Газ - соперник бензина

Газ (фр. gaz, от греч. chaos – хаос) – агрегатное состояние вещества, в котором оно равномерно заполняет весь предоставленный ему объем.

В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было.

Бензин в качестве горючего был использован спустя два десятилетия, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых «самодвижущихся колясках» – автомобилях.

Повсеместный рост количества автомобилей потребовал значительного увеличения объемов производства бензина. О газе, как о возможном моторном топливе, надолго забыли. Лишь через 100 лет после Барнетта, в конце тридцатых годов прошлого столетия, возродилась мысль о его использовании. Тогда появились первые газогенераторные автомобили. Газ вырабатывался в топке, а оттуда подавался в двигатель.

Бензин дорожает, и сегодня его пытаются заменить: и природным газом, и синтезированными газами, и жидкостями, например спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок.

Все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин.

 

Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина – вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше.

Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца.

В отработанных газах бензинового двигателя из-за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) – токсичное для человека вещество.

И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов. Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления. Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества – этил и этилен, а газовый двигатель – метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению. Поэтому углеводородный выброс газового автомобиля менее опасен.

Газ, как моторное топливо, не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам.

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля работает по классическому четырехтактному циклу. Газообразная смесь воздуха и топлива всасывается в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, воспламеняется искрой, давит на поршень и двигает шатунный механизм, а затем выбрасывается из цилиндра.

Чем сильнее можно сжать топливо без возникновения детонации (детонация (лат. detonare – прогреметь) – распространение пламени в веществе со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе), тем больше мощность двигателя. Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси воздуха и распыленного топлива. Для воспламенения смеси нужна определенная концентрация топлива. Газ в сравнении с бензином горит при меньших концентрациях, т. е. при более «бедных» смесях. В случае повышения концентрации газа и обогащения смеси можно добиться увеличения мощности двигателя. Обедняя смесь, наоборот, можно понизить мощность. Возникает возможность изменением состава смеси регулировать мощность двигателя: газ как топливо значительно «послушнее» бензина. Антидетонационную способность топлива определяют октановым числом. Чем оно выше, тем лучше топливо. Среднее октановое число природного газа 105 недостижимо для любых марок бензина.

Эксплуатация показала, что автомобили на газе более выносливы – в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях – ее не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозию металла.

Несмотря на многочисленные достоинства природного газа, закрывать заправочные станции и выбрасывать бензиновые канистры еще рано.

 

Пропан-бутан – синтетическое топливо. Его получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и перевозят под давлением в 1,6 МПа (16 атмосфер). Газобаллонная аппаратура для сжиженного пропан-бутана несколько проще. Процесс заправки машин на газонаполнительных станциях несложен и очень похож на заправку бензином.

По своим свойствам сжиженный пропан-бутан почти не отличается от сжатого природного газа. То же высокое октановое число, те же неплохие экологические и эксплуатационные показатели. Есть у сжиженного пропан-бутана и преимущество перед метаном – 225 литров этого горючего хватает на пробег около 500 километров, а метана, помещающегося в восьми баллонах, – на вдвое меньший. На сжиженном газе работает вдвое меньше машин, чем на сжатом, и вот почему: пропан-бутана получают в 20-25 раз меньше, чем добывают природного газа.

 

Причем в большинстве случаев звучит это именно так, как написано, и только в редких случаях технически грамотные люди уточняют, что прогорает не головка блока, не стенки цилиндра и не та самая прокладка между рулем и сиденьем, а именно выпускные клапана. Что ж, факт есть факт, и горение газа действительно дольше, чем бензина (низкооктанового), и чисто теоретически такое возможно.

Речь идет о том, что в момент открытия выпускных клапанов газовоздушная смесь в цилиндре еще продолжает гореть и, как следствие, должен происходить перегрев выпускных клапанов. Но:

а) подобное происходит на бензиновых двигателях из-за неправильно выставленного зажигания (и где ж тут, простите, газ?);

б) даже спецы из журнала «За рулем» не смогли доказать правильность этого утверждения (справедливости ради стоит отметить, что и не опровергли). И, наконец:

в) правильно выставленное зажигание или использование октан-корректора навсегда закроет для Вас этот вопрос.

Так, в общем-то, оно и есть, поскольку две топливных системы в одном автомобиле – это усложнение конструкции, и если не следить за состоянием трубок и шлангов (что как для бензиновой, так и для газовой системы входит в перечень работ, выполняемых в рамках ТО), то возможно появление неисправностей, которые могут служить причиной возгорания.

