Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое спг двигатель

Сжиженный природный газ (LNG) как автомобильное топливо

Сжиженный природный газ (СПГ) (англ. Liquefied Natural Gas) – это природный газ, охлажденный до температуры сжижения. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии. Кроме того, это не самовозгорающийся газ, что выгодно отличает его в плане безопасности. В жидком состоянии газ занимает гораздо меньший объем. Одинаковое количество СПГ и природного газа отличаются по объему в 600 раз. Чтобы наглядно представить себе это различие, сравните надувной пляжный мяч и шарик для пинг-понга.

Энергетический рынок огромен и добыча природного газа увеличивается с каждым годом. Поэтому роль СПГ, наряду со сжатым природным газом, газоконденсатными жидкостями (NGL) и GTL (газ в жидкость) в обозримом будущем будет возрастать.

Что нужно для перевода авто на СПГ?

Во-первых, как говорят эксперты, экономить на ГБО (газобалонном оборудовании) ни в коем случае нельзя. Можно моментно сэкономить 10-15 тысяч, а потом «попасть» на очень болезненные траты в лучшем случае. Сперва нужно найти баллоны, которые могут выдержать не менее 200 атмосфер. Стальные показывают себя лучше всего, а их объём широко варьируется. Тем не менее, у них есть свой недостаток, и это масса. Тут не забываем о системе «Платон», платить придётся больше, а груза брать меньше. Ну, чтобы рама пополам не согнулась или шины не лопнули. Также из-за ГБО «приёмистость» машины может упасть, но двигатель получит дополнительную мощность за счёт высокой «калорийности» метана.

Также важно упомянуть, что топливные баллоны сейчас заправляют не более чем на 80%, остаток называют «газовой отсечкой» он нужен для безопасности при высоких температурах и т. д.

Есть и ещё один нюанс: газомоторному грузовику совершенно нельзя долго стоять, сжиженный метан хранится в баках под давлением в 10 бар, его предельное время хранения составляет 5 дней. Если об этом забыть, может случиться взрыв.

Далее необходимым пунктом в переоборудовании идут редукторы, для метанового СПГ лучше всего подойдут двухступенчатые со смесительными камерами. Они имеют разную мощность, от 9 до 30 куб. м/час, их выпускают для грузового и легкового транспорта обычно. Отметим, что если рассматривать легковые автомобили, то сюда часть подходят и одноступенчатые, легковушки меньше «едят» да и устанавливать такие устройства проще, но тут от случая к случаю.

Помимо баллонов и редукторов вам понадобятся электронный блок управления и модуль газовых электромагнитных форсунок, принцип их работы во много похож на бензиновые. Согласно УЭК ООН No 115, автомобили, у которых есть распределённый впрыск топлива, по закону можно оборудовать ГБО не ниже 4-ого поколения. Такие могут работать со штатным блоком управления ДВС через диагностический разъём OBD-2.

Экологическое топливо

Сжиженный газ имеет достаточно большое октановое число и отличается высокими энергетическими показателями, что позволяет его использовать для заправки автомобилей. Не нанося вред экологии, использование этого топлива уменьшает расход масла и износ двигателя. Цена его ниже стоимости бензина. К тому же, сжиженные газы безопасны, а заправка производится на специализированных заправочных станциях. Это объясняет, почему его считают более экономичным топливом, чем бензин.

Выгодно и чисто

Забота об экологии часто ассоциируется с расходами – более «чистые» технологии обычно обходятся дороже традиционных. Однако двигатели внутреннего сгорания на метане практически не выбрасывают отравляющих веществ, и это топливо обходится заметно дешевле, чем дизельное или бензин.

Забота об экологии стала одним из главных трендов нашего времени. Многие критикуют экологических активистов за непонимание того, каких затрат требует реализация инициатив и какой ущерб экономике может принести резкое внедрение ограничений. Перевод транспорта на газомоторное топливо может стать точкой компромисса: и ущерб окружающей среде уменьшается, и стоимость эксплуатации в итоге ниже.

Можно сказать, что если для легковых самым популярным альтернативным типом привода сейчас считается электрический, то для коммерческих автомобилей наиболее перспективен перевод на новые типы топлива двигателей внутреннего сгорания. Аккумуляторы для тяжелой техники пока еще великоваты, и для их зарядки требуется много времени. Переход на метан не требует принципиальных изменений ни в производстве, ни в эксплуатации автомобилей.

