Что такое метановый двигатель

Автомобили на метане или пропане — что лучше в использовании

Разбираясь, что лучше – автомобили на метане или пропане, нужно знать основные отличия в этих видах топлива. Также отметим особенности газовой аппаратуры.

Автомобили на метане

Эта статья должна помочь правильно оценить ситуацию и, если необходимо, сделать выбор.

Действительно, какое?

Прежде чем ответить, рассмотрим условия работы моторного масла с учетом специфики газового двигателя.

Как влияет газ на изменение свойств масла? Начнем с хрестоматийного примера: при пуске двигателя масляная пленка со стенок цилиндра не смывается, разжижения масла топливом не происходит, а следовательно, старение масла замедляется.

Есть и другие благоприятные факторы: тепловое воздействие газа на масло существенно ниже, чем у бензина. Дело в том, что светимость пламени у жидких топлив больше: сравните мягкое голубое пламя газа и резкое, желтое – горящего бензина или керосина. Поэтому термическая нагрузка на масляную пленку на стенках цилиндров при работе на газе ниже. Вот вам еще одна причина более медленного старения масла при работе на газе.

По данным исследований, проведенных в НАМИ, при эксплуатации на газе срок службы масла для двигателей первой группы может быть увеличен на 80–100%. Впрочем, сказанное не значит, что масло можно менять вдвое реже. Без одобрения завода-производителя подобных рекомендаций давать не следует. Но факт остается фактом: при работе на газе масло утрачивает свои «боевые качества» гораздо медленнее.

Однако полагать, что газовое топливо действует на масло чуть ли не благотворно, было бы неверно. Приведем несколько настораживающих примеров.

Так, газ в сравнении с жидким топливом содержит больше водорода и меньше углерода: достаточно вспомнить формулу метана – СН4. Поэтому при сгорании газового топлива в конечных продуктах образуется больше воды. Чем это плохо? Если вентиляция картера недостаточна или двигатель плохо прогрет, в картере происходит конденсация влаги, а значит – обводнение масла, снижение его рабочих свойств. Кроме того, масло становится склонным к вспениванию. Отсюда четкое требование: масла для газовых двигателей должны быть влагостойкими и содержать эффективные антипенные присадки.

О новом масле Mobil Delvac™ CNG/LNG 15W-40 для двигателей, работающих на сжатом и сжиженном природном газе, рассказал Стив Кроули, главный бренд-менеджер по маркетингу смазочных материалов для коммерческого транспорта компании ExxonMobil

Но это еще не все неприятности, которыми грозит влага. Некоторые компоненты синтетических масел, например эфиры, под воздействием воды начинают разлагаться. То же самое может происходить с некоторыми присадками к маслу. Поэтому если для газового двигателя выбирается синтетическое масло, необходимо, чтобы оно в своем составе не имело эфиров.

Пределы воспламеняемости газового топлива несколько шире, чем у бензина. Стоит ли удивляться, что газовые двигатели регулируют на обедненную смесь? В подобном стремлении сэкономить есть свои минусы: сгорание обед­ненной смеси вызывает повышенное образование оксидов азота, которые, в свою очередь, образуют азотную и азотистую кислоты.

А там, где присутствует азотная кислота, возникает нитрование масла – иными словами, взаимодействие кислоты с углеводородными структурами. В результате вязкость масла начинает расти. Поэтому можно сформулировать еще два правила: во‑первых, масло, применяемое в газовых двигателях, должно быть стойким к нитрованию. Во-вторых, для надежной нейтрализации азотной и азотистой кислот щелочное число масла должно быть не менее 6–8 мг КОН на 1 г масла.

Бывает, эксплуатационники сталкиваются с проблемой преждевременного воспламенения газовоздушной смеси. Причина кроется в образовании зольных отложений в камере сгорания. Эти тлеющие или сильно нагретые частицы могут сыграть роль своеобразной «искры» и раньше времени поджечь смесь.

Сказанное, в общем-то, справедливо для двигателей, работающих по газодизельному циклу. А дизели, переделанные под искровое зажигание, выдвигают дополнительные требования к зольности масла: отложения, образующиеся при сгорании металлоорганических присадок, нередко «выстраивают» мостики на электродах, после чего свеча перестает работать.

Таким образом, масло, применяемое в газовых двигателях и конвертированных дизелях, должно иметь определенную сульфатную зольность. Как правило, ее ограничивают величиной 0,8–1%. И чем она меньше, тем лучше.

Сравнение метана и пропана

Общие преимущества газов в топливе

Оба газа имеют общие преимущества относительно бензина, что позволяет год от года расширять их применение в двигательных установках.

• Более низкая цена относительно бензина;
• Экологическая безопасность, меньшее влияние на здоровье человека;
• Увеличение срока езды без заправки за счет большего объема топлива, которое можно запасти;
• В комплексе замедление износа деталей автомобиля, особенно при использовании изначально приспособленного двигателя.

Общие недостатки газов в топливе

Существует также несколько оснований, по которым бензин все еще сохраняет лидирующее положение как автомобильное топливо.

• Меньшая доступность газов для потребителя (количество заправок, а также центров обслуживания автомобилей с газовыми установками);
• Падение мощности автомобиля при использовании газового топлива;
• Повышенный износ некоторых особо чувствительных участков двигателя (например, клапанов) с учетом специфики «сухого горения» газового топлива.

Основные различия метана и пропана

Метан и пропан существенно отличаются друг от друга как по специфике хранения, так и по специфике использования в качестве топлива, каждый имеет свои преимущества и недостатки.

• По ГБО – дополнение двигателя автомобиля пропановой установкой существенно (до 70%) дешевле, чем установка метанового ГБО;
• По стоимости – в перспективе, после того, как окупится установка ГБО, метан дает высокую экономию средств на топливо относительно пропана;
• Снижение мощности – пропан, относительно бензина, дает незначительное снижение мощности до 3-5% двигателя, и то при развитии скорости выше 140 километров в час. Метан «ослабляет машину» до 20%. Но стоит учитывать, что данное обстоятельство было почти нивелировано в современных специализированных установках;
• Экологическая чистота – пропан имеет примеси и не считается полностью безопасным для человека и экологии. Метан – самое чистое топливо на планете, по своей безопасности превосходящий электрические двигатели и солнечные батареи, находящийся на одном уровне со спиртовыми установками;
• Вес баллонов и объем топлива – пропан, сжимаемый под невысоким давлением вместе со своим резервуаром, весит в несколько раз легче, чем баллон сжатого метана. При этом пропана можно запасти на путь втрое более долгий, чем метана;
• Взрывоопасность – метан вдвое менее взрывоопасен, чем пропан, а с учетом рассеивания считается максимально безопасным относительно почти всех других видов топлива. Стоит также отметить, что баллоны метана при аварии повреждаются и деформируются существенно меньше, чем баллоны пропана. Таким образом, доставка пропана становится в перспективе более опасной;
• Доступность заправок – метановые заправки являются редкостью, их приходится специально искать, заправки с пропаном почти также часты, как бензиновые. При этом оборудование для сжимания, очистки и заправки метана существенно менее сложное, чем пропановое.

Таблица преимуществ и недостатков пропана и метана

Заправка газом может быть удобней, экономичней и функциональней, чем использование бензина, а окончательно определиться в выборе удобного газа можно при помощи следующей таблицы.

Влияние на экологию

Что касается влияния на экологические аспекты, то метан, безусловно, самый чистый вид топлива из всех, которые сегодня используются. При этом оно готово к использованию в любой момент — его не надо очищать и перерабатывать, как, например, бензин и дизтопливо.

Кроме того, в метане нет ядовитых примесей, таких как соединения серы, свинца, вредных углеводородов. В результате его использования уровень выделения продуктов горения очень и очень низкий, особенно если используется качественное ГБО, а двигатель предварительно откалиброван.

Это связано с тем, что соотношение между водородом и углеродом в метане определяет значительно меньший уровень выбросов по сравнению с бензином и дизелем — разница составляет 20%. Их уровень в полной мере соответствует законодательству ведущих стран мира, в том числе тех, которые заботятся об экологии на своей территории.

Так что можете смело переходить на использование метана и достигать сразу трех целей:

• экономить денежные средства за счет более экономного расходования газа и его более низкой цены;
• заботиться о состоянии окружающей среды, сокращая выхлопы в атмосферу;
• сохранять в порядке свое авто за счет бережного отношения топлива к деталям двигателя.

См. сравнение пропана и метана

Сертифицированный мультибрендовый центр по установке, обслуживанию и ремонту газового оборудования:

Второе питание

Монтаж дополнительной газовой системы при правильной настройке и подборе комплектующих ГБО не сказывается на работоспособности заводской бензиновой системы – установка производится полностью параллельно.

Переключение производится нажатием одной кнопки — после модернизации автомобиля на рабочей панели появится соответствующее оборудование: переключатель и показатель датчика расхода альтернативного горючего. У контроллера современного ГБО для инжекторных двигателей есть функция довпрыска бензина на высоких оборотах и перевода автоматическим способом подачи при недостаточном заполнении баллона.

Метановое оборудование всегда негативно выделялось повышенной стоимостью — это связано с необходимостью использовать высокотехнологичные средства контроля и управления и более толстостенные резервуары хранения. Тем не менее, спрос на метан и соответствующая инфраструктура (заправочные станции, специализированные автосервисы, магазины запчастей и расходников) неуклонно растет с каждым годом. Через 40 тысяч километров (усредненные данные) происходит компенсация затрат на комплектующие ГБО, все дальнейшие километры несут вожделенную и ощутимую экономию средств на горючем.

Стоит ли переходить

Как и любой вид специализированного оборудования, ГБО, работающее на метане, имеет свой потребительский круг. В основном это владельцы транспортных компаний, автопарков или автомобилей, которые ездят часто и подолгу, но в пределах одного города (например, такси). В таких случаях установка является необходимостью, так как поможет существенно сэкономить деньги. Но это не значит, что вы не имеете права установить метановое оборудования на свое авто. Просто окупаться оно будет дольше, да и заправку найти сложнее.

• Топливо.
• Сырьё в органическом синтезе.

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.