Однако не это вызывает претензии и сомнения. Говорят, как правило, об опасности размещения газового баллона в багажнике, рисуя страшные картины последствий взрыва. И вот что странно: баллон из 3,5-4 мм стали, размещенный в багажнике, – это страшно и может взорваться, а топливный бак, по толщине не сильно отличающийся от консервной банки, расположенный в арке заднего правого крыла у ВАЗов 01-07, – это нормально.

В реалиях газовый баллон, оснащенный запорной арматурой с предохранительными клапанами, способен выдержать сильнейший удар. И даже обрыв магистральных трубок не вызовет сколь-нибудь значительной и пожароопасной утечки. Разрушение же баллона может произойти лишь в той ситуации, когда водителю и пассажирам будет, увы, безразлично, что произойдет с ними и с машиной после удара. Например, после наезда грузового состава двигающегося со скоростью в 80 км/ч на неподвижно стоящий автомобиль.

Разумеется, само слово «ГАЗ» несет в себе некое предупреждение об опасности, однако стоит помнить, что пропан-бутановая смесь, используемая в большинстве автомобилей, в обычных условиях тяжелее воздуха, что предотвращает образование газовоздушной смеси, а точка воспламенения этой смеси выше, чем у смеси паров бензина с воздухом.

Еще ряд вопросов и возражений касается непосредственно совместимости систем подачи бензина с газовыми системами. В качестве примеров приводят пересыхание резиновых уплотнителей и засорение жиклеров у карбюраторных автомобилей, выход из строя форсунок и бензонасоса у автомобилей с инжекторной подачей топлива.

Тут самое время воскликнуть: учите материальную часть или читайте инструкцию по эксплуатации!!! Ну, черным по белому везде написано, что у автомобиля, оснащенного газо-топливной системой, запуск двигателя должен осуществляться на бензине с последующим переходом на газ, что топливный бак никогда не должен быть пустым и что бензонасос на автомобилях с электрическими форсунками не отключают. Экономия на топливе не должна доходить до абсурда, если вы, разумеется, не хотите пополнить ряды противников газа, предварительно потратившись на ремонт системы подачи бензина.

По принципу работы, применяемые в настоящее время газовые системы можно разделить на четыре поколения.

Первое поколение ГБО. Системы с вакуумным управлением и механическим дозатором газа, которые устанавливают на бензиновые карбюраторные и простые инжекторные автомобили. В первом поколении ГБО используются как вакуумные, так и электронные газовые редуктора.

Второе поколение ГБО. Механические системы, дополненные электронным дозирующим устройством, работающим по принципу обратной связи с датчиком содержания кислорода (лямбда-зонд). Они устанавливаются на автомобили, оснащенные инжекторным двигателем и каталитическим нейтрализатором отработанных газов (катализатором).

Третье поколение ГБО. Системы, обеспечивающие распределенный синхронный впрыск газа с дозатором-распределителем, который управляется электронным блоком. Газ подается во впускной коллектор с помощью механических форсунок, которые открываются за счет избыточного давления в магистрали подачи газа.

Четвертое поколение ГБО. Это системы распределенного последовательного впрыска газа с электромагнитными форсунками, которые управляются более совершенным электронным блоком. Как и в системе предыдущего поколения, газовое оборудование (ГБО) 4-го поколения использует форсунки, которые устанавливаются на коллекторе непосредственно у впускного клапана каждого цилиндра.

Но на просторах бывшего СССР с этой классификацией произошла необъяснимая метаморфоза. Нераспространенное и неприжившееся третье поколение исчезло, а первое и второе поднялись на ступеньку выше, став вторым и третьим соответственно.

Чтобы избежать путаницы, удобнее применять наименования газобаллонных систем по аналогии с бензиновой топливной системой:

1. «Газовый карбюратор» – соответствует первому поколению ГБО.

2. «Лямбда-контроль система (ЛКС)» – соответствует второму поколению ГБО.

3. «Газовый инжектор», он же «газовый впрыск», – соответствует четвертому поколению ГБО.

Это те поколения, которые можно установить в странах СНГ.

Установка ГБО на инжекторные автомобили отличается тем, что вместо бензоклапана для отсечения подачи бензина используется эмулятор форсунок. Когда подается газ, этот эмулятор имитирует работу бензиновых форсунок, чтобы штатный компьютер не перешел в аварийный режим. По этой же причине нужно устанавливать эмулятор лямбда-зонда.

Системы газобаллонного оборудования четвертого поколения отличаются тем, что газ подается непосредственно во впускной коллектор через специальные газовые форсунки. Они управляются собственным электронным блоком управления, который синхронизирует свою работу со штатным бензиновым контроллером и одновременно выполняет функции эмулятора, то есть повторяет работу бензиновой системы. Соответствуют нормам токсичности ЕВРО-2; 3; 4.