Спрос на газ растет

По оценке министерства транспорта РФ, газомоторное топливо позволяет снизить выбросы оксидов серы и низкодисперсных частиц на 100 процентов, а ставших сейчас принципиально важными оксидов азота — на 76 процентов и углекислого газа — на 27. За счет меньшей стоимости метана себестоимость перевозок уменьшается на 15-25 процентов. Специалисты Минтранса также считают, что переход на метан увеличит ресурс двигателей в 1,2-1,3 раза.

Это можно оценить по активному использованию природного газа для автотранспорта в различных странах. На конец 2019 года в мире эксплуатировали 28,5 миллионов автомобилей, работающих на природном газе. Доля их в общем парке невелика: общее количество дорожных транспортных средств оценивается примерно в 1,4 миллиарда. Но в некоторых странах автомобили на метане уже давно не экзотика: в Иране, например, на КПГ (компримированном природном газе) ездят почти четыре миллиона всех автомобилей, или около 25 процентов парка. Это самая большая доля среди всех стран мира. Следующие места по доле «газифицированных» автомобилей занимают Аргентина и Пакистан. В США на газ переводят не только автобусы и фургоны, но и часть транспорта, предназначенного для использования государственными органами. В Европе лидером является Италия, в которой зарегистрировано более миллиона автомобилей на газе, и они составляют примерно три процента парка. В России автомобилей на газомоторном топливе примерно 155 тысяч – меньше, чем в Армении. При этом Россия – один из ведущих поставщиков газа на рынок. Некоторое время назад на высшем уровне были приняты несколько решений по расширению использования газа в качестве топлива для автомобилей. И они уже дают свои плоды.

Читать еще:  Шевроле лачетти какие двигателя устанавливаются

Потребление природного газа как топлива для автомобилей в России стабильно растет: если в 2015 году был приобретено для заправки автомобилей 490 млн куб. м, то к концу 2019 года почти вдвое больше — до 972 млн куб. м, а по итогам 2020 года, скорее всего, перевалит за миллиард. Планируется, что в 2024 году потребление метана автотранспортом должно достичь 2,7 млрд кубометров, а через 10 лет – 10 миллиардов.

Государство стимулирует перевод автомобилей на газомоторное топливо и оплачивает до 60% расходов на установку газового оборудования. На это регионам выделяется до 75 миллионов рублей в рамках программы «Развитие энергетики». Однако на российском рынке уже немало различных моделей и легковых, и коммерческих автомобилей предлагаются с газовым оборудованием, установленным уже на заводе-производителе. Это важное преимущество: двигатель, который изначально спроектирован для работы на метане, позволяет максимально реализовать все преимущества газомоторного топлива.

Давайте рассмотрим особенности автомобилей на метане на примере IVECO. Эта компания выпускает машины для работы на газомоторном топливе уже более 20 лет и предлагает в России два типа автомобилей, работающих на метане – семейство легких коммерческих автомобилей IVECO Daily и магистральные тягачи IVECO Stralis. И все они соответствуют самым современным и жестким экологическим требованиям Euro 6c.

IVECO Daily представлен в обширной гамме с разными длиной базы, высотой кузова. Можно выбрать модели полной массой от 2,79 до 7 тонн. В семейство входят различные типы двигателей. Именно серия Daily Blue Power получила титул International Van of the Year 2018 за высокие экологические показатели. В эту серию входит две версии: с дизелем на обычном топливе и Natural Power c двигателем, который рассчитан на метан. При рабочем объеме 3,0 л он развивает 136 л. с.

Особенность Daily – возможность заказа автоматической трансмиссии. Восьмиступенчатый агрегат производства ZF не только облегчает труд водителя в условиях городских пробок, но и снижает расход топлива благодаря оптимальному выбору передаточного числа.

Кроме того, что Daily NP выбрасывает меньше отравляющих веществ и углекислого газа, он отличается от дизельных версий еще и сниженным уровнем шума – на 4 дБ(А).

Для дальних перевозок

IVECO Stralis – флагман линейки Natural Power. Это магистральный тягач, он оснащен двигателем объемом 12,9 л, который развивает 460 л. с. при 1900 об/мин и крутящий момент 2000 Нм в диапазоне от 1100 до 1600 об/мин – то есть по отдаче он не уступает дизелю. Для повышения экономичности Stralis NP 460 оснащается 12-ступенчатой автоматизированной трансмиссией.

