Автомобили на природном газе доклад

Обновлено: 02.07.2024

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.

Получение и хранение сжиженного природного газа

Сжижение природного газа – не новая технология, ей уже более ста лет. Она была запатентована в США в 1914 году, а через три года был построен первый завод. С тех пор производство СПГ прочно вошло в нефтегазовый сектор, однако повышенный интерес к нему стал проявляться только в последние годы в связи с ростом экологических требований к источникам энергии.

СПГ производят путем охлаждения природного газа, состоящего в основном из метана, до точки сжижения -162° по Цельсию. В процессе сжижения от газа отделяются и отфильтровываются кислород, сера, азот, двуокись углерода и вода. Поэтому полученный продукт отличается высокой чистотой. После сжижения газ транспортируется в жидком состоянии и в пункте назначения может быть опять восстановлен в газообразную фазу на специальных СПГ терминалах (регазификация).

В настоящее время существует несколько промышленных технологий сжижения природного газа, в основе которых лежит один из двух способов: каскадный процесс или процесс Линде (разновидностью его является процесс Клода).

В каскадном процессе газ, сжижающийся при более высокой температуре, используется в жидком виде для охлаждения и сжижения второго газа, находящегося под избыточным давлением, температура сжижения которого ниже. Второй сжиженный газ, в свою очередь, используется в третьем каскаде для охлаждения и сжижения еще более трудно конденсируемого газа и т.д. Для сжижения природного газа достаточны три цикла с использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана.

Процесс Линде основан на эффекте Джоуля-Томсона. Предварительно охлажденный и находящийся под давлением газ пропускается через теплоизолированный трубопровод, в котором имеется сужение (дроссель) или пористая перегородка. За дросселем газ расширяется, в результате чего происходит его дальнейшее охлаждение. После нескольких таких циклов газ достигает температуры сжижения.

Хранится сжиженный природный газ при давлении от 3 до 10 бар в емкостях с вакуумной изоляцией. Температура хранения варьируется в зависимости от состава газа и давления. При атмосферном давлении температура СПГ не должна превышать -162° C.

Сжиженный природный газ как автомобильное топливо

Одним из главных преимуществ СПГ является снижение выбросов СО2 и других парниковых газов (до 30% по сравнению с бензином и дизтопливом). Это делает его весьма востребованным в контексте общей тенденции к более экологичным энергетическим решениям. Применение СПГ также позволяет укладываться в строгие современные нормы выбросов, чего не удается достичь с другими видами топлив.

Сжиженный природный газ (как и сжатый газ) существенно снижает коррозию и износ частей двигателя по сравнению с бензином. Это связано с тем, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндра при холодном пуске. Дизельные моторы, работающие на природном газе, зачастую проходят свыше 800 000 км без капремонта.

Молекула метана обладает высокой стойкостью, поэтому октановое число природного газа составляет от 105 до 120 единиц, что является причиной его высокой антидетонационной стойкости. Выбросы двигателей, работающих на газе, чище, с меньшим содержанием углерода и твердых частиц (сажи).Объемная плотность энергии СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у сжатого природного газа. Плотность энергии сжиженного природного газа сравнима с пропаном и этанолом, но составляет лишь 60% плотности энергии дизтоплива, и 70% бензина.

Широкому коммерческому использованию СПГ препятствует более высокая стоимость производства и необходимость хранения в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом истощения запасов нефти, повышения экологических требований, газификация автомобильного транспорта, особенно тяжелых грузовиков и автобусов будет возрастать.

Устройство топливной системы автомобиля на СПГ

В качестве примера рассмотрим топливную систему HPDI 2.0 (High Pressure Direct Injection) канадской компании Westport – ведущего производителя оборудования для сжиженного природного газа. Система HPDI 2.0 заменяет приблизительно 95% дизельного топлива природным газом. Технология Westport HPDI является единственной, которая максимально использует природный газ, сохраняя при этом мощность, крутящий момент, КПД и топливную эффективность, достигаемые при работе на дизтопливе. При этом значительно сокращаются эксплуатационные расходы, так как природный газ намного дешевле. Установка HPDI 2.0 не требует никакой переделки основных компонентов стандартного дизельного мотора. Ее также можно легко приспособить для работы на сжатом природном газе.

Устройство системы Westport HPDI 2.0

Основой топливной системы двигателя является инновационная форсунка с двойной концентрической иглой, разработанная в сотрудничестве с Delphi. Она позволяет впрыскивать под высоким давлением в камеру сгорания небольшое количество дизельного топлива и большие объемы природного газа. Природный газ подается в конце такта сжатия. Однако для его воспламенения при давлении, которое обеспечивает обычный дизельный двигатель, требуется более высокая температура. Поэтому для облегчения воспламенения в цилиндр предварительно впрыскивается небольшое количество дизельного топлива с последующим основным впрыском природного газа. Горящее дизтопливо мгновенно поджигает горячие продукты сгорания в цилиндре, а те, в свою очередь, впрыскиваемую следом порцию природного газа.

Сжиженный природный газ хранится в специальном баке, в котором смонтирован оригинальный криогенный насос. Из бака газ подается в испаритель, использующий тепло охлаждающей жидкости двигателя. На выходе из испарителя газ имеет температуру около 40° C при давлении 30 МПа. Далее газ фильтруется и направляется в модуль топливоподготовки, а затем подается к форсункам.

Природный газ является самым экологичным ископаемым топливом. Использование природного газа в автомобилях позволяет снизить содержание в выхлопе углекислого газа на 25%, угарного газа на 75%. Основным компонентом природного газа выступает метан. Природный газ храниться под давлением 200 бар, поэтому другое его название – сжатый (компримированный) природный газ (Compressed Natural Gas, CNG). В настоящее время свыше 15 миллионов автомобилей в мире эксплуатируется на природном газе.

Другим преимуществом природного газа является его низкая цена (метан в 2-3 раза дешевле бензина). К недостаткам использования природного газа можно отнести падение мощности автомобиля (до 20% в зависимости от конструкции), неразвитая сеть заправочных станций в России, повышенный износ клапанов при работе двигателя на газе, высокая стоимость газобаллонного оборудования.

Отдельно необходимо сказать о безопасности автомобилей на природном газе. Исследования немецкого автомобильного клуба (ADAC) показали, что риск возникновения пожара при лобовом и боковом ударе транспортного средства не увеличивается. То есть при аварии автомобиль, работающий на природном газе, ведет себя как обычный автомобиль.

Различают следующие виды автомобилей на природном газе:

серийные автомобили (выпущенные серийно на заводах автопроизводителей);
модифицированные автомобили (переоборудованные на специализированных предприятиях).

Серийные автомобили на природном газе

Серийные автомобили на природном газе выпускаются в двух вариантах исполнения: двухтопливные (газ и бензин используются на равных правах, имеется возможность переключения режимов) и монотопливные (основное топливо газ, имеется аварийный бензобак, автоматическое переключение на бензин). Монотопливные автомобили лучше приспособлены для работы на природном газе, у них оптимальный расход топлива и низкий уровень вредных выбросов.

Для перевода на природный газ автопроизводители используют имеющиеся бензиновые двигатели (двигатели с искровым зажиганием). Наилучшим образом для перевода на газ приспособлены двигатели с турбонаддувом. Адаптация работы турбокомпрессора (большее сжатие, дополнительное давление наддува) позволяет добиться одинаковой для газа и бензина характеристики мощности и крутящего момента двигателя.

Особенностями сжатого природного газа являются повышенная детонационная стойкость (октановое число 130) и отсутствие смазывающих свойств, что приводит к повышенным нагрузкам на двигатель. Для противодействия перечисленным факторам в механическую часть двигателя вносятся различные изменения, повышающие прочность отдельных элементов и узлов (поршневых пальцев и колец, шатунных вкладышей, направляющих и седел клапанов). При необходимости повышается теплопроводность бензиновых форсунок, увеличивается производительность водяного и масляного насосов, заменяются свечи зажигания.

Серийные автомобили на природном газе предлагают большинство автопроизводителей, в том числе Audi, BMW, Citroen, Chevrolet, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot, Seat, Skoda, Toyota, Volkswagen, Volvo. Автомобили реализуются в регионах, где использование природного газа наиболее распространено. В нашей стране серийные автомобили на природном газе официально не продаются. Серийный автомобиль на природном газе с пробегом можно ввести в страну.

Модифицированные автомобили на природном газе

Теоретически все автомобили с бензиновым двигателем могут быть переоборудованы для работы на природном газе. Специализированные центры предлагают установку газобаллонного оборудования на природном газе от различных производителей. В результате вы получаете двухтопливный автомобиль, способный работать на газе и бензине. Ввиду высокой стоимости газобаллонное оборудование на природном газе устанавливается, в основном, на коммерческий транспорт (такси, автобус, грузовые автомобили), где оно быстрее окупается и позволяет получить существенную выгоду.

Дизельные двигатели также могут быть переведены на природный газ. Здесь реализуется два подхода: принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси (установка системы зажигания вместе с газобаллонным оборудованием); самовоспламенение топливно-воздушной смеси (работа двигателя на смеси дизельного топлива и природного газа). Ввиду высокой стоимости на природный газ переводятся дизельные двигатели автобусов и грузовиков.

Газобаллонное оборудование

Газобаллонное оборудование (ГБО) для работы на сжатом природном газе объединяет систему питания газом и электронную систему управления. Состав газобаллонного оборудования для серийных и модифицированных автомобилей в основном идентичен и может иметь конструктивные различия в зависимости от конкретного производителя ГБО.

Система питания природным газом включает заправочную горловину, газовые баллоны, газовую магистраль высокого давления, регулятор давления газа, газовую распределительную магистраль и клапаны подачи газа.

Заправочная горловина (газозаправочный штуцер) располагается рядом с заливной горловиной топливного бака. Через нее при заправке газ под давлением поступает в газовые баллоны. В зависимости от объема двигателя, конструкции автомобиля устанавливается один или несколько толстостенных газовых баллонов различной емкости. В серийных автомобилях баллоны размещаются, как правило, под днищем автомобиля, в модифицированных автомобилях – в багажном отсеке. Баллоны крепятся к корпусу хомутами.

Из баллонов газ по магистрали высокого давления поступает в регулятор давления газа, который обеспечивает снижение давления газа до номинального рабочего давления (7-9 бар). В газобаллонном оборудовании используются регуляторы давления диафрагменного или плунжерного типа. Снижение давления (расширение) газа сопровождается его сильным охлаждением. Для предотвращения замерзания корпус регулятора давления газа включен в систему охлаждения двигателя.

Газ номинального рабочего давления поступает в газовую распределительную магистраль и далее к клапанам подачи газа во впускном коллекторе. Клапан подачи газа (в некоторых источниках – газовая форсунка) представляет собой электромагнитный клапан. При подаче тока на катушку электромагнита, поднимается якорь и открывается дозирующее отверстие. Газ в импульсном режиме поступает во впускной коллектор и смешивается с воздухом. При отсутствии тока, пружина удерживает клапан в закрытом положении.

Электронная система управления подачей газа включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. Для серийных автомобилей система управления подачей газа является расширением системы управления двигателем. Модифицированные автомобили имеют отдельную систему управления.

К входным датчикам относятся датчик давления в баллоне и датчик давления в газовой распределительной магистрали. Датчик давления в баллоне располагается на регуляторе давления. Он определяет запас газа в баллоне (баллонах) величину заправки газом, а также герметичность баллона (баллонов). Датчик давления в газовой распределительной магистрали определяет давление газа в контуре низкого давления, на основании которого определяется продолжительность открытия клапанов подачи газа.

Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления. В своей работе блок управления использует информацию от других датчиков систему управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, кислородного датчика и др. В соответствии с заложенным алгоритмом блок управления выполняет рад функций:

управление впрыском газа (в зависимости от числа оборотов двигателя, нагрузки, качества и давления газа);
лямбда-регулирование работы на газе (обеспечение работы на гомогенной смеси, адаптация качества газа);
холодный пуск двигателя (при температуре воздуха ниже 10оС запуск двигателя производится на бензине);
аварийный пуск двигателя (если в течение нескольких секунд не производится запуск на газе, производится запуск на бензине).

Перечисленные функции реализуются с помощью исполнительных устройств: клапанов подачи газа, запорных клапанов на баллонах, клапане высокого давления в регуляторе давления.

В настоящее время автомобили, работающие на природном газе, считаются самыми экологичными. Содержание углекислого и угарного газов в выхлопе таких автомобилей на 25% и 75% соответственно меньше. Чаще всего, в роли природного газа выступает метан. Он закачивается в баллон под высоким давлением — до 200 бар. На сегодняшний день, более 15 миллионов автомобилей работают на метане.

Вторым преимуществом использования в автомобиле метана, является его доступная стоимость. Она ниже бензина в 2-3 раза.

Значимыми недостатками этого вида топлива, является падение мощности двигателя до 20%. Также во многих регионах еще недостаточно развиты сети заправок. При работе на природном газе, клапана быстрее изнашиваются, а стоимость газобаллонного оборудования достаточно высока.

Касаясь вопросов безопасности, то автомобили, работающие на природном газе, при лобовом столкновении имеют риск возникновения пожара точно такой же, как и обычный автомобиль, использующий в качестве топлива бензин.

Существует несколько типов автомобилей, работающих на природном газе:

Серийные модели — в них газовое оборудование предусмотрено заводом изготовителем;
Модифицированные авто — имеют доработанную топливную систему, адаптированную к потреблению природного газа.

Серийные автомобили

В первом случае, имеется специальный переключатель, управляя которым водитель может выбрать желаемое топливо – бензин или газ.
Во втором случае, автомобиль работает только для работы на газе. В них оптимально настроен уровень потребления топлива и снижено до минимума количество вредных веществ в выхлопных газах.

Для того чтобы имеющийся бензиновый двигатель автомобиля начал работать на газе, производители чаще всего используют модели, оснащенные турбонаддувом. В процессе адаптации турбокомпрессора устанавливается более высокий уровень сжатия и наддува. В результате мощность двигателя и его крутящий момент не снижаются.

Природный газ имеет высокую детонационную стойкость (его октановое число равно 130). Отсутствие смазывающих свойств повышает уровень нагрузки на рабочие органы двигателя. Для того, чтобы двигатель служил максимально долго, многие из элементов дорабатываются. В частности, изменениям подвергаются шатунные вкладыши, поршневые кольца и пальцы, направляющие и седла. В некоторых случаях изменению подвергаются форсунки, увеличивается мощность масляного и водяного насоса.

Многие крупнейшие автомобильные концерны занимаются серийным выпуском автомобилей, работающих на природном газе. Среди них Citroen, Chevrolet, Fiat, Ford, Honda, Audi, BMW, Citroen, Chevrolet и другие.

Продажа таких автомобилей сосредоточена в большей степени в регионах, где сконцентрированы газовые заправки. В России автомобили, работающие на природном газе, пока не выпускаются, но при желании такую машину можно ввести из заграницы.

Автомобили, доработанные установкой газового оборудования

Практически любой автомобиль, двигатель которого работает на бензине, может быть переоснащен под природный газ. Многие центры предоставляют услуги по установке газобаллонного оборудования. В итоге, автомобиль может работать на двух типах топлива. Высокая стоимость оборудования способствует тому, то оно в большей степени устанавливается на коммерческий транспорт, например, на грузовые автомобили, такси и автобусы. На них затраты на переоборудования окупаются достаточно быстро.

Для переоснащения на работу с природным газом можно перевести и дизельные двигатели. Для этого существуют два подхода:

Первый — принудительное воспламенение горючей смеси. Для этого, помимо основного газобаллонного оборудования устанавливается дополнительная система зажигания.

ГБО (газобаллонное оборудование)

Газобаллонное оборудование включает в себя систему управления и питания двигателя газом. Основной состав, входящих в систему узлов и компонентов неизменен. Сюда входят: заправочная горловина, баллоны высокого давления, магистраль, клапаны подачи газа.

Головина для заправки расположена в непосредственной близости с горловиной топливного бака. Через нее производится нагнетание газа в баллоны. В автомобиле может быть установлен один или несколько газовых баллонов. Серийные автомобили имеют газовые баллоны, установленные под днищем. В модифицированных авто, они расположены в багажнике.

Двигаясь из баллонов по магистрали, газ поступает в специальный регулятор давления. Он снижает высокое давление до показателей 7-9 бар. Расширение газа происходит с резким понижением температуры, поэтому корпус регулятора подключается к системе охлаждения авто.

Газ с рабочим давлением поступает в распределительную магистраль, а затем направляется в впускной коллектор. Клапан подачи газа имеет электромагнитный механизм. Работая импульсно, клапан подает в камеру необходимый объем газа, который смешивается с воздухом и образует горючую смесь.

Если питание электрический ток не подается на клапан, то газ в систему не поступает. Система управления газобаллонным оборудованием включает в себя несколько датчиков: датчик давление газа в баллонах и в распределительной магистрали.

Для работы, система управления использует данные, получаемые от датчика частоты вращения коленвала, кислородного датчика и положения дроссельной заслонки.

Встроенный алгоритм позволяет реализовать несколько функций:

Нормировать количество впрыскиваемого газа в зависимости от оборотов двигателя, давления газа и нагрузки;
Адаптировать качество газа, исходя из показателей лямбда зонда;
Производить холодный пуск мотора при температуре окружающего воздуха ниже +10°С. Он производится на бензине, после чего, система переходит на режим потребления газа.
Производит аварийный пуск двигателя. Если по каким-то причинам в течение нескольких секунд не производится запуск на газе, система переключается на бензин.

Все вышеперечисленные функции выполняются с использованием следующих исполнительных узлов системы: клапана высокого давления, запорных клапанов, установленных на баллоне.

Физико-химические свойства природного газа как перспективного вида топлива, условия и особенности его применения в транспортной сфере. Преимущества и недостатки использования данного топлива в двигателях внутреннего сгорания, устройство его системы.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	05.02.2018
Размер файла	79,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Контрольная работа

Природный газ как источник энергии для двигателей внутреннего сгорания

Введение

газ топливо транспортный двигатель

Объектом исследования выполняемой данной контрольной работы является природный газ как источник энергии для двигателя внутреннего сгорания.

Для достижения поставленной цели будут решены следующие задачи:

? Изучим устройство и принцип действия газового двигателя;

? Ознакомимся с видами газового топлива;

? Рассмотрим природный газ как моторное топливо;

? Ознакомимся с физико-химическими свойствами газового топлива.

Говоря о разработанности темы выполняемой контрольной работы, хочу отметить, что мною использована в основном специальная литература, которая будет перечислена в списке литературы, после разъяснения всех основных аспектов данной выполняемой работы, и, конечно же, основном описательном методе для изучения предмета.

Для более точного констатирования фактов, мною использовалась схема исследования, в которой по каждому пункту и вопросу были проанализированы теоретические, практические и организационные аспекты:

· Необходимость использования природного газа;

· Преимущества и недостатки использования природного газа как источник энергии для двигателя внутреннего сгорания;

· Устройство системы питания двигателя внутреннего сгорания.

Тема данной выполняемой контрольной работы раскрыта под определенным углом зрения, чтобы уделить отдельным вопросам особое внимание.

1. Необходимость применения природного газа

Экологическая безопасность газовых двигателей в начале 21 века стала главным фактором, делающим преимущества газового моторного топлива неоспоримыми. Эта безопасность определяется тремя факторами:

· сокращение расхода быстро истощающихся ресурсов;

· значительно меньшими выбросами в воздух загрязняющих веществ двигателями, работающими на газе, чем использующими нефтяные топлива;

· снижением выброса тепличных газов.

Природные ресурсы метана на порядок превышают запасы нефти. При этом в случае применения природного газа в качестве моторного топлива практически все добытое из недр может быть использовано по квалифицированному назначению. Нефтяные же топлива получаются после переработки, при этом доля светлых нефтепродуктов далека от 100%. То есть применение нефтяного топлива требует большего истощения природных ресурсов, чем потребляется топлива. Расчеты показывают, что в случае перевода транспортных средств на газовое топливо, топливная безопасность человечества составит не меньше 200 лет. В то время, как ресурсы нефти могут истощиться за 30 - 50 лет, то есть за очень короткий срок для перестройки энерго-ресурсной политики.

Тепличный газ - двуокись углерода - образуется при сгорании углерода, входящего в состав топлива. Содержание углерода в составе метана 75% по весу, в составе бензина 85%. Поэтому при полном сгорании метана образуется двуокиси углерода (СО2) на 13% меньше, чем бензина. То есть применение природного газа в качестве автомобильного топлива вместо бензина приведет и к снижению выделения парниковых газов, что в последнее время становится одной из главных экологических проблем Земли.

2. Природный газ как источник энергии для двигателя внутреннего сгорания

Природный газ - это полезное ископаемое. Газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного происхождения (то есть отложений давно живших организмов) под действием высоких давлений и температур.

На сегодняшний день природный газ является наиболее важным первичным источником энергии. Все газообразные, в большинстве своем неочищенные углеводородные соединения, которые добываются из недр земли и являются горючими, называются природным газом. Они не имеют запаха и содержат множество примесей.

В топливно-энергетических ресурсах мира природный газ оценивается в 630 млрд. м3 тут, что составляет 4,9% от общей суммы топливных ресурсов, а возможное извлекаемое количество его определяется в 500 млрд. м3 тут, т.е. Около 80% от прогнозных ресурсов. Известно, что доля природного газа в общемировом энергетическом балансе с 1900 г. возрастала медленными темпами и в мировом потреблении различных видов топлива в начале текущего столетия оценивалось в 0,9%.

Природный газ - это лучший вид чистого и удобного топлива.

На нем можно готовить, им можно отапливать дома. На нем можно готовить, им можно отапливать дома. Природный газ имеет широкое применение в народном хозяйстве. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирование процесса горения.

