г л
ПРИРОДНЫЙ гез
кем
ЙВТОМОБИПЬНОЕ
топпиво
V_)
В НАЧАЛЕ ХХ века журнал «Автомобилист» сообщил: «Имея в виду высокую стоимость бензина и постоянную тенденцию к дальнейшему повышению цен на него, нельзя не приветствовать появление на автомобильном рынке приборов и устройств, преследующих цели экономии бензина, сокращение расхода этого дорогого топлива автомобильных моторов». Прошло сто лет. И что же изменилось с тех пор?
К середине 2010-х гг. мировой парк автомобилей превысил 500 млн. Цена на нефть упала до 60 долл. за баррель только к концу 2014 г., до этого она постоянно росла, и многие эксперты утверждают, что она подешевела ненадолго. Для автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) учёные все активнее ищут альтернативу бензину и дизтопливу. Они объявили, что через 30 лет человечество исчерпает нефть из недр земли. Истории известно, что для работы первых ДВС использовали газовое топливо. Но во многих странах выбрали также и природный газ как дополнение к бензину. Специалисты давно говорят о возможностях природного газа помочь человечеству успешно решать технические, экономические и экологические проблемы, возникающие на пути автомобилизации.
Европейская экономическая комиссия ООН приняла резолюцию, предусматривающую к 2020 г. перевести на природный газ 10% (около 30 млн) автотранспортных средств. Сенат США принял закон о введении налоговых льгот для владельцев автомобилей, работаю-
щих на природном газе. Государственная программа Японии «Транспорт на чистых энергоносителях» предусматривает увеличение числа автомобилей на природном газе до 1 млн единиц. Остановимся на некоторых фактах применения в России, ведущей стране в мире по добыче и запасам природного газа, моторного топлива для работы автомобильных ДВС.
Наша страна одной из первых начала промышленное использование природного газа в автомобильных ДВС. В тезисах автотракторной топливной конференции 1930 г. можно прочитать: «Природные газы, богатыми месторождениями которых изобилует наша страна, также могут занять по праву одно из первых мест среди горючего для автотранспорта». Уже в 1939 г. ЗиС и ГАЗ освоили серийный выпуск газобаллонных автомобилей (ГБА), а в 1949 г. с конвейеров пошли усовершенствованные ГБА ЗИС-156 и ГАЗ-51Б. К 1960 г. построили тридцать мощных автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) для заправки 40 тыс. автомобилей.
Учёные и инженеры отметили достоинства природного газа: увеличение ресурса двигателя, отсутствие детонации (октановое число газа - 115), снижение расхода масла в полтора раза, отсутствие нагара и сажи в цилиндрах и уменьшение вредных веществ в отработавших газах. К недостаткам отнесли: падение мощности двигателя до 15%, увеличение времени разгона автомобиля на 30%, уменьшение максимальной скорости на 5-6% и угла преодолевае- 5 мого подъема на 30-40%. Газовые бал- § лоны снижали грузоподъёмность. По- £ вышались и расходы на обслуживание | и ремонт автомобиля. §
В 1981-1983 гг. в стране были наме- $ чены мероприятия до 2000 г., по кото- | рым планировалось довести число ав- 2 томобилей, работающих на природном I газе, до 1 млн и построить 1012 АГНКС. | Для снижения холостых пробегов авто- « мобилей и увеличения использования | оборудования АГНКС (особенно во вто- | рую и третью смены) предполагалось = выпустить две тысячи передвижных автомобильных газозаправщиков (ПАГЗ).
© Лев Осин
73
Но в 1991 г. в стране произошли события, из-за которых выполнение программы прекратили.
Отмеченные выше работы выполнялись по принятой концепции переоборудования на компримированный природный газ (КПГ) автомобилей, спроектированных и выпускаемых как бензиновые и дизельные. Было освоено производство газобаллонного оборудования (ГБО). С конвейеров заводов сходили дооборудованные двухтопливные бензогазовые и газодизельные автобусы, грузовые и легковые автомобили. На автопредприятиях самостоятельно оборудовали автомобили комплектами ГБО. Число газобаллонных автомобилей (ГБА), работающих на природном газе, превысило 100 тыс. Но у бензиновых автомобилей при работе на природном газе ухудшались эксплуатационные свойства, а газодизельные КамАЗы, выпущенные в 1986 г. небольшим количеством, не получили одобрения у автомобилистов из-за ошибки в конструкции системы управления двигателем.
Снижение объемов перевозок грузов и пассажиров, возгорания и взрывы автомобилей, отравления газом водителей, отсутствие заправок и другие недостатки вызывали негативное отношение общества к использованию автомобилями природного газа, и их число стало сокращаться. Замедлилось развитие инфраструктуры и строительства АГНКС. На автопредприятиях перестали реконструировать участки и цеха для хранения, обслуживания и ремонта ю ГБА. Не помогло активизации исполь-§ зования природного газа автотранспор-£ том вышедшее постановление прави-I тельства РФ от 15 января 1993 г. № 31, § по которому стоимость 1 м3 природного £ газа для автомобилей не должна пре-| вышать 50% стоимости бензина А-76. ® В результате к 2014 г. в России экс-| плуатировалось примерно 80 тыс. авто-| мобилей (около 0.2% автомобильного 1 парка), переоборудованных для рабо-I ты на природном газе, и работали 212 | АГНКС.
Сегодня по действующей с 2004 г. государственной программе газификации автотранспорта (аналогичной про-
грамме 1986-1990 годов) необходимо к 2020 г. увеличить число АГНКС до 1100 единиц и перевести на природный газ более 1 млн автомобилей. Правительство России для реализации этого плана 13 мая 2013 г. выпустило распоряжение за № 767-р «О регулировании отношений в сфере использования газового моторного топлива, в том числе природного газа». Оно предусматривает разработку комплекса правовых, экономических и организационных мер господдержки производства автомобильной техники на природном газе, создание инфраструктуры и технического регулирования при использовании природного газа в качестве моторного топлива.
Распоряжение активизировало интерес к использованию природного газа в автомобильных ДВС. Уже год на площадках разных уровней проводятся научно-практические форумы и конференции, семинары, презентации новых газовых автомобилей и другой транспортной техники. СМИ широко освещают оптимистичные выступления и рапорты участников об успехах газификации автомобильного транспорта и разработанных перспективных проектах.
Большинство экспертов указывают на прошлые и современные значительные достижения наших учёных и инженеров в создании газовых автомобилей. Они отмечают, что в России имеются не только благоприятные условия использования природного газа в автомобильных ДВС, но и накоплен опыт эксплуатации автомобильного транспорта на компримированном природном газе (КПГ) и сжиженном природном газе (СПГ).
Для практики широкого использования природного газа в автомобильных ДВС целесообразно критически оценить некоторые причины неудач предыдущих попыток. Специалисты знают, что транспортная система "автомобиль -водитель - среда" может работать в едином технологическом процессе, если все её звенья исправно функционируют. Сбой в одном из звеньев приводит к отрицательному результату. Эффективная, надёжная и долговеч-
ная работа автомобильного двигателя возможна только на топливе, для которого он создавался. Применять несоответствующее топливо не допускается, так как увеличиваются затраты на обслуживание и ремонт, ухудшаются эксплуатационные свойства автомобиля, могут разрушиться детали двигателя.
В начале проектирования автомобильного ДВС необходимо определиться, какого качества природный газ будет заправляться в газовые баллоны. Строгая регламентация параметров природного газа влияет на рабочий процесс и расчётные показатели. Но природный газ с разных месторождений различается по низшей теплоте сгорания в диапазоне от 33 294 до 47 007 кДж/м3, содержанию метана от 69.1 до 99.6% и имеет диапазон октанового числа от 80 до 115 единиц. Газы могут содержать большое количество сероводорода, смол, пыли, кислорода, цианистых соединений и других примесей, которые сокращают срок службы ДВС. Это доказывает необходимость химической и механической подготовки природного газа перед заправкой автомобиля на АГНКС.
Можно вспомнить ГОСТ 6367-53 "Газы сжатые для газобаллонных автомобилей". По нему на заправках отпускались три разные марки газа: "природный", содержащий (по объёму) 70-98% метана, 1-10% этана и другие примеси, "коксовый метанизированный", имеющий метана не менее 65%, и "коксовый обогащённый", в составе которого не менее 50% метана и не более 12% водорода. Эти газы использовались в двигателях, которые работали на бензинах А-56 и А-66.
По техническим условиям ТУ 51-166-83 "Газ горючий природный сжатый. Топливо для газобаллонных автомобилей" на АГНКС отпускали две марки КПГ: "А" и "Б". Они отличались только плотностью и теплосодержанием из-за разного объёмного состава метана и азота. Газовое топливо оценивалось также по элементарному составу, октановому числу, теплоте сгорания, воспламеняемости, содержанию влаги и степени очистки от загрязняющих примесей. Сегодня
российские автомобилисты получают природный газ, прошедший по газопроводу от скважины до АГНКС, где после сжатия и очистки от примесей его закачивают в газовые баллоны автомобиля. По ГОСТ 27577-2000 "Газ природный топливный компримированный для двигателей внутреннего сгорания" технология не предусматривает изменения компонентного состава газа. Такой подход к стандартизации топлива для ДВС объясняется возможностью устанавливать низкую цену на природный газ из-за отсутствия в технологии этапа переработки сырья с месторождения.
На европейском рынке, в соответствии с Правилами ЕЭК ООН № 49, природный газ как топливо для автомобильных ДВС имеется в двух ассортиментах:
1) ассортимент "Н", в котором крайними эталонными топливами являются
и ^23";
2) ассортимент "Ъ", в котором крайними эталонными топливами являются ^23" и ^25".
Видимо, не случайно в п. 1 распоряжения № 767-р заинтересованные организации должны дать предложения "гармонизации правовых актов Российской Федерации в области стандартизации с соответствующим
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.