Именно на дальних маршрутах преимущества метана особенно заметны. Запас хода Stralis NP 460 при использовании сжиженного газа – около 1600 километров, что позволяет меньше зависеть от расположения автомобильной газонаполнительной станции (АГНКС). В России плотность их сети пока ниже, чем в Европе, но она постепенно растет. За несколько лет число АГНКС с метаном в Москве и окрестностях более чем удвоилось. В России количество АГНКС выросло с 280 в 2015 году до 487 в 2020-м. Предполагается, что за пять лет построят еще 1300.

Большинство из них предназначены для заправки автомобилей компримированным (сжатым) природным газом (КПГ), некоторые заправляют и сжиженным (СПГ). Например, у компании «Газпром газомоторное топливо» из 276 АГНКС только на трех работает крио-АЗС – станция для заправки автомобилей сжиженным метаном. «Газпром» начал их строить лишь в 2018 году. У «Новатэка» в четырех областях России 74 заправочных комплекса с различными видами топлива, но если КПГ доступен на всех, то СПГ встречается значительно реже.

Фото: Архив пресс-службы

В ближайшие годы количество крио-АЗС должно вырасти: в августе этого года председатель правительства Михаил Мишустин подписал постановление №1308 о выделении субсидий на строительство 79 станций для заправки СПГ вдоль основных федеральных магистралей до 1 октября 2023 года.

После расширения сети крио-АЗС станет еще более важной возможность выбрать, какими баллонами оснастить Stralis NP: для сжатого метана, для сжиженного или их комбинацией. СПГ обеспечивает больший запас хода за счет более высокой плотности газа в баллонах. Пока количество заправок для него невелико, оптимальный вариант использования автомобиля на СПГ – крупный автопарк с собственной станцией.

IVECO

Компания была создана 45 лет назад, в ноябре 1975 года, как объединение итальянских и немецких производителей коммерческого транспорта. Сейчас это многонациональная компания, у которой есть предприятия в разных странах Европы и Австралии. Она входит в первую пятерку производителей коммерческих автомобилей в мире. В России представлена со времен СССР.

Работает по всем перспективным направлениям: уже ведутся разработки двигателя, работающего на водороде, недавно компания стала собственником американского бренда Nikola, занимающегося разработкой грузовых электроавтомобилей

IVECO сделала ставку не на доработанные двигатели, а специально рассчитанные на работу на метане. Это позволило сделать их более эффективными. Правда, топливная аппаратура у них сложнее, зато топливо не смывает масляную пленку в цилиндре, так что двигатель служит дольше. Еще одно достоинство газовых двигателей – сниженный уровень шума.

Читать еще:  139qmb двигатель схема подключения

Спрос на газовые IVECO в России постоянно растет. Роберто Каматта, бизнес-директора компании «Ивеко Руссия»: «Раньше продажи нашей газомоторной техники в России составляли 1-2% от всего объема, а в прошлом году — уже 6%… Мы видим неподдельный интерес клиентов к газомоторной технике и считаем, что она будет очень востребованной. Да, менталитет людей сложно изменить. Везде, не только в России. Переход с дизельного топлива на природный газ — это новое мышление. На самом деле, газ — это зрелое и экономически эффективное решение, которое подходит для всех сегментов коммерческого транспорта, от внутригородских до дальнемагистральных перевозок».

На магистральных тягачах и коммерческих автомобилях есть достаточно места для баллонов – на легковых это обычно проблема. Автомобиль на метане обычно стоит больше за счет более сложной конструкции. Однако сам метан обходится значительно дешевле. Межсервисный интервал у IVECO Stralis NP 460 – 90 тысяч километров, что сопоставимо с дизельными версиями.

Интенсивная эксплуатация коммерческого транспорта позволяет быстро получить выгоду от более низкой цены на метан по сравнению с обычным топливом. Так, при среднемесячном пробеге 12 500 километров IVECO Stralis NP 460 израсходует метана примерно на 74 562 рубля, а дизельная версия потребует 155 тысяч рублей на топливо и 9 607 рублей на мочевину. Разница более чем в два раза! С учетом всех расходов на приобретение автомобиля, страхование и ТО за пять лет и пробеге 750 000 км повышенная стоимость тягача Natural Power за это время полностью окупается. И в итоге с учётом всех расходов средняя стоимость километра пробега газовой версии составляет 26,97 рубля, что ниже, чем 27,58 рубля у дизельной версии. Есть еще пусть и не прибыль, но чистая выгода для всех нас – снижение загрязнения окружающей среды.

Метан для автомобиля

Мифы и их разоблачение

Как и любую новую технологию, газомоторное топливо сопровождает не всегда однозначная информация. Хотя первые автомобили на метане появились более ста лет назад и различные виды газа, в том числе метан, использовались для заправки автомобилей в СССР, и сейчас еще распространены некоторые не совсем верные представления об особенностях эксплуатации автомобиле на метане. Разбираемся, в чем ошибка.

Метан легче воздуха и быстро улетучивается. Для человека он может представлять опасность при длительном постоянном воздействии в закрытых помещениях или в очень больших дозах. Заправка КПГ не требует от водителя и заправщика каких-то специальных знаний, достаточно соблюдать правила техники безопасности, как и в случае с любым другим топливом.

Баллоны могут взорваться при ДТП

Баллоны проходят испытания в жестких условиях и размещаются в наиболее защищенных местах автомобилей. Как показывает статистика в США, баллоны повреждаются крайне редко, и даже при этом пожаров не происходит.

По классификации горючих веществ МЧС РФ, метан входит в самый безопасный четвертый класс, в то время как бензин – в третий, а пропан и бутан – во второй. А ведь очень многие частные владельцы устанавливают на свои автомобили газобаллонное оборудование для работы на смеси пропана и бутана.

Фото: Архив пресс-службы

Автомобиль на газе стоит много

Да, автомобиль на газомоторном топливе стоит больше, чем дизельный или бензиновый. Однако сейчас IVECO предлагает специальные условия на приобретение Stralis NP в лизинг – три бесплатных месяца владения, или специальная субсидированная лизинговая ставка и бесплатное техобслуживание в первые два года, или до 250 тысяч километров пробега.

В любом случае эксплуатация автомобиля на газе за счет снижения расходов на топливо обходится дешевле, и со временем это окупает более высокую цену автомобиля с ГБО. Быстрее всего окупаются автомобили при интенсивной эксплуатации – то есть коммерческий транспорт.

Газ не решает экологических проблем

Газ сгорает эффективнее, чем бензин или дизельное топливо. Содержание вредных веществ в отработавших газах двигателя на метане ниже, чем у традиционных топлив. Особенно существенно снижение выбросов сажи (твердых частиц), ее почти не образуется. В отработавших газах автомобиля на метане более чем в два раза снижено содержание оксидов азота, которые сейчас считаются главным недостатком дизеля.

Мало где можно заправиться газом

Этот вопрос активно решается – за десять лет количество АГНКС для КПГ в России удвоилось и достигло почти 500. Это не так много, как заправок для сжиженного углеводородного газа (СУГ; обычно это смесь пропана и бутана), которых у нас около 4000, и, конечно, значительно меньше, чем обычных АЗС – их количество исчисляется десятками тысяч.

Однако у многих коммерческих перевозчиков автомобили двигаются по постоянным маршрутам, поэтому важно, чтобы АГНКС были на этом маршруте. В следующие пять лет количество АГНКС должно увеличиться в три с половиной раза, до примерно 1800.

Холодный расчёт на СПГ

Технология сжижения природного газа предусматривает охлаждение его до очень низких температур, при которых газ переходит в жидкое состояние (LNG) и значительно уменьшается в объёме. Это означает, что автомобиль не надо оборудовать множеством газовых баллонов, ему достаточно иметь один или два криогенных топливных бака, предназначенных для хранения СПГ. Но этого объёма топлива автопоезду уже хватает для осуществления региональных и даже магистральных перевозок на значительные расстояния. То есть движение на СПГ вполне можно рассматривать, как полноценную альтернативу дизелю на маршрутах длиной в 300–1000 км с одной заправки.

Читать еще:  Jeep grand cherokee тюнинг двигателя

Газовые СПГ-грузовики имеют два основных преимущества, и в качестве примера принято ставить в пример опыт КНР, где сейчас сконцентрирован самый большой парк автотранспорта в мире.

В Китае, где применение СПГ в коммерческих автомобилях в последнее время очень распространилось, отмечают, что литр дизеля сейчас обходится в 7,57 юаней (73,5 руб.), в то время, как один килограмм СПГ стоит всего 4,2 юаня (40,8 руб.). В пересчёте это означает, что автоперевозчики, эксплуатирующие газовые автомобили получают экономию в размере 0,45–0,7 юаня (4,3–6,8 руб.) на каждом километре пути.

Выпуск коммерческих грузовиков в Китае в 2017 и 2018 гг., включая шасси

2017 г.2018 г.
Всего грузовиков (кроме пикапов и SUV)2 587 7412 794 127
Седельные тягачи, из них:585 193470 283
дизельные527 247418 914
электротягачи32195
газовые57 62551 274
Тяжёлые грузовики, из них:564 471642 082
дизельные560 527629 172
бензиновые10
электрические1841374
газовые375011 536
Среднетоннажные грузовики, из них:234 013172 573
дизельные232 425171 589
бензиновые565
электрические1426385
топливные элементы39
газовые157495
Лёгкие грузовики, из них:1 738 3101877 752
дизельные1 381 3991 391 515
бензиновые306 250442 426
гибридные1571044
электрические50 37742 589
газовые127178
Мини-грузовики, из них:560 711628 031
дизельные60 41820 462
бензиновые493 023576 231
электрические727031 338

Выхлопы газовых грузовиков и автобусов наносят намного меньший вред окружающей среде. Выполнение экологических норм Euro 5 у СПГ-транспорта вообще обходится без громоздкой системы нейтрализации и раствора мочевины. А количество СО2 в выхлопе значительно ниже, чем у дизельного двигателя.

Кроме двух главных преимуществ, есть ещё и второстепенные:

  • жидкое газовое топливо невозможно украсть;
  • зимой не нужно беспокоиться об СПГ, оно никогда не замёрзнет.

Среди мировых лидеров по числу газобаллонных автомобилей лидируют Китай (5,3 млн автомобилей), Пакистан (3,1 млн), Индия и Иран (по 4 млн). Львиная доля (60–70%) приходится на легковой транспорт.

Чтобы понять, сколько в Китае экологически чистого коммерческого транспорта и какова его перспектива, достаточно привести свежую статистику производства. Доля газомоторной коммерческой техники в 2018 году достигла 3,27% для грузовиков и 3,22% для автобусов. Разбиение по классам, видам топлива и используемой тяги даёт богатую пищу для размышлений и о перспективе электрогрузовиков и электробусов, выпуск которых составляет 2,71% и 14%, соответственно.

Выпуск автобусов в Китае в 2017 и 2018 гг., включая шасси

2017 г.2018 г.
Всего автобусов526 049454 423
Большой и особо большой класс, из них:93 27077 724
дизельные33 33330 348
бензиновые3873
гибридные1
гибридные PHEV91884540
электробусы43 37141 114
топливные элементы1175
газовые73398495
Средний класс, из них:85 11572 682
дизельные38 98025 406
бензиновые47365428
гибридные31633661
гибридные PHEV35 28334 405
электробусы31240
газовые29223542
Малый класс, из них:347 664334 322
дизельные252 632230 543
бензиновые66 31654 030
гибридные613
гибридные PHEV2991 472
электробусы26 83722 972
топливные элементы98390
газовые1 42124 912

Перспективы сжиженного водорода

Помимо непосредственного сжижения и использования в таком виде из природного газа также можно получить еще один энергоноситель – водород. Метан это СН4, пропан С3Н8, а бутан С4Н10.

Водородная составляющая присутствует во всех этих ископаемых топливах, надо лишь выделить ее.

Чтобы водород из состояния газа перевести в жидкость, его требуется охладить до -253 °С. Для этого используются многоступенчатые системы охлаждения и установки «сжатия/расширения». Пока подобные технологии слишком дороги, но работа по их удешевлению ведется.

Рекомендуем также прочесть другую нашу статью, где мы подробно рассказали, как сделать водородный генератор для дома своими руками. Подробнее – переходите по ссылке.

Также в отличие от LPG и LNG сжиженный водород гораздо более взрывоопасен. Малейшая его утечка в соединении с кислородом дает газовоздушную смесь, которая воспламеняется от малейшей искры. А хранение жидкого водорода возможно лишь в специальных криогенных контейнерах. Минусов у водородного топлива пока слишком много.

Заключение

Когда возникают дискуссии о газомоторном топливе и его медленном распространении, всегда поднимается вопрос о том, что первично: парк газобаллонных автомобилей или сеть газовых заправок. Абсолютно понятно, что первична заправочная сеть. Отсюда вытекает извечный вопрос: кто виноват? Собственники заправочных сетей. Собственникам не интересно то, что интересно стране, ибо не видят они в том прибыли. Собственники и далее будут продолжать саботаж газификации транспорта.

Что делать? Единственным действенным средством борьбы с естественными монополиями и стимулирования экономики в целом остается национализация в первую очередь ПАО «Газпром», всех его дочерних предприятий и всех газораспределительных сетей. Негоже предприятиям, решающим экономические и социальные задачи в масштабах Российской Федерации, субъектов и частей субъектов Федерации, служить для удовлетворения амбиций узкого круга физических лиц. Регулирование тарифов на данном направлении не более чем паллиатив.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector