Метан, или СПГ (сжатый природный газ), уже более 30 лет широко используется в качестве альтернативы бензину. Реальным стимулом послужил нефтяной кризис конца 80-х годов прошлого века. Возникший дефицит бензина заставил специалистов обратить внимание на очень дешевый в то время ресурс – природный газ. Помимо низкой стоимости, он был доступен, и вопрос использования на автотранспорте упирался в необходимость переоборудования силовой установки автомобиля, монтажа системы газового питания, и самое главное – использования газовых баллонов под очень большим давлением в 200-250 атмосфер. Последнее обстоятельство требовало применения повышенных мер безопасности. Кроме того, вес баллонов с газом, установленных в количестве, гарантирующем хотя бы минимально необходимый пробег, был очень большим, и реально это применимо только для грузового и пассажирского транспорта.
Опыт применения метана или природного газа в качестве автомобильного топлива показал следующее.
- Распространенность газовых заправочных станций СПГ оказалась на порядок ниже обычных бензиновых. Если последние росли, как грибы, то метановые заправки в лучшем случае строились для определенного парка автомобилей и автобусов, при этом их количество даже сейчас меньше классических заправок. Подобная ситуация здорово ограничивала радиус действия и не позволяла использовать транспорт на сжатом природном газе на дальних маршрутах. При заправке автомобиль на метане получал запас энергии газа в два раза меньше (в пересчете на пробег), чем при использовании бензина.
- Широко разрекламированный эффект «несмывания масла с поверхности цилиндров» оказался достаточно сложным и непредсказуемым явлением. При этом слесари, обслуживающие автомобили на метане, познакомились с новым неприятным сюрпризом под названием «сухое горение». Суть его заключалась в том, что метан, в отличие от бензина, не создавал дополнительной смазки для колец и поршня при конденсации на стенках камеры. В итоге ресурс такого двигателя падал в разы. Попытка применения метана в дизельных двигателях обернулась для них катастрофой. Они выходили из строя после пробега в 15-20% от заложенного ресурса.
- Анализ затрат на эксплуатацию автомобилей показывает, что расходы, связанные с обслуживанием систем питания бензинового варианта, были примерно на 15 % меньше затрат для систем на сжатом природном газе. Расход энергии на перевозку груза или пассажиров на бензине составляет 5,2МДж/(т*км), на сжатом газе – 6,2МДж/(т*км). Эффективный КПД автомобиля на бензине примерно равен 22%, на газовом топливе -19-20%. Общие расходы энергии на единицу транспортной работы при использовании сжатого газа примерно на 27% выше аналогичных затрат при использовании бензина.
- Позитивный эффект от уменьшения количества вредных выбросов отчасти компенсировался большим содержанием несгоревшего метана в выхлопных газах. Работа двигателя на сжатом газе требовала доработки отдельных узлов, в том числе, повышения степени сжатия мотора. Отдельные разработки компаний, специализирующихся на газовом топливе, позволяли достаточно эффективно использовать преимущества метана. Но такие варианты предусматривали хранение топлива в условиях низких температур в сжиженном виде. На сегодняшний день указанные предложения успешно реализованы только на больших энергоустановках судов, перевозящих газ в сжиженном виде. Коэффициент полезного действия таких двигателей достиг уровня современного дизеля.
02.10.2015
Отправить новый комментарий