LPG и CNG: доступное топливо.
Сокращение стоимости автомобильного топлива вдвое при одновременном снижении уровня выбросов. Похоже на грандиозную идею? Тем не менее, сегодня это легко достижимо с помощью топливных технологий, существующих уже не один десяток лет. Речь идет о LPG (СНГ, сжиженный нефтяной газ) и CNG (КПГ, компримированный природный газ). Мировой производитель свечей зажигания – компания NGK SPARK PLUG – проводит исследования указанных альтернативных источников топлива и уникальных свечей, разработанных специально для их оптимизации.
Все о СНГ и КПГ
Как СНГ, так и КПГ являются чрезвычайно универсальными, недорогими и практически неисчерпаемыми видами топлива. СНГ представляет собой естественный побочный продукт добычи природного газа или автоматический результат процесса переработки нефти, состоящий из пропана, бутана или их смеси. СНГ известно также как пропан-бутан автомобильный, пропан, пропан автомобильный, или СУГ. Входит в тройку наиболее популярных в мире видов топлива. По имеющимся оценкам, на нем ездят более 23 миллионов автомобилей в мире, но особой популярностью он пользуется в странах Восточной Европы, Бенилюкс, а также в Германии, Австрии и Швейцарии.
При нормальном давлении и температуре СНГ имеет газообразное состояние. Однако, под давлением или при охлаждении происходит его переход в жидкое состояние с уменьшением объема до 1/250 от первоначального. Это означает легкость транспортировки большого количества энергии в небольшом пространстве.
Что касается КПГ, он является основным продуктом добычи природного газа. КПГ состоит, в основном, из метана и имеет сравнительно высокую температуру воспламенения (
700°C). В отличие от СНГ, КПГ – это топливо, всегда имеющее газообразное состояние, что означает необходимость большего количества места для его хранения. По имеющимся оценкам, более 20 миллионов автомобилей мира заправляются КПГ.
Более низкие затраты, непревзойденная экологичность
Для автовладельцев перевод автомобиля на газ означает целый ряд преимуществ, главное из которых заключается в экономии средств. Многие страны мира реализуют программы субсидирования с целью стимулирования перевода автомобилей на СНГ и КПГ. Кроме того, СНГ и КПГ обеспечивают реальную экономию средств на приобретение топлива. В то время как в разных странах цены могут быть разными, по сравнению с бензином или дизельным топливом средняя стоимость СНГ гораздо ниже; зачастую разница в цене может быть более 50%. В среднем, экономия на топливе может составлять до 40% в год. Как правило, КПГ даже дешевле СНГ, несмотря на то, что по сравнению с последним он выделяет меньше половины энергии, то есть в долгосрочной перспективе СНГ более рентабелен.
Перевод на газ
Несмотря на то, что некоторые автомобили оснащены заводским газовым оборудованием, чаще всего перевод на газ осуществляется позднее. Для этого в мастерской устанавливают вторую топливную систему. В зависимости от страны, перевод бензинового автомобиля на СНГ может занять до 7 дней, а стоимость переоборудования составит 1000 – 3000 евро. Холодный запуск автомобиля на газу, баллон для которого, как правило, устанавливается в багажнике, всегда осуществляется на бензиновом двигателе; это означает, что в бензобаке все-таки должно быть немного топлива. Примерно через километр пробега, когда двигатель прогреется, автомобиль автоматически переключается на СНГ. Вы можете дольше проехать без дозаправки, поскольку при опустошении баллона с СНГ происходит автоматическое переключение обратно на бензиновый двигатель. На СНГ можно перевести даже гибридные автомобили, что сделает их более дешевыми в эксплуатации и даже более экологичными.
Перевод автомобиля на КПГ обходится дороже. Из-за газообразного состояния топлива баллон с КПГ обычно занимает в багажнике больше места. Однако заводские системы КПГ на автомобилях встречаются чаще. Как и у автомобилей, работающих на СНГ, в автомобилях с КПГ имеется возможность переключения на бензиновый двигатель. Кроме того, в более современных автомобилях стоят заводские установки, позволяющие осуществлять холодный запуск на КПГ без необходимости использования бензина.
LPG LaserLine: индивидуальное решение для двигателей, работающих на газу.
Однако у СНГ и КПГ имеются повышенные требования к воспламенению, подразумевающие особый подход к выбору свечей зажигания. На рынке запчастей и послепродажного обслуживания LPG LaserLine от NGK SPARK PLUG – первая линейка свечей зажигания для автомобилей, оборудованных газовым оборудованием. Линейка LPG Laserline включает в себя 8 типов свечей зажигания, подходящих для установки примерно на 95% автомобилей Европы.
Еще одной проблемой является теплоотвод. У большинства автомобилей на СНГ и КПГ переключение между газовым и бензиновым режимами происходит простым нажатием кнопки. Однако в газовых двигателях температура сгорания выше, чем в бензиновых. Это означает, что свеча зажигания должна иметь лучшие характеристики рассеивания тепла, поэтому свечи зажигания LPG LaserLine имеют отрегулированный диапазон нагрева.
«Простое увеличение теплоты сгорания может привести к образованию нагара на свечах зажигания в режиме бензина, поскольку в зависимости от условий движения они могут не достичь температуры, при которой происходит их самоочистка, – предупреждает Вильшрей. – Для того, чтобы этого не случилось, свечи LPG LaserLine имеют расширенный рабочий диапазон температур, что обеспечивает их оптимальную работу как в режиме газа, так и в режиме бензина, без перегрева или образования нагара”. Кай Вильшрей гордится такой передовой технологией.
Простой подбор автозапчастей
Заказать оригинальные запчасти для иномарок в Auto3N можно в два клика. Подберите в быстром и удобном поиске нужные детали, а мы доставим их в любую точку России.
Метан (LPG/CNG): преимущества перед бензином. Что лучше СНГ или СПГ?
Преимущества природного газа
Химический состав природного газа, благоприятно сказывается на состоянии двигателя и не влечет за собой проблем, связанных с эксплуатацией. Благодаря отсутствию в составе метана добавок, которые присутствуют в сжиженных углеводородных газах (СУГ), продукты горения природного газа не содержат вредных включений. Более того, при сгорании природного газа уровень выбросов CO2 снижается на 25%.
Количество метана в природном газе это — как октановое число для бензина, по этому параметру принято характеризовать природный газ. Что это значит для двигателя? От этого параметра зависит работа двигателя, а также вероятность появления такого явления как детонация.
При работе на СПГ мотор может демонстрировать высокую производительность за счет высокого октанового числа (
130), в особенности, когда мотор оснащен турбиной или системой рециркуляции отработанных газов, а лучше и то и другое вместе. Хотя это имеет и обратную сторону, например, большое потребление газа, а также проблемы с теплоотдачей. Уровень шума двигателя во время работы на природном газе снижается на 3 дБ, поэтому такой тип топлива очень актуален для общественного транспорта. Сжатый природный газ, как и СНГ можно использовать как на бензиновых, так и на дизельных моторах, хотя в случае с дизелями вам придется столкнуться с низкой окупаемостью. Проблема в том, что на дизельный мотор потребуется устанавливать систему с искровым зажиганием или смешанный цикл, в котором дизельное топливо будет выступать в качестве в качестве поджигающего вещества.
Существуют также и недостатки у этого типа топлива
2. Вторым недостатком можно считать высокую стоимость самого газового оборудования. Стоимость баллонов, способных выдержать давление в 200 атмосфер довольно высокая.
Существует два вида систем способных работать на природном газе — моновалентные и двухвалентные.
Сжатый или сжиженный? Каким газом лучше заправлять машину и когда
На седельном тягаче Iveco Stralis NP, двигатель которого работает на сжиженном природном газе, показан результат, занесенный в Книгу рекордов России: на одной заправке автомобиль преодолел 2008 километров от Санкт-Петербурга до Перми. Это при запасе хода «по паспорту» в 1600 км.
В том, что использование компримированного, то есть сжатого природного газа (CNG) или сжиженного природного газа (LNG) экономически выгодно, сомнений нет. Во всяком случае, исходя из цены на само топливо. Так, при розничной стоимости солярки чуть меньше 50 рублей за литр и при расходе 26 л/100 км за пробег на те же 100 км придется заплатить почти 1300 рублей. А при использовании LNG ценой 29 рублей за литр на тот же маршрут потребуется 24 кг сжиженного газа общей стоимостью менее 700 рублей. Почти в два раза выгоднее! А установленный рекорд доказывает, что экономичное вождение на грузовике с двигателем, работающим на газовом топливе, штука вполне реальная. Особенно на таком автомобиле, как Iveco Stralis, и при соответствующем опыте водителя. Неслучайно в Европе процент использования в коммерческом транспорте природного газа, как CNG, так и LNG, весьма высок. У нас в стране тоже есть примеры перспективного партнерства, например «Ивеко Руссия» и «Газпром СПГ технологии». Значит, тема весьма и весьма перспективна. Но все ли в этом вопросе так просто?
Обязательная для регистрации рекорда процедура: представитель Книги рекордов России опломбирует бак перед стартом.
ГАЗ, КОТОРЫЙ МЫ ВЫБИРАЕМ
В России Iveco предлагает с двигателями, работающими на сжиженном газе, две модели — Stralis и Daily, причем в качестве топлива для последней используется только CNG. Что касается тяжелых грузовиков, то вот что о выборе газа говорит бизнес-директор «Ивеко Руссия» Роберто Каматта: «Все зависит от плеча перевозок. Если маршрут грузовика регулярно превышает 1000 километров, то эффективней двигатели, работающие на LNG. Если плечо значительно короче, то предпочтительнее использование CNG. Кроме того, нужно учитывать маршруты перевозок в плане наличия на них заправок». Возможно, в этом случае наиболее перспективными будут автомобили с комбинированной топливной системой?
«Первые 25 проданных Iveco как раз и имели комбинированные моторы с индексом CLNG, — поясняет Каматта. — Но сейчас мы стараемся разграничить использование различных видов природного газа». Тему продолжил председатель совета директоров ООО «Газпром СПГ технологии» Алексей Кахидзе: «Что касается комбинированных двигателей, то в них есть и плюсы, и минусы. Во-первых, маленький 8‑литровый двигатель, стоящий на Iveco, не слишком дружелюбен к повышенному тоннажу, а езда с перегрузом у нас часто практикуется. Во-вторых, нужно обеспечить достаточное количество заправочных комплексов. Сейчас этот вопрос решается конкретными маршрутами, используемыми корпоративными клиентами. В основном эти комплексы размещаются на трассах. Главный плюс состоит в том, что, например, в черте города, где есть достаточное число заправок, можно двигаться на компримированном газе, а уже за городом, при перевозках на небольшие расстояния, использовать LNG». Правда, наша любовь к перегрузам, о которой говорилось выше, и в этом случае сделает плюс не столь очевидным. «Если Iveco предложит 13‑литровый двигатель, работающий на комбинации сжиженного и компримированного газа, то такой автомобиль наверняка будет востребован на городских и ближайших загородных перевозках», — считает Алексей Кахидзе.
И СНОВА О ДЕНЬГАХ
Разумеется, любой руководитель, приобретающий грузовик, в первую очередь думает о его рентабельности. Все начинается с цены самого автомобиля, которая у машины с двигателем, работающим на природном газе, выше, чем у аналога с дизельным мотором. Но только в этом грузовики Iveco, использующие CNG и LNG, экономически проигрывают собратьям с дизельными моторами. Во всяком случае, именно так считают и Алексей Кахидзе, и Роберто Каматта. Вот цифры и факты, которые они привели. Экономия по топливу достигает 40 %. Межсервисные интервалы и стоимость обслуживания газовой аппаратуры практически ничем не отличаются. Но тут нужно привести пару ремарок, сделанных Кахидзе: «При расчетах стоимости владения не стоит забывать о человеческом факторе. Например, экономичность во многом зависит от манеры вождения. Что касается технического обслуживания, то большое значение имеет качество топлива, которое заводы поставляют на заправочные комплексы. Качество, в свою очередь, зависит от состояния оборудования, мощностей производства и технологий, которыми располагают предприятия». Действительно, без учета всего вышесказанного сложно рассчитать время до очередного технического обслуживания. С другой стороны, все то же самое относится к обслуживанию и дизельных, и бензиновых двигателей. Так что в этих пунктах паритет. «Если говорить о совокупной стоимости владения относительно наших моделей, то мы закладываем 10–15 % прибыли», — дополняет Роберто Каматта.
Криогенная АЗС в деревне Карагай.
В разговоре о двигателях, работающих на природном газе, вскользь прозвучала тема экологии. А ведь это, как бы ни пафосно это звучало, наше будущее. В принципе, спрос на автомобили, работающие на природном газе, в России есть: с 2019 года только Iveco продала здесь около двух сотен автомобилей (в основном Stralis), двигатели которых работают на CNG и LNG. И это лучший результат среди европейских производителей. Вот только водители не очень-то рвутся за руль этих прекрасных во всех отношениях грузовиков. Все тот же человеческий фактор. Во-первых, для заправки 250 кг сжиженного газа в бак грузовика сегодня требуется минимум 15 минут, а у водителя время — это деньги. Кроме того, персонал, работающий на таких заправках, не всегда имеет должный уровень профессионализма, а значит, в процесс приходится включаться самому водителю. Во-вторых, у него, водителя, исключается возможность дополнительного заработка за счет сэкономленной солярки. Да и самих заправок пока еще не так много, как хотелось бы. Правда, новые криогенные заправочные комплексы все-таки открываются с завидным постоянством. «Сейчас, заправляясь на КриоАЗС, можно проехать по маршруту КНР — Москва. Правда, через Казахстан. Да и по основным трассам можно проложить подходящий маршрут», — говорит Алексей Кахидзе. Но есть и еще одна проблема: сжиженный газ без потерь не может храниться в резервуаре более 120 дней, а оптимальный срок хранения в среднем и вовсе составляет 30 дней. Поэтому на станциях вынуждены размещать еще и установки, делающие из сжиженного газа компримированный, который можно использовать для заправки городского транспорта. Но с увеличением числа грузовиков, работающих на LNG, и эта проблема перестанет быть актуальной. Таким образом, перспективы «газового будущего» выглядят вполне оптимистично. А очередной рекорд, установленный на Iveco, может быть этому подтверждением.
Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива
Основной альтернативой традиционному бензину или дизелю, является газомоторное топливо (ГМТ). Каким газом заправляют автомобили с ГБО, а также в чём отличие между ними вы узнаете из этой статьи.
Виды газового топлива
Условно ГМТ можно разделить по способу производства, агрегатному состоянию при использовании, хранении и транспортировке.
Менее распространённые варианты:
Природный газ
После добычи, сырье подвергается очистке от загрязнений, воды (осушка). Затем методом сепарации происходит отделение сероводорода и других компонентов.
Перевозку и хранение жидкого топлива осуществляют в специальных криогенных ёмкостях, которые, по сути, являются термосами. Цистерна объёмом 25 кубометров вмещает 10 тонн СПГ/LNG.
Затем у сжиженного природного газа может быть два пути:
Последний пункт является очень перспективным для автомобильного транспорта преимущественно коммерческого направления, из-за скопления в жидком метане огромного количества тепловой энергии при относительно низком давлении в криоёмкости (от 5-16 атм.).
Основные преимущества сжатого метана, как и СПГ – это их экономические и экологические показатели. К тому же природный газ легче воздуха, в этом смысле он менее опасен при утечке чем, например пропан. Однако газы метана являются токсичными (4 класс опасности).
Главным фактором медленного распространения CNG, является отсутствие достаточного количества автозаправочных станций. В настоящее время на территории России насчитывается, порядка 330 АГНКС не считая передвижных заправщиков (ПАГЗ), которые в основном применяются для нужд предприятий.
Техника и инфраструктура под LNG только начинают появляться, поэтому более широкое применение на авто пока имеет КПГ.
Сжиженный нефтяной газ
Ввиду доступности и пониженных требований к конструкции баллонов, ещё большее распространение в качестве газомоторного топлива получил состав пропана (C3H8) с бутаном (C4H10).
Пропан-бутановую смесь выделяют из добытого газоконденсата, а также при извлечении и глубокой переработке нефти. При нефтеперегонке образуется так называемый попутный нефтяной газ (ПНГ), из него отделяют сжиженный углеводородный. Затем происходит разделение СУГ на составляющие компоненты, один из которых — это сжиженный нефтяной газ. Для разных сфер применения СНГ бывает:
Пропан тяжелее воздуха, поэтому при утечке может скапливаться в нишах и закрытых помещениях (смотровая яма, гараж). Взрывоопасность паров ПБ в воздухе 2,3-9,5 % при нормальном давлении и температуре 20°C, метана 5-15%. СНГ малотоксичен.
Октановое число пропана 105, у метана 110. По сравнению с бензином после сгорания СНГ и КПГ топлива, вредные выбросы снижаются до 10 раз.
Биотопливо
Применение биогаза как ГМТ актуально для сельскохозяйственных предприятий и перерабатывающих отходы организаций.
LPG-свечи: они зажигают газ
Автомобиль на газе – это уже давно не диковинка на наших дорогах. И так как история внедрения газового топлива в отечественном автопроме заслуживает отдельной статьи, упомянем общеизвестный факт – первые и весьма успешные попытки применения сжатого природного газа в качестве топлива были предприняты разработчиками еще в 30-х годах прошлого века.
Вопрос о целесообразности газового топлива в сфере легковых авто можно рассматривать с различных аспектов. Использование такого топлива имеет отраслевую целесообразность, в первую очередь, так как это позволяет снизить зависимость от нефтепродуктов. Автомобилист выбирает машину на газе в нашей стране чаще всего из стремления сэкономить на топливе. Соображения экологии принимает во внимание далеко не каждый обыватель, но, тем не менее, и такой «профит» есть, в особенности, если используется современное газобаллонное оборудование: так как газ и воздух образуют отличную горючую смесь, они эффективно сгорают, а значит, автомобиль выбрасывает с выхлопом меньше вредных веществ.
Есть и другое преимущество, оценить которое можно в долгосрочной перспективе – у машин на газе заметно снижена степень износа деталей двигателя, в первую очередь, благодаря тому, что газ не разжижает моторное масло и почти не засоряет его продуктами горения. Справедливости ради отметим и некоторые недостатки газового автомобиля: уменьшенная по сравнению с машиной, оснащенной классическим ДВС, мощность, а также необходимость пожертвовать полезным объемом для установки газобаллонного оборудования, а кроме того и некоторые особенности эксплуатации автомобиля в условиях низких температур (к примеру, не рекомендуется холодный запуск газового мотора).
Опытный автовладелец знает, что переоборудовать автомобиль под использование газовой установки – задача не из простых, за нее должен браться только профессионал. Ведь для этого необходимо не только правильно смонтировать газобаллонное оборудование, но и внести некоторые изменения в стандартную комплектацию машины. К числу таких изменений относится и применение специализированных свечей, так как свечи, используемые для «традиционного» топлива, чаще всего не подходят для газовых машин.
Необходимость использования специальных свечей, разработанных именно для газовых двигателей, обусловлена спецификой самого топлива. Проще говоря, газ и бензин ведут себя по-разному, уже хотя бы потому, что воспламенить газовоздушную смесь задача потруднее, чем заставить бензин сгореть. Для сгорания газа требуются более высокие температуры. И это автоматически повышает планку требований к свечам: для газовых двигателей необходимы свечи, которые способны более эффективно, чем свечи для стандартных ДВС, отводить тепло.
Отметим очевидный факт: конечно, с задачей отведения тепла в этом случае могут справляться и стандартные свечи, однако, из-за постоянного перегрева их ресурс очень быстро иссякнет. И кстати, уменьшаться он будет не только под воздействием высоких температур, но и от увеличенного напряжения, а именно такое и требуется для того, чтобы зажечь газовоздушную смесь.
С учетом этих и некоторых других факторов ресурс стандартной свечи в случае ее использования на газовом моторе можно смело уменьшать вдвое: такого износа попросту не выдержат материалы, из которых сделаны корпус свечи и ее электроды. Если смотреть шире, то использование неподходящих свечей в лучшем случае может обернуться их преждевременной заменой, а в самых худших случаях потребует устранения неисправностей во всей системе зажигания, для которой возникает дополнительный риск выйти из строя по причине высокого пробивного напряжения.
Словом, из соображений технической безопасности автомобиля, а также с точки зрения экономической выгоды на газовых машинах и рекомендуется использовать специализированные свечи.
Газовые свечи имеют некоторые конструктивные особенности, которые призваны увеличить износостойкость этих компонентов, например, повысить их антикоррозийные свойства. В качестве примера рассмотрим свечи LPG LaserLine производства компании NGK. Особенностями таких свечей являются специальное покрытие с антикоррозийными свойствами на корпусе, тонкий средний электрод с иридиевым наконечником и медным сердечником для оптимального теплоотведения, боковой электрод со встроенной платиновой пластиной, а также минимальный межэлектродный зазор (0,8 мм). Такое решение позволило конструкторам устранить риск сбоя катушек зажигания, увеличить антикоррозийную стойкость свечи и увеличить ее ресурс.
В ассортименте компании DENSO специальной разработкой для автомобилей на газе стали свечи линейки Iridium Tough. Такие свечи имеют очень тонкий электрод (0,4 мм в поперечнике) и боковой электрод с платиновым наконечником, за счет этого максимально быстро происходит воспламенение топливной смеси, а значит удается максимально нивелировать потерю мощности. А кроме того, и добиться заметной топливной экономии и увеличения интервалов замены (эксплуатация до 100 000 км пробега). Помимо Iridium Tough, которые относятся к премиальному продукту и имеют отнюдь не самый демократичный ценник, в линейке DENSO есть и другое предложение – свечи TT с центральным никелевым электродом и боковым электродом диаметром не более 1,5 мм, которые также рекомендованы для использования в газовых моторах.
И кстати о цене, с доступным ценовым предложением в сегменте газовых свечей выступает компания Bosch, которая под своим брендом «ЭЗ» на заводе в городе Энгельсе выпускает свечи Standard LPG. Эта линейка включает в себя шесть типов свечей. Они были специально разработаны для автомобилей с газобаллонным оборудованием. Использование таких свечей, как отмечают в Bosch, позволяет исключить риск возникновения такого опасного процесса, как «калильное зажигание», а также помогает стабилизировать работу двигателя.
Каков итог?
Целесообразность использования на автомобилях с газобаллонным оборудованием специализированных свечей очевидна. Такое решение позволяет автовладельцу избежать дополнительных затрат на замену свечей и сложный ремонт систем автомобиля. Для автосервиса, который рекомендует владельцу газовой машины использовать правильные свечи, такое решение является своеобразным превентивным способом чтобы избежать возможных рекламаций и обеспечить надежность работы системы зажигания автомобиля в целом.