Теплота сгорания метана составляет 49,4 МДж/кг. У автомобильного бензина этот показатель равен 45,2 МДж/кг, что на 9% меньше. По сравнению с авиационным керосином преимущества метана еще выше - 11%. Это дает перспективу применения метана в качестве авиационного моторного топлива, поскольку весовые показатели в этом виде транспорта являются решающими.

Топливная экономичность газового двигателя - наиболее важный показатель автомобильного мотора - определяется октановым числом топлива и пределом воспламенения топливовоздушной смеси.

Октановое число является показателем детонационной стойкости топлива, которая ограничивает возможность применения топлива в мощных и экономичных двигателях с высокой степенью сжатия. В современной технике октановое число является главным показателем сортности топлива: чем оно выше, тем качественнее и дороже топливо. Благодаря высокой стойкости молекулы метана природный газ имеет наиболее высокое значение октанового числа из всех углеводородных топлив от 105 до 120 единиц, то есть имеет детонационную стойкость выше, чем у эталона этого показателя - изооктана. Наиболее распространенные в России бензины имеют октановые числа: 80-АИ, АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Это качество позволяет применять природный газ не только для всех видов находящихся в эксплуатации двигателей с искровым зажиганием, но и форсировать эти двигатели по степени сжатия, улучшая мощностные и экономические показатели.

Природный газ в большинстве стран является наиболее распространенным видом альтернативного моторного топлива. Природный газ в качестве моторного топлива может применяться как в виде компримированного, сжатого до давления 200 атмосфер, газа, так и в виде сжиженного, охлажденного до -160°С газа. В настоящее время наиболее перспективным является применение сжиженного газа (пропан-бутан). В Европе это топливо называется LPG (Liquefied petroleum gas - сжиженный бензиновый газ). В то время как сжатый газ (метан) находится в баках под давлением 200 бар, что само по себе представляет повышенную опасность, LPG сжиживается при давлении 6-8 бар. В Европе сегодня насчитывается около 2,8 млн машин, работающих на LPG.

2.1 Физико-химические свойства топлива

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 расчетные 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 процента 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.

* давление газа в баллонах, не менее 19,62 (200) Мпа (кгс?/?см2);

* температура газа, подаваемого на заправку газобаллонных автомобилей,°C, не более

Ввиду повсеместных усилий, направленных на снижение выбросов СO₂, природный газ приобретает все большую важность в качестве альтернативного вида топлива для автомобилей. Сжатый природный газ (СПГ), который не следует путать со сжиженным нефтяным газом (СНГ), в основном состоит из метана. Сжиженный нефтяной газ в основном состоит из пропана и бутана. Работа двигателя на сжатом природном газе несколько отличается. Вот о том как происходит работа двигателя на природном газе, мы и поговорим в этой статье.

Применение сжатого природного газа на автомобилях

По сравнению с бензином, при сгорании сжатого природного газа образуется приблизительно на 25% меньше СO₂. Таким образом, сжатый природный газ дает наименьшее количество выбросов СO₂ из всех видов ископаемого топлива. Применение в качестве топлива биогаза позволит в еще большей степени снизить глобальные выбросы парниковых газов. В связи с более низким содержанием СO₂ в отработавших газах, транспортный налог на автомобили, работающие на сжатом природном газе, во многих странах снижен.

Тем временем различные производители начали предлагать варианты автомобилей, оборудованных для работы на сжатом природном газе. При этом баллоны для СПГ большего объема размещаются более удобно и эффективно, без потерь полезного объема багажного отделения, практически неизбежных при доделке автомобилей.

Принцип действия модуля регулирования давления

Поток газа со стороны высокого давления через регулируемую дроссельную диафрагму поступает в камеру низкого давления, в которой находится мембрана. Мембрана через регулирующий стержень регулирует степень открытия дроссельной диафрагмы. Когда давление в камере низкого давления понижается, мембрана прижимается пружиной к дроссельной диафрагме, которая открывается, позволяя возрастать давлению на стороне низкого давления. При повышении давления в камере низкого давления пружина дополнительно сжимается, и дроссельная диафрагма закрывается. Уменьшение проходного сечения дроссельной диафрагмы вызывает снижение давления на стороне низкого давления. В установившемся режиме образуется проходное сечение дроссельной диафрагмы, требуемое для создания рабочего давления, и давление в камере низкого давления остается практически постоянным.

Минимальные колебания рабочего давления при изменениях нагрузки свидетельствуют об исправности регулятора давления.

Читайте также: