миллионнике всего одна заправка такого типа и большая сеть пропановых заправок. Ведь газ нужно привезти закачать в хранилища и затем передать потребителю, и все это под давлением 250 атмосфер. Однако положительные стороны у метана тоже имеются.
Особенности пропан-бутана (СНГ)
Пропан — углеродный газ, побочный продукт при добыче нефти. Не имеет запаха, прозрачен и безвреден для человека. В него также добавляются одоранты, чтобы при утечках его могли почувствовать. Химическая формула — C3H8.
На заправках мы видим надпись «пропан–бутан». Бутан — это также углеродный газ, который выделяется при схожих условиях. Его смешивают с пропаном для того, чтобы добиться нужного октанового числа. Причем в различные время года составы меняются: зимой больше пропана, а летом бутана.
Хранится он в баллонах в автомобиле в сжиженном виде. То есть он жидкий, а не газообразный — «плюхается» в баллоне. Также большим преимуществом является рабочее давление, которое составляет всего 14 атмосфер. Для него нужны емкости из более легкого металла и стенки баллона намного тоньше. Сейчас наибольшее распостранение получили тороидальные баллоны в виде бублика, которые помещяются на место запаски. При этом баллон не занимает места в багажнике, но приходится жертвовать запасным колесом.
На среднестатистическом оборудовании при полной заправке можно проехать 650…850 километров, что в четыре раза больше, чем у оппонента.
Расход на пропане 11…13 литров на 100 км на среднестатистическом автомобиле с двигателем 1.6 литра на 4 поколении ГБО.
Оборудование стоит в два раза дешевле. По нашему опыту девять из десяти компаний по установке газового оборудования специализируются на пропане.
Много заправок. Также большим плюсом является то, что заправок на пропане в десятки раз больше.
Потеря мощности двигателя ниже, около 5…10%.
Пропан хоть и стоит чуть дороже, но обладает большим количеством плюсов и распостраненностью заправок.
Совместимость СНГ и СПГ с последними поколениями ГБО
Сертифицированный мультибрендовый центр по установке, обслуживанию и ремонту газового оборудования:
Добавьте газу
Для сравнения: годом ранее лишь 13 процентов владельцев тяжелых внедорожников задумывались о таком тюнинге своих машин. Это данные опроса, которые провела группа компаний «АвтоСпецЦентр» среди владельцев внедорожников, с года выпуска которых прошло более 3 лет, а также объем двигателя которых превышает 3 литра. Понятно, что нынешние цены на бензин при расходе более 13 литров на 100 км пробега становятся существенным ударом по бюджету.
Требуйте долива
Напомним анекдот 90-х годов. На заправке уже час стоит огромный внедорожник. В него льют топливо, а бак все не наполняется. Заправщик обращается к водителю: «Может, вы двигатель заглушите?» В общем, прожорливость транспорта при сегодняшних ценах на бензин стала головной болью даже для небедных автовладельцев.
В среднем цена на АИ-92 выросла с начала мая более чем на 6 процентов, и теперь это топливо стоит почти 42 рубля за литр. А где-то цена доходит до 45 рублей за литр не самого экологичного топлива. Поэтому-то интерес к газу вырос почти вдвое.
Напомним, еще в мае 2013 года правительство РФ выпустило распоряжение «О регулировании отношений в сфере использования газового моторного топлива, в том числе природного газа в качестве моторного топлива». Согласно ему на газовое топливо будет переведено не менее половины российского общественного транспорта. Плановый объем финансирования программы до 2020 года составит 110 миллиардов рублей средств федерального бюджета. Однако до майского роста цен на бензин вопрос перехода на газомоторное топливо не был столь актуален для частных российских автовладельцев.
Вместе с ростом цен на традиционное топливо возникла новая проблема. На многих автозаправках стали мошенничать. То есть заливать в бак столько, сколько туда не влезет по определению. Если объем залитого топлива реально превышает технические возможности автомобиля, доказать это несложно. Ни одна заправка не пойдет на конфликт. Но если водитель просто знает, что у него столько не влезет, то это не доказательство.
С газом такие махинации практически невозможны.
Пять мифов о газе
Чтобы установить газобаллонное оборудование, необходима процедура внесения изменений в конструкцию транспортного средства. Провести эту процедуру могут только специализированные лаборатории. Профессиональные установщики, как правило, с ними работают. Поэтому риск сведен к нулю.
Конечно, если оборудование устанавливается в частном гараже, то шансы на его качество резко сокращаются. Как и шансы на постановку машины на учет.
4. В машине больше не пахнет газом. Это тоже пережиток прошлого. Тем более что любая утечка не позволит пройти испытательную лабораторию. А если запах появился, то это говорит о неисправности оборудования.
5. Баллон занимает очень много места в багажнике. Это тоже миф десятилетней давности. Сейчас, помимо классических всем известных цилиндрических баллонов, применяются так называемые тороидальные баллоны. Установить их можно даже вместо запасного колеса. Так что жертвовать багажником не придется. Есть и другие места в машине, куда можно засунуть такой баллон, чтобы не лишиться пространства.
Двигатель становится чище
У газа в качестве заправки для автомобилей есть масса преимуществ. Он, по сравнению с нефтью, не производит побочных продуктов горения: это самый экологичный вид топлива, который соответствует нормам Euro-5 и Euro-6.
Газ увеличивает пробег автомобиля с одной заправки в 2 раза, что актуально при преодолении больших расстояний. Пропан-бутановая смесь не разжижает моторное масло, по сравнению с бензином обладает более низким октановым числом, что снижает риск детонации до нуля и минимизирует нагрузку на мотор, снижает износ двигателя и продлевает срок службы за счет того, что на деталях двигателя не образуются копоть и нагар. Срок службы свечей и масла увеличивается в среднем на 35 процентов.
Топливо в домашнем резервуаре
Газобаллонное оборудование можно установить двух видов. Для смеси пропан-бутан и для метана.
Смесь пропан-бутана продается практически на каждом углу. Имея в навигаторе список таких станций, несложно пересечь всю страну. При этом стоимость литра газа составляет 18-19 рублей. То есть более чем в два раза дешевле, чем бензина. При практически минимальной потере пробега.
Масштабные производства этого газа довольно локальны. Поэтому ими обеспечивают только пассажирский транспорт на недалеких расстояниях. Заправок метана для частных автомобилей еще поискать.
Но баллоны используются классические. А значит, разместить их в обычном автомобиле можно, только пожертвовав значительной частью багажника.
Количество заправок крайне ограниченно. А собственной заправкой на огороде можно обеспечить только короткие поездки. Таким образом, сейчас это сродни электромобилям, которые используются на очень короткие пробеги.